Слайд 1Лекция № 16
ВЫСШИЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ. ЛИПИДЫ.
Слайд 2Липиды - (от греч. lípos - жир) -это
неоднородная группа химических
соединений, общим свойством которых является низкая растворимость в воде и
высокая растворимость в неполярных растворителях: эфире, хлороформе, бензоле.
Слайд 3Классификация липидов
Витамины (А, D, Е,К, F), Q
холестерин
ВИТАМИНЫ (A, D,E, K,
F), Q10,
холестерин
Слайд 4Биологическая роль липидов
Структурная функция. Молекулы фосфолипидов обладают поверхностно-активными свойствами. В
водных растворах спонтанно образуют мицеллы. Фосфолипиды являются основными компонентами биологических
мембран (85%).
Трансформационная функция. Линоленовая, арахидоновая и эйкозапентаеновая кислоты в организме человека трансформируются в эйкозаноиды -высокоактивные биогенные соединения, являющимися модуляторами функционирования практически всех систем организма. Ввиду исключительной биологической ценности ПНЖК они являются эссенциальными (незаменимыми) (витамин F).
Транспортная функция- липиды образуют с белками структуры (липопротеины), в форме которых переносится холестерин и фракции омыляемых липидов. С липидами переносятся жиррастворимые витамины.
Энергетическая и резервная функция. Калорийность липидов примерно в в 2 раза выше калорийности белков и углеводов, поэтому они являются существенными источниками энергии и скапливаются в “жировом депо” человека в качестве запасного субстрата для синтеза АТФ.
Слайд 5В структуру нейтральных липидов входит глицерол, остатки высших жирных кислот
Слайд 6НЕЙТРАЛЬНЫЕ ЛИПИДЫ
Структура триацилглицеролов (триглицеридов)
Слайд 7Высшие жирные кислоты в составе липидов
Жирные кислоты являются длинноцепочечными карбоновыми
кислотами, содержащими (12- 24 атома С ).
Известно 65 жирных
кислот, однако состав большинства природных липидов определяется 12 жирными кислотами.
При этом все жирные кислоты содержат четное число атомов.
Слайд 8Высшие жирные кислоты в составе природных липидов
*--число атомов углерода от
двойной связи до концевой метильной группы (от дистального конца молекулы)
**-номера
углеродных атомов, после которых расположены -связи
Слайд 9Примеры названий нейтральных липидов (триацилглицеролов).
Слайд 11Эйкозаноиды -обширная группа физиологически активных соединений, образуемых из жирных кислот.
К ним относятся простагландины, простациклины, тромбоксаны и лейкотриены.
Существуют конкурентные отношения
между эйкозаноидами, синтезируемыми в организме из кислот ряда ω6 и ω3.
Слайд 13Простагландины (ПГ, Pg). По существу ПГ представляют собой 20-углеродные жирные
кислоты, содержащие 5-углеродное кольцо и гидро-кси- и/или кетогруппы:
Слайд 14
Тромбоксаны и простациклины.
Тромбоксаны вызывают агрегацию тромбоцитов, простациклины являются
сильными ингибиторами агрегации тромбоцитов. Тромбоксаны и простациклины являются антагонистами. Поэтому
соотношение тромбоксана и простациклина во многом определяет условия тромбообра-зования на поверхности эндотелия сосудов.
Слайд 15Лейкотриены синтезируются в лейкоцитах, тромбоцитах, макрофагах.
Лейкотриены рассматриваются прежде всего
как медиаторы воспалительных реакций; они вызывают сокращение мышечной ткани бронхов
в концентрациях, в 100–1000 раз меньших, чем гистамин; способствуют сокращению коронарных сосудов.
Слайд 16Происхождение высших ЖК и их биологическое действие
Растительные масла и липиды
наземных животных содержат олеиновую 18:1 ω-9, линолевую кислоты18:2 ω-6, в
незначительном количестве –линоленовую 18:3 ω-3 кислоты.
Наиболее ненасыщенные пента- и гексаеновые жирные кислоты 20:5 и 22:6, относящиеся к ряду ω-3 кислот, находятся в липидах гидробионтов, в первую очередь в морской рыбе.
Существуют конкурентные взаимоотношения между метаболитами, образуемыми из ω-6 и ω-3 кислот.
Простагландины из ω-3 кислот снижают давление, а из ω-6 – повышают;
Простациклины из ω-3 кислот снижают свертываемость, а тромбоксаны из ω-6 – повышают свертываемость крови;
Лейкотриены из ω-3 кислот усиливают иммунитет, а из ω-6 – понижают его, способствуют развитию воспалительных реакций
Таким образом, в структуре питания должно быть оптимальное соотношение кислот ω-3 и ω-6 рядов (1:3).
Слайд 17Биологическое действие омега-3 жирных кислот
Липиды, содержащие ω-3 жирные кислоты, проявляют
гипохолестеринемическое, гипотензивное антиаритмическое, иммуномоделирующее действие.
Употребление липидов или рыбы не
менее 2-3 раз в неделю вдвое снижает риск внезапной смерти от сердечно-сосудистых катастроф, увеличивает выживаемость при онкологических заболеваниях.
Слайд 18Структура сложных липидов
Глицерофосфолипиды
(фосфолипиды)
Слайд 19Глицерофосфолипиды – производные L-глицерол-3-фосфата. Образуются из дигидроксиацетонфосфата под действием фермента
глицерофосфатдегидрогеназы
.
Слайд 20Среди глицерофосфолипидов наиболее распространены L-фосфатиды:
Слайд 21Природные фосфатиды
Как правило, в природных фосфатидах в положении С1 находится
остаток насыщенной ЖК, а в положении С2 – ненасыщенной. Оставшаяся
свободной одна из ОН-групп фосфорной кислоты при физиологических значениях рН (≈7,4) ионизирована. Примерами соединений этого класса являются фосфатидилинозитол, фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин.
Слайд 22Структура кардиолипина –фосфолипида, выделяемого из сердечной мышцы
Слайд 23Липиды с простой эфирной связью – плазмалогены:
Слайд 24Сфинголипиды представляют собой структурные аналоги фосфолипидов, где вместо глицерина используется
аминоспирт сфингозин
Слайд 25Сфингомиелины обнаруживаются в нервной ткани.
Слайд 26Гликолипиды включают углеводные остатки, чаще всего D-галактозу, Типичные представители гликолипидов
– цереброзиды и ганглиозиды. Цереброзиды содержатся в миелиновых оболочнах нервных
волокон.
Ганглиозиды содержатся в сером веществе головного мозга. В структурном отношении они сходны с цереброзидами, вместо галактозы они содержат олигосахаридный остаток более сложной структуры.
Слайд 27Характерной особенностью сложных липидов является дифильность, обусловленная присутствием в структуре
молекул неполярных гидрофобных и высокополярных гидрофильных группировок (катионов и анионов):
Слайд 28Схематическое обозначение фосфолипидов
Слайд 29На поверхности раздела двух водных фаз полярные фосфолипиды самопроизвольно формируют
бислои. В таких структурах углеводородные “хвосты” липидных молекул направлены внутрь
от обращенных к каждой из фаз поверхностей и образуют внутренний непрерывный углеводородный слой, а располагающиеся снаружи гидрофильные “головки” оказываются погруженными в водный слой
Слайд 30Фрагмент структуры биологических мембран
Слайд 32Липидные компоненты плазматической мембраны
Слайд 33Мембраны двух соседних нервных клеток (электронный микроскоп, увелич. в 400
000 раз). Каждая мембрана имеет толщину 75 А и видна
в виде двух тёмных полос, разделённых более светлой полосой, толщиной 35 А. Щель между клетками достигает 150 А . Две тёмные полосы соответствуют белковому слою, а светлая полоса между ними — липидному слою.
Слайд 34Функциональная классификация липидов:
Резервные липиды
(липиды депо, энергетический субстрат);
Структурные липиды (фосфолипиды
– компоненты клеточных мембран);
Транспортные липиды плазмы крови (липопротеины).
Слайд 35Транспортная функция. Липиды являются переносчиками жирорастворимых витаминов группы А, D,
Е, К . ПНЖК в составе фосфолипидов под влиянием фермента
лецитинхолестеринацилтранс-феразы (ЛХАТ) образуют с холестерином сложные эфиры, которые являются менее атерогенными и более легко удаляются их организма.
Слайд 37Липопротеины сферические частицы (мицеллы), в наружном полярном слое содержат
смеси белков, холестерина и фосфолипидов, а во внутреннем слое из
неполярных молекул триглицеридов, свободного и этерифицированного холестерина. Такое строение обеспечи-вает растворимость комплексов липопро-теинов в воде.
Классификация липопротеинов зависит от их плотности, а плотность – от содержания в них липидов.
Чем больше липидов - тем меньше плотность.
Слайд 38 Различают 4 класса плазменных липопротеинов:
хиломикроны;
липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП);
липопротеины
низкой плотности (ЛПНП);
липопротеины высокой плотности (ЛПВП).
Функции транспортных липопротеинов плазмы.
Липопротеины переносят
экзогенные, триглицериды и холестерин из крови в печень.
Из печени липопротеины переносят ко всем внутренним органам эндогенные фосфолипиды и холестерин. Каждый класс липопротеинов транспортирует определенную фракцию липидов.
Слайд 39Фосфолипиды наружной оболочки липопротеинов связаны со специфическими белками - аполипопротеинами
или апопротеинами.
Аполипопротеины связываются с фосфолипидами за счет гидрофобных взаимодействий между
жирнокислотными цепями фосфолипидов и неполярными областями белковой структуры.
Ионные взаимодействия между полярными группами головок фосфолипидов и парами противоположно заряженных аминокислот в альфа-спиральных участках апопротеинов играют вторичную стабилизирующую роль.
Слайд 40Химические свойства омыляемых липидов
Реакция гидролиза – первая стадия процесса утилизации
жиров в организме, осуществляется под действием ферментов – липаз.
. Гидролиз
происходит при нагревании липидов in vitro в присутствии водных растворов кислот и щелочей (реакция омыления).
Слайд 42Реакция присоединения – Липиды содержащие остатки непредельных ЖК присоединяют по
двойным связям водород, галогены, галогеноводороды и в кислой среде воду.
Слайд 43Значения йодного числа для ряда природных масел, жиров, индивидуальных жирных
кислот
Слайд 44В промышленности широко применяется каталитическое гидрогенирование ненасыщенных растительных масел в
результате чего последние превращаются в твердые жиры. Процесс протекает при
160 - 200°С и давлении 2 -15 атм.
Маргарин - эмульсия гидрогенизованного растительного масла в молоке.
При гидрогенизации часть жирных кислот изомеризуется: из цис-формы переходит в транс-форму, не имеющей биологической значимости.
Слайд 45Реакции окисления
Окисление кислородом воздуха ненасыщенных жирных кислот при хранении
приводит к прогорканию и порче липидсодержащих продуктов, лекарств, косметических препаратов.
Результатом
свободнорадикального окисления липидов биологических мембран может быть появление пор, разрушение мембраны и гибель клетки, что может быть причиной различных патологий.
Инициация реакции радикалами типа НО· или НО2·, образующимися по реакции Фентона Fe2+ + H2O2→ Fe3+ + OH- + OH•
Слайд 46·
СХЕМА ОКИСЛЕНИЯ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ ЛИПИДОВ
Слайд 47Неомыляемые (сопутствующие) вещества
1. Стероиды (холестерин)
2. Жирорастворимые витамины (А, Е, D,
К, убихинон Q10 ) локализваны в биологической мембране совместно с
фосфолипидами.
Многие из этих витаминов выполняют коферментную и антиоксидантную функцию.
Слайд 48Стероиды
Таурохолевая кислота
(желчные кислоты)
, андростерон
(мужские половые гормоны)
,
эстрион, прогестерон
(женские половые гормоны)
Слайд 49Особую группу терпенов составляют каротиноиды – растительные пигменты. Известно более
800 каротиноидов.
α-, β- и γ-каротины являются предшественниками витаминов группы А.
Слайд 50Убихинон, способен к последовательному окислению (восстановлению) и выполняет роль челночного
переносчика восстановительных эквивалентов в элетронтранспортной цепи митохондрий:
Слайд 51Токоферол (витамин Е) –антистерильный фактор и основной природный антиоксидант
Слайд 52Витамин D2 (холекальциферол). Активный компонент гормона, регулирующего обмен кальция и
фосфора
Слайд 53Витамин К. Кофермент, участвует в реакции карбоксилирования, является одним из
факторов свертывания крови.