Катаболизм липидов

Общая характеристика липидов, их классификация. Биологические функции липидов.

Переваривание, всасывание и транспорт жиров пищи.Деградация жиров в клетках.

Общая характеристика липидов и их классификация.

Липидами называются вещества биологического происхождения, хорошо растворимые в органических растворителях, таких, как метанол, ацетон, хлороформ, бензол и др., и не растворимые или мало растворимые в воде.

По отношению к щелочам липиды делятся на омыляемые и неомыляемые.

К омыляемым липидам относятся соединения подвергающиеся гидролизу, т.е. такие производные карбоновых кислот, как сложные эфиры и лактоны, амиды и лактамы.

Омыляемые липиды Примеры

I. Сложные эфиры

1. Жиры (глицерин + 3 жирн. к-ты)

2. Воски (жирн. спирты + жирн. к-та)

3. Эфиры стеринов (стерин + жирн. к-та)

II. Фосфолипиды

1. Фосфатидовые кислоты

(глицерин + 2 жирн. к-ты + фосфат)

2. Фосфатиды

(глицерин + 2 жирн. к-ты

Фосфат + аминоспирт)

3. Сфингофосфолипиды

(сфингозин + жирн кта +

фосфат + аминоспирт)

III. Сфинголипиды

Неомыляемые липиды

Неомыляемые липидыне содержат в своей структуре сложноэфирных связей или амидных связей и поэтому не гидролизуются, хотя и могут реагировать со щелочью, проявляя кислые свойства, например, жирные кислоты, желчные кислоты и др. Поэтому липиды делят также на на нейтральные и кислые.

Углеводороды

Изопреноиды

Структурным элементом изопреноидов

является изопрен

2.1. Линейные изопреноиды

2.2. Стероиды

2.2.1. Стерины

2.2.2. Стероидные гормоныПоловые гормоны и кортикостероиды

2.3. Желчные кислоты

Спирты с длинной алифатической цепью

Карбоновые кислоты

4.1Жирные кислоты

4.2. Эйкозаноиды

В связи с особой важностью жиров и карбоновых кислот рассмотрим их подробнее.

Жиры.

Жирами называются сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Соединения с одним остатком жирной кислоты относятся к группе моноацилглицеринов. Путем последующей этерификации этих соединений можно перейти к диацил- и далее к триацилгицеринам. Так как молекулы жиров не несут заряда, эту группу веществ называют нейтральными жирами. Три остатка жирной кислоты могут различаться как по длине цепи, так и по числу двойных связей. Жиры, экстрагированные из биологического материала, всегда представляют собой смесь близких по свойствам веществ, различающихся только остатками жирных кислот. В пищевых жирах чаще всего содержатся пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая кислоты. Остатки ненасыщенных жирных кислот обычно находятся в положении 2 глицерина. Чем больше в составе жира ненасыщенных кислот, тем меньшую температуру размягчения или застывания они имеют. Жидкие жиры часто называют маслами, например, жир подсолнечника – подсолнечное масло, хлопковый жир – хлопковое масло. Термин «масло» иногда приписывают растительным жирам, например, масло какао, но оно твердое.

Жирные кислоты

Жирными кислотами называются карбоновые кислоты с углеродной цепью не менее 4 атомов углерода. Они потому и называются жирными, что обнаружены в жирах. Свободные жирные кислоты присутствуют в организме в небольших количествах, например в крови. Главным образом они присутствуют в организмах всех видов в виде сложных эфиров различных спиртов: высших алифатических спиртов, глицерина, холестерина, сфингозина и др.

Ниже приведены жирные кислоты, обнаруженные в растительных и животных тканях.

В высших растениях и животных содержатся главным образом жирные кислоты с длинной и неразветвленной цепью из 16 и 18 углеродных атомов, а именно, пальмитиновая и стеариновая. Все длинноцепочечные природные жирные кислоты состоят из четного числа углеродных атомов, что обусловлено биосинтезом этих соединений в организме из предшественников.

Многие жирные кислоты имеют одну или несколько двойных связей. К наиболее распространенным ненасыщенным кислотам относятся олеиновая и линолевая. Из двух возможных цис- и транс -конфигураций двойной связи в природных липидах присутствует лишь цис- форма. Разветвленные жирные кислоты встречаются только в бактериях. Для обозначения жирных кислот иногда применяют сокращенные названия, где первая цифра означает число углеродных атомов, вторая цифра указывает число двойных связей, а последующие - положение этих связей. Как обычно, нумерация атомов углерода начинается с карбоксигруппы.

К незаменимым жирным кислотам относятсяте из них, которые не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Речь идет о сильно ненасыщенных кислотах, в частности арахидоновой (20:4; 5,8,11,14), линолевой (18:2; 9,12) и линоленовой (18:3; 9,12,15). Арахидоновая кислота является предшественником зйкозаноидов (простагландинов и лейкотриенов) и поэтому обязательно должна присутствовать в пищевом рационе. Линолевая и линоленовая кислоты, имеющие более короткую углеродную цепь, могут превращаться в арахидоновую за счет наращивания цепи, и, следовательно, являются ее заменителями.

Эйкозаноиды

Эйкозаноидами называются продукты окисления арахидоновой кислоты в организме. Они делятся на лейкотриены, простагландины и простациклины.

Лейкотриены не имеют в своей структуре цикла

Простагландины имеют один пятичленный цикл

Простациклины имеют циклопентатетрагидрофурановый цикл

Эйкозаноиды составляют большую группу медиаторов, обладающих широким спектром биологической активности. Эйкозаноиды образуются почти во всех клетках организма.

Они служат вторичными мессенджерами гидрофильных гормонов, контролируют сокращение гладкомышечной ткани венозных сосудов, бронхов, матки, принимают участие в высвобождении продуктов внутриклеточного синтеза оказывают влияние на метаболизм костной ткани, периферическую нервную систему, иммунную систему, передвижение и агрегацию клеток (лейкоцитов, тромбоцитов), являются эффективными лигандами болевых рецепторов. Эйкозаноиды действуют как локальные биорегуляторы путем связывания с мембранными рецепторами в непосредственной близости от места их синтеза. Ацетилсалициловая кислота и другие жаропонижающие препараты являются специфическими ингибиторами простагландин-синтазы.

Биологические функции липидов

Энергетическая.

Липиды наиболее важный из всех питательных веществ источник энергии. В количественном отношении липиды - основной энергетический резерв организма. В основном жир содержится в клетках в виде жировых капель, которые служат метаболическим «топливом». Липиды окисляются в митохондриях до воды и диоксида углерода с одновременным образованием большого количества АТФ.

Структурная.

Ряд липидов принимает участие в образовании клеточных мембран. Типичными мембранными липидами являются фосфолипиды, гликолипиды и холестерин. Следует отметить, что мембраны не содержат жиров.

3 . Изолирующая.

Жировыеотложения в подкожной ткани и вокруг различных органов обладают высокими теплоизолирующими свойствами. Как основной компонент клеточных мембран липиды изолируют клетку от окружающей среды и за счет гидрофобных свойств обеспечивают формирование мембранных потенциалов.

4. Специальные функции:

Гормоны. – мужские и женские половые гормоны, гормоны коры надпочечников. – стероидные соединения.

Медиаторы. – вещества, воздействующие на синаптические рецепторы мембран, следствием чего является трансмембранный перенос электронов - возникновение электрического импульса.

Вторичные мессенджеры (вторичные переносчики сигнала) – «внутриклеточные гормоны» -простагландины и другие эйкозаноиды.

Якорная функция. Некоторые липиды удерживают белки и другие соединения на мембранах.

Кофакторы ферментов – ретиналь, витамин К, убихинон.

Поскольку некоторые липиды не синтезируются в организме человека, они должны поступать с пищей в виде незаменимых жирных кислот и жирорастворимых витаминов.

Похожая информация.

Неомыляемые липиды. Понятие о стероидах: общий скелет стероидов, типы заместителей в стероидном скелете. Биологическая роль холестерина, желчных кислот, кортикостероидов, половых гормонов, витамина D, сердечных гликозидов. Понятие о простагландинах.

Неомыляемые липиды выполняют в организме роль низкомолекулярных биорегуляторов, к ним относятся терпены, стероиды, жирорастворимые витамины, простагландины.

Соединения, построенные из фрагментов изопрена, имеют общее

название изопреноиды. Под названием терпены объединяют ряд

углеводородов и их производных (спиртов, альдегидов, кетонов), углеродный

скелет которых построен из двух, трех и более звеньев изопрена. Сами

углеводороды называют терпеновыми, а их кислородсодержащие производные

– терпеноидами. Терпенами богаты эфирные масла растений (герань, роза,

лимон, лаванда и др.), смола хвойных деревьев, каучуконосы. Изопреноидная

цепь включена в структуру многих биологически активных соединений

(витамин А, каротины, витамины группы К, Е и др.).

В большинстве терпенов изопреновые фрагменты соединены друг с

другом по принципу «голова к хвосту» – изопреновое правило Ружичка (1921).

Общая формула большинства терпеновых углеводородов (С5Н8)n. Они

могут иметь ациклическое и циклическое (би-, три- и полициклические)

строение. Терпены, содержащие две изопреновые группировки, называют

монотерпенами, три – сесквитерпенами, четыре, шесть и восемь – ди-, три- и

тетратерпенами соответственно. Среди терпенов наиболее распространены

моно- и бициклические

Пинен – бициклический непредельный углеводород – важная составная часть скипидара, получаемого из хвойных деревьев. Камфора – бициклический кетон, применяется в медицине как стимулятор сердечно-сосудистой деятельности, получают из эфирного масла камфорного дерева. Тритерпен – ациклический сквален (С30Н50) – промежуточный продукт в биосинтезе холестерина. Особую группу тетратерпенов составляют каротиноиды – растительные пигменты. Некоторые из них (каротины) являются предшественниками витамина А. Каротин – растительный пигмент желто-красного цвета, в большом количестве содержится в моркови, томатах и сливочном масле. Известны три его изомера (α-, β- и γ-каротины), различающиеся химическим строением и биологической активностью. Все они являются предшественниками витамина А. Наибольшей биологической активностью обладает β-каротин, содержащий два β-иононовых кольца, поэтому при распаде в организме из него образуется две молекулы витамина А.

Стероиды

К стероидам относится обширный класс природных веществ, в основе которых лежит остов, конденсированный из четырех циклов, называемый стераном (циклопентанпергидрофенантреном).

В настоящее время известно около 20000 стероидов, более 100 из них применяются в медицине.

основные скелеты стероидов обозначают следующими тривиальными названиями: – холестан – корневое название скелета стеринов, – холан – название желчных кислот, – прегнан – название скелетов гестагенов и кортикостероидов, – эстран – название скелета эстрогенов, – андростан – название скелета мужских половых гормонов.

Стерины. Как правило, клетки очень богаты стеринами (стеролами). В их основе лежит скелет холестана. В качестве обязательного заместителя стерины содержат гидроксильную группу у С-3 (поэтому их называют стеролами).

Холестерин Наиболее распространенным стеролом является холестерин (холестерол), все кольца которого находятся в транс-сочленении. У него имеется двойная связь между С-5 и С-6, следовательно, он является вторичным циклическим ненасыщенным одноатомным спиртом.

Холестерин находится в животных, но не растительных жирах. В организме холестерин является источником образования желчных кислот, стероидных гормонов (половых и кортикостероидов). Продукт окисления холестерина – 7-дегидрохолестерин под действием УФ-лучей в коже превращается в витамин D3. Являясь компонентом клеточных мембран, неэтерифицированный холестерин вместе с фосфолипидами и белками обеспечивает избирательную проницаемость клеточной мембраны. В цитоплазме холестерин находится преимущественно в виде сложных эфиров с жирными кислотами. Таким образом, физиологические функции холестерина весьма разнообразны. Из общего количества холестерина, содержащегося в организме, только, примерно, 20% проступает с пищей, а основное его количество синтезируется в организме из активного ацетата. Нарушение обмена холестерина приводит к отложению его на стенках артерий, что ведет к уменьшению эластичности сосудов (атеросклерозу). Холестерин может накапливаться в виде желчных камней (желчнокаменная болезнь).

Желчные кислоты

В печени холестерин превращается в холановую кислоту, алифатическая боковая цепь которой у С-17 состоит из пяти атомов углерода и включает концевую карбоксильную группу. Холановая кислота подвергается гидроксилированию. В зависимости от числа и локализации гидроксильных групп различают четыре вида кислот: холевая (3,7,12-триоксихолановая), дезоксихолевая (3,12-диоксихолановая), хенодезоксихолевая (3,7-диокси-холановая) и литохолевая (3-оксихолановая). Наиболее распространена холевая кислота.

Стероидные гормоны

К стероидным гормонам относятся кортикостероиды и половые гормоны

(мужские и женские). Предшественником стероидных гормонов является

холестерин.

Кортикостероиды вырабатываются корой надпочечников (всего около

46, но физиологически активных – восемь). Кортикостероиды содержат скелет

прегнана, для них характерно наличие кетогруппы у С-3, кратной связи у С-4–

С-5 и гидроксила у С-11. У кортизола в положении С-17 находится второй

гидроксил. У альдостерона, в отличие от кортикостерона, метильная группа у

С-13 окислена в альдегидную. Кортикостерон и кортизон регулируют

углеводный обмен и, являясь антагонистами инсулина, повышают уровень

сахара в крови. Альдостерон регулирует водно-солевой обмен.

Мужские половые гормоны вырабатываются в основном в семенниках

и частично в яичниках и надпочечниках. В основе лежит скелет андростана,

поэтому гормоны называют андрогенами. Они стимулируют развитие вторичных половых признаков и сперматогенез. Главными мужскими

половыми гормонами являются андростерон и более активный тестостерон.

Тестостерон обладает также и выраженным анаболическим (тканеобразующим)

эффектом, обуславливая характерную мужскую мускулатуру. Препараты,

подобные по строению тестостерону, например, 19-нортестостерон,

используются культуристами и тяжелоатлетами для наращивания мышечной

ткани, т.к. они усиливают синтез белков. Однако 19-нортестостерон подавляет

сперматогенез.

Женские половые гормоны в настоящее время делят на две группы,

различающиеся химический структурой и биологической функцией: эстрогены

(главный представитель – эстрадиол) и прогестины (главный представитель –

прогестерон). Основным местом синтеза эстрогенов (от греч. oistros – страстное

влечение) являются яичники. Доказано также их образование в надпочечниках,

семенниках и плаценте. В основе эстрогенов лежит скелет эстрана.

Агликоны сердечных гликозидов Сердечные гликозиды – соединения стероидного ряда, у которых стероидная часть молекулы играет роль агликона (в этом случае его называют генином) некоторых моно- или олигосахаридов. В небольших количествах они возбуждают сердечную деятельность и используются в кардиологии, а в больших дозах являются сердечными ядами. Выделяют эти соединения из различных видов наперстянки (дигиталиса), ландыша, горицвета и др. растений. К генинам сердечных гликозидов растительного происхождения относятся дигитоксигенин и строфантидин.

Простагландины - это 20-углеродные жирные кислоты, содержащие пятичленное углеводородное кольцо. Различают несколько групп простагландинов, которые отличаются друг от друга наличием кетоносвой и гидроксильной групп в 9-м и 11-м положениях.

Основная задача этой кни­ги - дать возможность молодому педагогу исполь­зовать многолетний опыт преподавания предме­та «Музыкально-ритмическое воспитание актера» в Театральном училище им. Б. В. Щукина.

Рекомендованные нами методы обучения осо­бенно интересны для тех театральных учебных за­ведений, которые разделяют наши основные уста­новки относительно роли всех вспомогательных дисциплин в общем педагогическом процессе вос­питания актера.

Мы стоим за связь всех вспомогательных дисци­плин с основной - мастерством актера.

Нередко бывает, что студенты, успешно зани­мающиеся на уроке танцем, сценическим движени­ем, музыкой, выказывают полную беспомощность, когда приходится применить свои знания в профес­сиональной деятельности. Мы видим, что актер в ролях движется напряженно, танцует неловко, поет плохо, неритмичен. Причина этого, по наше­му мнению, в недостаточной связи вспомогатель­ных дисциплин с мастерством актера.

Танец или пение - не вставной номер в спекта­кле. Это связанное с ним действие, обогащающее сценический образ. Связь между учебными предме­тами не может возникать случайно, когда это понадобится режиссеру, работающему над диплом­ным спектаклем. Вся методика специальных предметов должна быть построена с учетом стрем­ления к единой цели - всестороннему гармониче­скому воспитанию человека-актера.

Если система К. С. Станиславского кладется в основу профессионального воспитания актера, то и музыкальное воспитание нельзя отрывать от этой системы, и методика преподавания должна строиться в соответствии с ней.

Не всегда легко бывает убедить студента в том, что он должен обладать большими знаниями в обла­сти общественных наук, истории театра, литерату­ры, изобразительного искусства, музыки; владеть выразительной речью и гибкостью голоса, хорошо двигаться, уметь регулировать свой мышечный ап­парат и координировать движения; быть музыкаль­ным и ритмичным в широком толковании понятия «ритм» на драматической сцене. Мы по многолет­нему опыту знаем, что студенты обычно уделяют серьезное внимание только одному предмету - ак­терскому мастерству, относясь иногда пренебре­жительно к так называемым вспомогательным дис­циплинам специального цикла. Эту неверную установку следует обязательно пресечь с первых же дней учебы. Оценку по актерскому мастерству следует давать с учетом успеваемости по всем предметам.

Мы считаем, что необходима связь вспомогатель­ных дисциплин не только с основной, но также и между собой. Ведь легко могут объединиться танцевальные, вокальные и речевые задания с музы­кально-ритмическими, тем более что ритм- неотъ­емлемый элемент не только в музыке, но и в движе­нии и в речи.

Жизнь показала нам, что музыкально-ритмиче­ское воспитание может объединяться и с такими предметами, как «История искусств», «История костюма», и даже с такими, как «Язык» и «Ма­неры».

Не могло не повлиять на методику преподавания всех предметов специального цикла в нашем учи­лище то обстоятельство, что, опираясь на основные положения системы Станиславского, педагоги не могли не внести свое, «вахтанговское» в педаго­гическую работу. Создавались новые разделы рабо­ты, рождались новые формы прохождения про­граммы актерского мастерства, окрашенные известным своеобразием. Это заставило нас внести и в метод музыкально-ритмического воспитания свое особое понимание предмета.

Конечная цель музыкально-ритмического воспи­тания - овладение сценическим ритмом, способно­стью управлять своим ритмическим поведением на сцене и использовать это умение для действий в различных предлагаемых обстоятельствах.

Мы придерживаемся того убеждения, что к овла­дению сценическим ритмом можно прийти через музыкальный ритм, так как в последнем наиболее ярко выражена его природа. На основе последова­тельного и логического перехода от ритма в музыке к ритму на сцене мы и строим нашу систему музы­кально-ритмического воспитания актера.

Проблема сценического ритма - не такое про­стое понятие, как кажется на первый взгляд. Если опытному актеру это явление знакомо и он свобод­но ориентируется в нем, то студенту театральной школы оно может показаться не вполне понятным. Ему легче начинать с музыкального ритма.

Ведь музыкальный и сценический ритмы очень близки друг к другу.

Великий мастер сцены К. С. Станиславский, признавая родственную связь между сценическим и музыкальным ритмом, часто пользовался на своих занятиях по актерскому мастерству музыкальной терминологией.

Г. Кристи, близко знакомый с работой К. С. Ста­ниславского в оперном театре, говорит о том, что К. С. начал заниматься оперой ради драмы, ради постижения некоторых основ драматического ис­кусства и пришел к выводу, что искать их нужно в музыке.

И действительно, элементы музыкальной выра­зительности очень близки элементам сценической выразительности и синтез их дает возможность проникать как в содержание музыкального произ­ведения, так и в замысел сценического действия.

Таким образом, сближая две разновидности од­ной и той же сущности, мы конкретизируем поня­тие сценического ритма.

Некоторые трудности представляет задача сде­лать понятным для студентов, что им придется действовать ритмично не только тогда, когда на сцене звучит музыка, но и тогда, когда она отсут­ствует, и что ритмичность - качество, которое ак­тер может воспитать в себе не только с помощью музыки, но и другими средствами.

Если это первоначально может показаться не вполне ясным, то на более позднем этапе сцениче­ского воспитания студенты это поймут.

Важность проблемы ритма на драматической сцене должна глубоко проникнуть в сознание мо­лодежи, желающей посвятить свою жизнь работе в театре. Учащиеся должны понять, что конечная цель музыкально-ритмического воспитания заклю­чается в том, чтобы научиться в любой момент на сцене, звучит или не звучит музыка, находить нуж­ное ритмическое самочувствие.

Курс занятий по музыкально-ритмическому вос­питанию в Театральном училище им. Б. В. Щу­кина рассчитан на два года обучения.

Первый год - подготовительный - посвящен изучению элементов музыкальной выразитель­ности.

Второй год - синтетический - посвящен изу­чению принципов использования приобретенных навыков в условиях сценической деятельности.

Омыляемые липиды

Нейтральные жиры включают в себя сложные эфиры глицерина и жирных кислот. В организме играют роль структурного компонента клеток или запасного вещества («жировое депо»). В природе, за редкими исключениями, встречаются только полные эфиры глицерина- триацилглицерины (ТАГ). Твердые ТАГ называют жирами, жидкие - маслами. Простые ТАГ содержат остатки одинаковых кислот (тристеарин, триолеин), смешанные - различных.

Природные жиры и масла представляют собой смеси смешанных ТАГ. Их количественной характеристикой служит массовая доля отдельных кислот, а также аналитические константы - кислотное число, йодное число, число омыления, эфирное число (жировые числа).

Кислотное число - количество мг КОН, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира. Увеличение к.ч. при хранении свидетельствует о происходящем в жире гидролизе, т.е. порче жира.

Йодное число - количество граммов йода, связываемое 100 г данного жира. Является количественной мерой ненасыщенности.

Число омыления - количество мг КОН, необходимое для нейтрализации как свободных, так и связанных с глицерином жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.

От жирно-кислотного состава зависит ещё одна характеристика жира - температура плавления (табл. 2.2).

При хранении жиры под действием света, кислорода и влаги приобретают неприятный вкус и запах - прогоркают. Во избежание этого добавляют антиоксиданты. Наиболее важный среди них - витамин Е.

Воски - сложные эфиры жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов. Число углеродных атомов у таких спиртов составляет от 16 до 22: цетиловый спирт (С16Н33ОН), мирициловый спирт (С30Н61ОН). Природные воски синтезируются живыми организмами и содержат до 50 % примесей свободных жирных кислот, красящих и душистых веществ. В воде воски нерастворимы, температуры плавления лежат в интервале от 40° до 90° С.

Воски выполняют в организме в основном защитную функцию. Они образуют защитную смазку на коже, шерсти, перьях; покрывают листья, стебли, плоды, семена, а также кутикулу наружного скелета у многих насекомых. Восковой налёт предохраняет от смачивания, высыхания и проникновения микробов. Удаление воскового слоя с поверхности плодов приводит к более быстрой их порче при хранении. Воски также являются главным липидным компонентом многих видов морского планктона. Широкое применение находил ранее содержащийся в черепной полости кашалота спермацет - как основа кремов и мазей. Его главные компоненты - цетилпальмитат и мирицилпальмитат. В настоящее время аналоги спермацета синтезированы искусственно. Овечью шерсть покрывает ланолин, использующийся в косметике. Пчелиный воск сочетает пластичность с кислотоустойчивостью, электро- и водоизоляционными свойствами. В отличие от нейтральных жиров воски более устойчивы к действию света и окислителей.

Молекула фосфолипидов образована остатками глицерина (или заменяющего его спирта сфингозина), жирных кислот, фосфорной кислотой, которая соединена сложноэфирной связью с азотсодержащей полярной группировкой. Фосфолипиды широко распространены в растительных и животных тканях, микроорганизмах, они являются преобладающей формой липидов. В отличие от нейтральных жиров фосфолипиды практически содержатся только в клеточных мембранах, очень редко в небольших количествах обнаруживаются в составе запасных отложений. Особенно велико их содержание в нервной ткани человека и позвоночных животных.

Простейшим глицерофосфолипидом является фосфатидная кислота (R 3 =H). В тканях организма она содержится в незначительных количествах, но является важным промежуточным соединением в синтезе ТАГ и фосфолипидов.

Наиболее представлены в клетках различных тканей фосфати- дилхолин (лецитин) и фосфатидилэтаноламин (кефалин), у которых роль R 3 выполняют аминоспирты: холин HO-CH 2 -CH 2 -N + (СН 3) 3 и этаноламин HO-CH 2 -CH 2 -NH 2 . Эти два глицерофосфолипида метаболически тесно связаны друг с другом. Они являются компонентами большинства биологических мембран.

В тканях находятся и другие глицерофосфолипиды. В фосфати- дилсерине R 3 соответствует аминокислоте серину. В фосфатидилино- зите фосфорная кислота этерифицирована шестиатомным спиртом инозитом. Фосфатидилинозиты представляют интерес как возможные предшественники простагландинов.

Сфинголипиды содержат те же компоненты, что и глицерофосфолипиды (жирная кислота, фосфат, R 3 - заместитель), но вместо глицерина они включают аминоспирт сфингозин:

Широко распространенный представитель этой группы - сфин- гомиелин. Особенно богата им нервная ткань, в частности, мозг.

Характерной особенностью фосфолипидов является их бифиль- ность. В фосфатидилхолинах, например, радикалы жирных кислот образуют два неполярных «хвоста», а фосфатная и холиновая группа - полярную «голову».

На границе раздела фаз такие соединения действуют как детергенты или ПАВ. О наличии фосфолипидов в биологических объектах можно судить по содержанию фосфора (реакция с молибдатом аммония) после минерализации образца. Основная часть липидов в мембранах представлена фосфолипидами, гликолипидами и холестерином. Липиды мембран образуют двухслойную структуру. Каждый слой состоит из сложных липидов, расположенных таким образом, что неполярные гидрофобные «хвосты» молекул находятся в тесном контакте друг с другом. Так же контактируют гидрофильные части молекул. Все взаимодействия имеют нековалентный характер. Два монослоя ориентируются «хвост к хвосту» так, что образующаяся структура двойного слоя имеет внутреннюю неполярную часть и две полярные поверхности.

Ганглиозиды обнаруживаются обычно на внешней поверхности клеточных мембран, особенно в нервных клетках. Они выполняют рецепторные функции. Отмечено распределение цереброзидов и ганг- лиозидов в тканях мозга: в составе белого вещества преобладают це- реброзиды, в составе серого - ганглиозиды.

Сульфолипиды (сулъфатиды) имеют структуру, аналогичную цереброзидам, с той лишь разницей, что у третьего атома углерода галактозы вместо гидроксильной группы - остаток серной кислоты. Сульфатиды обнаружены в миелине.

Неомыляемые липиды

Неомыляемые липиды так названы потому, что они не подвергаются гидролизу. Известны два типа неомыляемых липидов.

Высшие спирты (холестерин, витамины A, D, Е). Холестерин - производное циклопентанпергидрофенантрена (стерана). В кристаллическом виде - белое, оптически активное вещество, практически нерастворимое в воде. Холестерин - компонент мембран, исходное соединение для синтеза стероидных гормонов, желчных кислот, витамина D 3 . В растениях обнаружены фитостерины.

Высшие углеводороды (терпены). Молекулы построены путем объединения нескольких молекул изопрена. Придают растениям свойственный аромат, служат главными компонентами душистых масел. К терпенам принадлежат каротиноиды и каучук.

Неомыляемые липиды. Терпены.

Неомыляемые липиды - это второй большой класс липидов.

Вещества этого класса липидов объединяет то, что они не гидролизуются в щелочной или кислой среде.

Ранее мы рассмотрели класс омыляемых липидов . Вещества, относящиеся к этому классу, в отличие от неомыляемых липидов, подвержены гидролизу . В результате гидролиза из омыляемых липидов образуются соли высших карбоновых кислот, т.е. мыла . Отсюда происходит название.

Неомыляемая липидная фракция содержит вещества двух основных типов:

1. Терпены и
2. Стероиды.

Первые преобладают в липидах растений , вторые липидах животного происхождения . Между ними имеется много общего – терпены и стероиды построены из одинаковых изопреновых пятиугольных фрагментов , а их биосинтез включает одни и те же исходные и промежуточные вещества.

Соединения, построенные из фрагментов изопрена , имеют общее название изопреноиды .

Один из наиболее распространённых изопреноидов – натуральный каучук – представляет собой полимер изопрена .

Терпены

Под этим названием объединяют ряд углеводородов и их кислородосодержащих производных – спиртов, альдегидов, кетонов , углеродный скелет которых построен из двух, трёх и более звеньев изопрена .

В правой части рисунка изопрен изображён в виде, где атомы углерода не показаны, а показаны только связи между ними.

Сами углеводороды называют терпеновыми углеводородами , а их кислородосодержащие производные (спирты, альдегиды, кетоны) – терпеноидами .

Название «Терпены» происходит от лат. Oleum Terebinthinae - скипидар .

Терпеноидами богаты эфирные масла растений (герани, розы, лаванды, лимона, перечной мяты и др.), смола хвойных деревьев и каучуконосов .

К терпенам относятся и различные растительные пигменты и жирорастворимые витамины .

Группировка терпенового типа (изопреноидная цепь ) включена в структуру многих биологически активных соединений.

В большинстве терпенов изопреновые фрагменты соединены друг с другом по принципу «голова к хвосту», как показано на примере мирцена .

Терпеновые углеводороды и терпеноиды.

Общая формула большинства терпеновых углеводородов – (С 5 Н 8) n .

Они могут иметь ациклическое и циклическое (би-, три-, полициклическое) строение.

С учетом числа изопреновых группировок в молекуле различают:

• монотерпены (две изопреновые группировки);
• сесквитерпены (три изопреновые группировки);
• дитерпены (четыре изопреновые группировки);
• тритерпены (шесть изопреновых группировок);
• тетратерпены (восемь изопреновых группировок).

Примеры терпенов

Примером ациклических терпенов служит уже упоминавшийся ранее мирицен – монотерпен, содержащийся в эфирных маслах хмеля и благородного лавра.

Другой пример – родственный мирицену спирт

гераниол, входящий в состав эфирных масел герани и розы.

При мягком окислении гераниол образует альдегид цитраль а .

Тритерпен сквален С 30 Н 50 – промежуточный продукт в биосинтезе холестерина.

В последние годы установлено, что цитраль и гераниол выделяются в небольших количествах рабочими пчёлами при отыскивании пищи. Запах этих веществ привлекает других пчёл. Соединения подобного рода называют феромонами . Они выделяются животными и определённым образом влияют на поведение других особей того же или близкого вида.

Среди терпенов наиболее распространены моно- и бициклические терпены . Многие из них применяются в медицине или служат исходными продуктами для синтеза лекарственных средств.

Соответствующие моно- и бициклическим терпенам предельные циклические углеводороды носят названия ментан, каран, пиан и борнан.

Примеры циклических терпенов

Лимонен - представитель моноциклических терпенов . Он содержится в лимонном масле и скипидаре . Лимонен входит в состав масла тмина .

Рацемическая форма лимонена (дипентен) может быть получена в результате реакции диенового синтеза из изопрена при нагревании.

Диены - ненасыщенные углеводороды, содержащие в молекуле 2 двойные связи (С=С ), например бутадиен .

– реакция, в результате которой из двух реагирующих молекул (диенов и диенофилов) образуется новый шестичленный цикл.

Рацемическая форма лимонена (дипентен) – это стереоизомер лимонена, представляющий собой его зеркальную противоположность.

При восстановлении оптически активного лимонена или дипентена получается ментан , а при полной их гидратации в кислой среде образуется двухатомный спирт терпин . Терпин в виде гидрата применяется как отхаркивающее средство при хроническом бронхите.

3амещенные дипентены (например, каннабидиол ) - психоактивное начало гашиша (марихуаны).

Как и лимонен, имеет скелет ментана . Он содержится в эфирном масле перечной мяты. Оказывает антисептическое, успокаивающее и болеутоляющее (отвлекающее) действие, входит в состав валидола, а также мазей, применяемых при насморке.

Альфа-пинен - бициклический монотерпен ряда пинана . Его левовращающий энантиомер - важная составная часть скипидара , получаемого из хвойных деревьев.

Камфора - бициклический кетон - редкий пример соединения, в котором шестичленный цикл имеет конформацию ванны.

Камфора издавна применяется в медицине как стимулятор сердечной деятельности. Ее правовращающий стереоизомер выделяют из эфирного масла камфорного дерева.

Каротиноиды.

Особую группу терпенов составляют каротиноиды - растительные пигменты .

Некоторые из них играют роль витаминов или предшественников витаминов, а также участвуют в фотосинтезе. Большинство каротиноидов относится к тетратерпенам. Их молекулы содержат значительное число сопряженных двойных связей, поэтому имеют желто-красную окраску . Для природных каротиноидов характерна транс-конфигурация двойных связей.

Каротин - растительный пигмент жёлто-красного цвета, в большом количестве содержавшийся в моркови, а также томатах и сливочном масле. Известны три его изомера, называемые альфа-, бета- и гамма-каротинами , различающиеся числом циклов и положением двойных связей. Все они являются предшественниками витаминов группы А.

Молекула симметрична и состоит из двух одинаковых частей: