Институт Биотехнологии и ветеринарной медицины

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

Институт Биотехнологии и ветеринарной медицины

Кафедра кормления и разведения сельскохозяйственных животных

 

 

 

Химия углеводов, белков, жиров

Часть 1

 

 

Методические указания по дисциплине «Биологическая химия» для проведения практических занятий для студентов специальности 310700 «Зоотехния», 310800 «Ветеринария»

 

Тюмень 2011

Составители: профессор Ярмоц Л.П., доцент к.с.-х. наук Иванова И.Е., к.с.-х. наук Хлыстунова В.А.

 

Методические указания составлены в соответствии с типовой программой по дисциплине «Биохимия животных». Предназначены для лабораторных работ со студентами 2 курса очного и заочного обучения по специальности »Зоотехния», «Ветеринария».

 

 

Рецензент:

 

Содержание

 

	Введение…………………………………………………………
	Теоретическая часть
	Углеводы …………………………………………
	Моносахариды
	Олигосахариды
	Полисахариды
	Липиды …………………
	Жирные кислоты
	Простые жиры
	Сложные жиры
	Физико-химические константы липидов
	Белки………………………………..
	Строение белков
	Строение и свойства аминокислот
	Классификация белков
	Реакции осаждения белков ………………………………
	Лабораторный практикум
	Техника безопасности при работе в биохимической лаборатории…
	Словарь терминов
	Сокращения
	Литература……………………………………………

 

 

Введение

 

Биохимия – это наука, изучающая состав, структуру и свойства компонентов протоплазмы, обмен веществ и энергии в живом организме. Она является теоретической основой современной ветеринарии и зоотехнии.

Целью дисциплины является создание представления у студентов об обмене веществ между внешней средой и организмом и их метаболизма внутри организма.

Задачами дисциплины являются:

- изучение строения и взаимопревращения углеводов белков, липидов, минеральных веществ, витаминов, ферментов, гормонов, биологически активных веществ в организме животных;

- изучение биохимических показателей, биологических жидкостей и тканей;

- освоение и практическое закрепление навыков определения уровня белков, углеводов, липидов, минеральных веществ в биологических жидкостях;

- умение на основании полученных лабораторных исследований поставить диагноз.

Студент должен иметь представление о химическом составе живых

организмов и природе химических процессов, происходящих в отдельных органах и тканях на клеточном уровне и в целостном организме; о путях обмена веществ в организме, от интенсивности которых зависит рост, развитие, размножение и продуктивность животных. На основании этих знаний научно разрабатывать мероприятия по профилактике заболеваний животных и по повышению продуктивности.

В процессе изучения биохимии студент должен уметь: выполнить сам

биохимические исследования крови и мочи, определить состояние обмена веществ по содержанию в крови и моча белков, углеводов, минеральных веществ и их метаболитов.

Знания, полученные при изучении биохимии, служат теоретической

основой для освоения прикладных наук – кормления и разведения животных, патологической физиологии, фармакологии, зоогигиены и других наук.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Тема: Углеводы.

Цель: Ознакомиться с важнейшими углеводами пищевого рациона, их

биологическим значением, классификацией.

Углеводы относятся к полифункциональным соединениям, содержащим карбонильную (альдегидную или кетонную) и гидроксильные спиртовые группы. Поэтому они одновременно обладают свойствами альдегидов или кетонов и многоатомных спиртов.

Углеводы являются наиболее распространенным классом органических соединений природы и, благодаря их функции, углеводы можно рассматривать как основу существования растительных и животных организмов. Необходимость изучения углеводов заключается в широком спектре их функций.

Функции

Энергетическая– преимущество углеводов состоит в их способности окисляться как в аэробных, так и в анаэробных условиях (глюкоза),

Защитно-механическая– основное вещество трущихся поверхностей суставов, находятся в сосудах и слизистых оболочках (гиалуроновая кислота

и другие гликозаминогликаны),

Опорно-структурная – целлюлоза в растениях, гликозаминогликаны в составе протеогликанов, например, хондроитинсульфат в соединительной ткани,

Гидроосмотическая и ионрегулирующая – гетерополисахариды обладают высокой гидрофильностью, отрицательным зарядом и, таким образом, удерживают Н₂О, ионы Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺ в межклеточном веществе, обеспечивают тургор кожи, упругость тканей,

Кофакторная – гепарин является кофактором липопротеинлипазы плазмы крови и ферментов свертывания крови (инактивирует тромбокиназу).

Углеводы подразделяются на моносахариды и полисахариды.

Важнейшие представители

моносахариды

олигосахариды

полисахариды

триозы

тетрозы

пентозы

гексозы

дисахариды

трисахариды

гомополисахариды

гетерополисахариды

Глицериновый альдегид←

Диоксиацетон←

Эритроза←

рибоза←

дезоксирибоза←

Глюкоза←

Фруктоза←

Сахароза←

Лактоза ←

Мальтоза←

Рафиноза ←

Крахмал ←

Гликоген ←

Клетчатка ←

Ходроитин серные кислоты←

Гепарин ←

Гиалуроновая кислота←

 

Моносахариды.

 

Основа моносахаридов – это неразветвленная цепочка углеродных атомов, соединенных между собой одинарными ковалентными связями. Один из атомов углерода связан двойной связью с атомом кислорода (С=О), образуя карбонильную группу, которая может являться частью альдегидной группы. Все остальные атомы углерода присоединены к гидроксильным группам.

Моносахаридыподразделяются на альдозыикетозыв зависимости от наличия альдегидной или кетогруппы. Альдозы и кетозы, в свою очередь, разделяются в соответствии с числом атомов углерода в молекуле: триозы, тетрозы, пентозы, гексозыи т.д.

 

Химические свойства различных моносахаридов схожи в силу сходства их строения:

1. Свойства восстановителей (благодаря наличию альдегидной группы в составе их молекулы), что дает возможность проводить качественное и количественное определения сахаров. На этом свойстве базируется о-толуидиновый метод определения уровня глюкозы в крови и реакции (Троммера, Ниландера), определения сахара в моче.

С О

// //

С₅Н₁₁О₅─С + 2CuSO₄ + 5NaOH---→ С₅Н₁₁О₅─С +2CuOH+2Na₂SO₄+H₂O

\ \

Н ОН

Моносахариды способны образовывать эфиры; особо важны фосфорные эфиры гексоз (глюкозы, фруктозы, галактозы) и пентоз (рибозы и дезоксирибозы), так как именно фосфорилированные сахара участвуют в реакциях метаболизма.

Глюкозо-6-фосфат +Н₂О → Глюкоза + Н₃РО₄

Производные моносахаридов

В природе существуют многочисленные производные как перечисленных выше моносахаров, так и других. К ним, например, относятся:

Уроновые кислоты – дериваты гексоз, имеющие в 6 положении карбоксильные группы, например, глюкуроновая, галактуроновая, идуроновая, аскорбиновая кислоты.

аскорбиновая к-та

Аминосахара – производные моносахаров, содержащие аминогруппы, например, глюкозамин или галактозамин. Эти производные обязательно входят в состав дисахаридных компонентов гетерополисахаридов. Ряд антибиотиков (эритромицин, карбомицин) содержат в своем составе аминосахара.

глюкозамин галактозамин

Сиаловые кислоты являются N- или O-ацилпроизводными нейраминовой кислоты, которую можно рассматривать как производное глюкозы. Они, наряду с аминосахарами, входят в состав гликопротеинов и гликолипидов (ганглиозидов).

Гликозиды – соединения, образующиеся путем конденсации моносахарида (свободного или в составе полисахарида) с гидроксильной группой другого соединения, которым может быть любой моносахарид или вещество неуглеводной природы (агликон), например, метанол, глицерол, стерол, фенол. Широкое применение в кардиологии нашли входящие в состав наперстянки сердечные гликозиды, в качестве агликона они содержат стероиды. Известный антибиотик стрептомицин также является гликозидом.

Олигосахариды

 

Олигосахаридыделятся по числу моносахаридов в молекуле: дисахариды,трисахаридыи т.д.

Дисахариды

Это сложные углеводы, молекула которых при гидролизе распадается на два моносахарида. Имеют общую формулу С₁₂Н₂₂О₁₁.

Сахароза – пищевой сахар, в которой остатки глюкозы и фруктозы связаны α1,2-гликозидной связью. В наибольшем количестве содержится в сахарной свекле и тростнике, моркови, ананасах, сорго.

Мальтоза – продукт гидролиза крахмала и гликогена, два остатка глюкозы связаны α1,4-гликозидной связью, содержится в солоде, проростках злаков.

Лактоза – молочный сахар, остаток галактозы связан с глюкозой β1,4-гликозидной связью, содержится в молоке. В некоторых ситуациях (например, беременность) может появляться в моче.

Целлобиоза – промежуточный продукт гидролиза целлюлозы в кишечнике, в котором остатки глюкозы связаны β1,4-гликозидной связью. Здоровая микрофлора кишечника способна гидролизовать до 3/4 поступающей сюда целлюлозы до свободной глюкозы, которая либо потребляется самими микроорганизмами, либо всасывается в кровь.

При гидролитическом расщеплении дисахариды распадаются с присоединением молекул воды на две гексозы.

1. Сахароза → глюкозу и фруктозу

(тростниковый сахар)

2. Мальтоза → глюкозу и глюкозу

(солодовый сахар)

3. Лактоза → глюкозу и галактозу

(молочный сахар)

4.Целлюлоза → 2-глюкозу и β- глюкозу

Редуцирующие дисахариды (лактоза, мальтоза) способны окисляться до соответствующих кислот, восстанавливать соли металлов. Не редуцирующие дисахариды (сахароза) в такие реакции не вступают.

Полисахариды

Это высокомолекулярные соединения, которые образуются в результате соединения большого количества молекул моносахаридов с выделением такого же количества молекул воды. Наиболее важные полисахариды построены из гексоз и имеют общую формулу (С₆Н₁₀О₅)_n.

Выделяют гомополисахариды, состоящие из одинаковых остатков моносахаров (крахмал, гликоген, целлюлоза) и гетерополисахариды (гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты), включающие разные моносахара.

Гомополисахариды

Крахмал – гомополимер α-D-глюкозы. Находится в злаках, бобовых, картофеле и некоторых других овощах. Синтезировать крахмал способны почти все растения.

Двумя основными компонентами крахмала являются амилоза (15-20%) и амилопектин (80-85%). Амилозапредставляет собой неразветвленную цепь, в которой остатки глюкозы соединены исключительно α-1,4-гликозидными связями.

Амилопектин содержит α-1,4- и α-1,6-гликозидные связи и является разветвленной молекулой, причем ветвление происходит за счет присоединения небольших глюкозных цепочек к основной цепи посредством α-1,6-гликозидных связей. Каждая ветвь имеет длину 24-30 остатков глюкозы, веточки возникают примерно через 14-16 остатков глюкозы в цепочке.

Гликоген – резервный полисахарид животных тканей, в наибольшей мере содержится в печени и мышцах. Структурно он схож с амилопектином, но, во-первых, длина веточек меньше – 11-18 остатков глюкозы, во-вторых, более разветвлен – через каждые 8-10 остатков. За счет этих особенностей гликоген более компактно уложен, что немаловажно для животной клетки. Гликоген, или животный крахмал, находится главным образом, в печени и мышцах позвоночных животных и расходуется по мере надобности, являясь одним из важнейших источников энергии. Содержание гликогена составляет 1-4% веса печени, максимальное до 20%.

При гидролизе гликоген дает ряд промежуточных соединений-декстринов, затем дисахарид - мальтозу, моносахарид - глюкозу.

Целлюлоза является наиболее распространенным органическим соединением биосферы. Около половины всего углерода Земли находится в ее составе. В отличие от предыдущих полисахаридов она является внеклеточной молекулой, имеет волокнистую структуру и абсолютно нерастворима в воде. Единственной связью в ней является β-1,4-гликозидная связь.

Гетерополисахариды

Большинство гетерополисахаридов характеризуется наличием повторяющихся дисахаридных остатков. Эти дисахариды включают в себя уроновую кислотуиаминосахар. Дублируясь, они образуют олиго- и полисахаридные цепи – гликаны. В биохимии используются синонимы – кислые гетерополисахариды (так как имеют много кислотных групп), гликозаминогликаны(производные глюкозы, содержат аминогруппы). Гликозаминогликаны входят в состав протеогликанов(мукополисахаридов) – сложных белков, функцией которых является заполнение межклеточного пространства и удержание здесь воды, что обеспечивает тургор тканей и эластичность хрящей, также они выступают как смазочный и структурный компонент суставов, хрящей, кожи. В частности, гиалуроновая кислота находится в стекловидном теле глаза, в синовиальной жидкости, в межклеточном пространстве.

Основными представителями гетерополисахаридов (гликозаминогликанов) являются гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, кератансульфатыи дерматансульфаты, гепарин.

Использование углеводов

Полисахарид фруктозы инулин, содержащийся в корнях георгинов, артишоков, одуванчиков, является легко растворимым соединением. В медицинской практике используется для определения очистительной способности почек – клиренса.

Декстраны используются как компонент кровезаменителей, например, в виде вязкого раствора на 0,9% NaCl – реополиглюкина,

Тема: Липиды

Цель: Ознакомиться с классом «липиды», структурой, классификацией, биологическим значением этих соединений.

 

Липиды – многочисленная группа веществ, построенная по принципу сложных эфиров и характеризующаяся растворимостью в органических растворителях и нерастворимостью в воде. Липиды являются растворителями для жирорастворимых витаминов, липиды входят в большом количестве в состав мозга и нервной ткани. Они определяют явления проницаемости в тканях. Из липидов в организме человека и животных могут образовываться некоторые биологически активные вещества: стероидные гормоны, витамин Д, желчные кислоты и т.д.

Липиды являются третьим классом органических веществ из которых состоит живой организм. Правильный качественный и количественный состав липидов клетки определяет ее возможности, активность и выживаемость. Жирнокислотный состав мембранных фосфолипидов, недостаток или избыток холестерола в мембране неизбежно влияет на деятельность мембранных белков – транспортеров, рецепторов, ионных каналов. Все это влечет за собой изменение работы клеток и, конечно, функций всего органа, как например, при инсулиннезависимом сахарном диабете. Существуют наследственные болезни накопления липидов липидозы, сопровождающиеся тяжелыми нарушениями в организме.

Функции липидов

Структурная функция

Мембраны клеток состоят из фосфолипидов, обязательным компонентом являются гликолипиды и холестерол. Основным компонентом сурфактанта легких является фосфатидилхолин. Т.к. активность мембранных ферментов зависит от состояния и текучести мембран, то жирнокислотный состав и наличие определенных видов фосфолипидов, количество холестерола влияет на активность мембранных липидзависимых ферментов (например, аденилатциклаза,Nа⁺,К⁺-АТФаза,цитохромоксидаза).

Сигнальная функция

Гликолипидывыполняют рецепторные функции и задачи взаимодействия с другими клетками. Фосфатидилинозитол непосредственно принимает участие в передаче гормональных сигналов в клетку. Производные жирных кислот – эйкозаноиды– являются "местными гормонами", обеспечивая регуляцию функций клеток.

Защитная функция

Подкожный жир является хорошим термоизолирующим средством, наряду с брыжеечным жиром он обеспечивает механическую защиту внутренних органов. Фосфолипиды играют определенную роль в активации свертывающей системы крови.

Жирные кислоты

Жирные кислоты входят в состав практически всех указанных классов липидов, кроме производных холестерола.

У человека жирные кислоты характеризуются следующими особенностями:

· четное число углеродных атомов в цепи,

· отсутствие разветвлений цепи,

· наличие двойных связей только в цис-конформации.

В свою очередь, по строению жирные кислоты неоднородны и различаются длиной цепи и количеством двойных связей.

К насыщеннымжирным кислотам относится пальмитиновая (С16), стеариновая (С18) и арахиновая (С20).

К мононенасыщенным– пальмитоолеиновая (С16:1, Δ9), олеиновая (С18:1, Δ9). Указанные жирные кислоты находятся в большинстве пищевых жиров и в жире человека.

Полиненасыщенные жирные кислоты содержат от 2-х и более двойных связей, разделенных метиленовой группой. Кроме отличий по количеству двойных связей, кислоты различаются их положением относительно начала цепи (обозначается через греческую букву Δ "дельта") или последнего атома углерода цепи (обозначается буквой ω "омега").

По положению двойной связи относительно последнего атома углерода полиненасыщенные жирные кислоты делят на ω9, ω6 и ω3-жирные кислоты. Рассмотрим ω6 и ω3-жирные кислоты.

1. ω6-жирные кислоты, эти кислоты объединены под названием витамин F, и содержатся в растительных маслах.

· линолевая (С18:2, Δ9,12),

· γ-линоленовая (С18:3, Δ6,9,12),

· арахидоновая (эйкозотетраеновая, С20:4, Δ5,8,11,14).

2. ω3-жирные кислоты:

· α-линоленовая (С18:3, Δ9,12,15),

· тимнодоновая (эйкозопентаеновая, С20:5, Δ5,8,11,14,17),

· клупанодоновая (докозопентаеновая, С22:5, Δ7,10,13,16,19),

· цервоновая (докозогексаеновая, С22:6, Δ4,7,10,13,16,19).

Наиболее значительным источником кислот ω3-группы служит жир рыб холодных морей. Исключением является α-линоленовая кислота, имеющаяся в конопляном, льняном, кукурузном маслах.

Внимание исследователей к ω3-кислотам привлек феномен эскимосов, коренных жителей Гренландии, и коренных народов российского Заполярья. На фоне высокого потребления животного белка и жира и очень незначительного количества растительных продуктов у них отмечалось состояние, которое назвали антиатеросклероз. Он характеризуется рядом положительных особенностей: отсутствие заболеваемости атеросклерозом, ишемической болезнью сердца и инфарктом миокарда, инсультом, гипертонией.
Увеличенное содержание ЛПВП в плазме крови, уменьшение концентрации общего холестерина, сниженная агрегация тромбоцитов, невысокая вязкость крови, иной жирнокислотный состав мембран клеток по сравнению с европейцами.

Жирные кислоты насыщенного ряда:

• Лауриновая СН₃(СН₂)₁₀ СООН С₁₁Н₂₃СООН;
• Миристиновая СН₃(СН₂)₁₂СООН С₁₃Н₂₇СООН;
• Пальмитиновая СН₃(СН₂)₁₄СООН С₁₅Н₃₁СООН;
• Стеариновая СН₃(СН₂)₁₆СООН С₁₇Н₃₅СООН;
• Лигноцериновая СН₃(СН₂)₂₁СООН С₂₃Н₄₇СООН;
• Меллисиновая СН₃(СН₂)₂₅СООН С₂₇Н₅₅СООН.

Жирные кислоты ненасыщенного ряда:

- Пальмитолеиновая СН₃(СН₂)₅СН=СН(СН₂)-СООН: С₁₅Н₂₉СООН

- олеиновая СН₃(СН₂)₇СН=СН(СН₂)₇СООН: С₁₇Н₃₃СООН

- линолевая СН₃(СН₂)₄С=СНСН₂СН=СН(СН₂)₇СООН: С₁₇Н₃₁СООН

- линоленовая СН₃СН₂СН=СНСН₂СН=СНСН₂СН=СН(СН₂)₇СООН: С₁₇Н₂₉СООН

- арахидоновая С₁₉Н₂₇СООН

СН₃(СН₂)₄СН=СНСН₂СН=СНСН₂СН=СНСН₂СН=СН(СН₂)₃СООН.

Роль жирных кислот

1. Энергетическая. Благодаря окислению жирных кислот ткани организма получают более половины всей энергии, только эритроциты и нервные клетки не используют их в этом качестве. Как энергетический субстрат используются, в основном, насыщенныеи мононенасыщенныежирные кислоты.

2. Жирные кислоты входят в состав фосфолипидови триацилглицеролов. Наличие полиненасыщенныхжирных кислот определяет биологическую активность фосфолипидов, свойства биологических мембран, взаимодействие фосфолипидов с мембранными белками и их транспортную и рецепторную активность.

3. Для длинноцепочечных (С₂₂, С₂₄) полиненасыщенных жирных кислот установлена функция участия в механизмах запоминанияиповеденческих реакциях.

4. Очень важная функция ненасыщенных жирных кислот заключается в том, что они являются субстратом для синтеза эйкозаноидов– биологически активных веществ, изменяющих количество цАМФ и цГМФ в клетке, модулирующих метаболизм и активность как самой клетки, так и окружающих клеток. Иначе эти вещества называют местные или тканевые гормоны.

Источники

Поскольку жирные кислоты определяют свойства молекул, в состав которых они входят, то они находятся в совершенно разных продуктах. Источникомнасыщенныхимононенасыщенныхжирных кислот являются твердые жиры – сливочное масло, сыр и другие молочные продукты, свиное сало и говяжий жир.

Полиненасыщенные ω6-жирные кислоты в большом количестве представлены в растительных маслах(кроме оливкового и пальмового) – подсолнечное, конопляное, льняное масло. В небольшом количестве арахидоновая кислота имеется также в свином жире и молокопродуктах.

Полиненасыщенные ω3-жирные кислоты находятся в рыбьем жире – в первую очередь жир трески. Как исключение, α-линоленовая кислота содержится вльняном масле.

Классификация жиров

Классификация липидов сложна, так как в класс липидов входят вещества весьма разнообразные по своему строению. Их объединяет только одно свойство – гидрофобность.

По отношению к гидролизу в щелочной среде все липиды подразделяют на две большие группы:омыляемыеинеомыляемые.

Среди неомыляемых определена большая группа стероидов, в состав которой входят холестероли его производные: стероидные гормоны, стероидные витамины, желчные кислоты.

Среди омыляемых липидов существуют простыелипиды, т.е. состоящие только из спирта и жирных кислот (воска,триацилглицеролы,эфиры холестерола), и сложныелипиды, включающие, кроме спирта и жирных кислот, вещества иного строения (фосфолипиды,гликолипиды,липопротеиды).

 

ПРОСТЫЕ СЛОЖНЫЕ

Воски Фосфолипиды

Стериды (эфиры холестерола) Гликолипиды

Нейтральный жир (ТАГ) Липопротеиды

 

Простые жиры

Нейтральный жир

Нейтральные жиры (ТАГ, триацилглицеролы) являются наиболее распространенными липидами в организме животных. В среднем их доля составляет 16-23% от массы тела взрослого. Триацилглицеролами является практически любой жир, используемый в пищу – любые растительные масла, свиной, говяжий и другой животный жир, жир молочных продуктов и сливочное масло.

Суточная потребность человека в нейтральных жирах принята на уровне 80-100 г, растительных масел должно быть не менее 30% от общего количества жира. Однако в связи с изменением образа жизни в развитых странах (переедание, гиподинамия) в последние годы появилась тенденция к пересмотру рекомендуемых величин в сторону снижения до 30-40 г/сут.

Синтез ТАГ.

В состав ТАГ входит трехатомный спирт глицерол и три жирные кислоты. Жирные кислоты могут быть насыщенные (пальмитиновая, стеариновая) и мононенасыщенные (пальмитолеиновая, олеиновая).

Гидролиз сложного ТАГ

По строению можно выделить простые и сложные ТАГ. В простых ТАГ все жирные кислоты одинаковые, например трипальмитат, тристеарат. В сложных ТАГ жирные кислоты отличаются, например, дипальмитоилстеарат, пальмитоилолеилстеарат.

Строение триглицеридов

Стериды

Холестерол

Холестерол относится к группе соединений, имеющих в своей основе циклопентан-пергидрофенантреновое кольцо, и является ненасыщенным спиртом.

Источники

Синтез холестерола в организме составляет примерно 0,5-0,8 г/сут, при этом половина образуется в печени, около 15% в кишечнике, оставшаяся часть в любых клетках, не утративших ядро. Таким образом, все клетки организма способны синтезировать холестерол.

Из пищевых продуктов наиболее богаты холестеролом (в пересчете на 100 г продукта) сметана (0,002 г), сливочное масло (0,03 г), яйца (0,18 г), говяжья печень (0,44 г). В целом за сутки с обычным рационом поступает около 0,4 г.

Выведение из организма

Выведение холестерола из организма происходит в основном через кишечник:

· с фекалиями в виде холестерола поступающего из желчи и образованных микрофлорой нейтральных стеролов (до 0,5 г/сут),

· в виде желчных кислот (до 0,5 г/сут),

· около 0,1 г удаляется со слущивающимся эпителием кожи и секретом сальных желез,

· примерно 0,1 г превращается в стероидные гормоны и после их деградации выводится с мочой.

Функции холестерола

1. Структурная– входит в состав мембран, обуславливая их вязкость и жесткость,

2. Транспортполиненасыщенных жирных кислот между органами и тканями в составе липопротеинов низкой и высокой плотности,

3. Является предшественником желчных кислот, стероидных гормонов и витамина D. Примерно 1/4 часть всего холестерола в организме этерифицированаолеиновой кислотой и полиненасыщенными жирными кислотами. В плазме крови соотношение эфиров холестерола к свободному холестеролу составляет 2:1.

Воски

Во́ски — распространённые в растительном и животном мире сложные эфиры высших жирных кислот и высших высокомолекулярных спиртов. Очень устойчивы, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в бензине, хлороформе, эфире. По происхождению воски можно разделить на животные: пчелиный вырабатывается пчёлами; шерстяной (ланолин) предохраняет шерсть и кожу животных от влаги, засорения и высыхания; спермацет добывается из спермацетового масла кашалотов; растительные воски покрывают тонким слоем листья, стебли, плоды и защищают их от размачивания водой, высыхания, вредных микроорганизмов, иногда в качестве резервных липидов входят в состав семян (т. н. «масло» жожоба); ископаемый воск (озокерит) состоит главным образом из предельных углеводородов.

Пчелиный воск выделяется специальными железами медоносных пчёл, из него пчёлы строят соты.

Воски зарегистрированы в качестве пищевых добавок E901-E903 (используются напр. для покрытия сыров).

Сложные жиры

Гликолипиды

Гликолипиды широко представлены в нервной ткани и мозге. Размещаются они на наружной поверхности плазматических мембран, при этом олигосахаридные цепи направлены наружу. Наиболее вероятная их функция - рецепторная.

Строение гликолипидов

Большую часть гликолипидов составляют цереброзиды, включающие церамид(соединение аминоспирта сфингозина с длинноцепочечной жирной кислотой) и один или несколько остатков сахаров. Еще одна группа гликолипидов, широко представленных в мозге – ганглиозиды. Они содержат церамиди одну или несколько молекул сиаловых кислот (ацильные производные нейраминовой кислоты), а также остатки моносахарови их производных (сульфосахаров и аминосахаров).

Строение гликолипидов

Для большинства тканей более характерны глюкозилцерамиды, однако в нервной ткани главным цереброзидом является галактозилцерамид.

 

Фосфолипиды

Фосфолипиды представляют собой соединение спирта глицеролаили сфингозинас высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой. В их состав также входят азотсодержащие соединения холин,этаноламин,серин, циклический шестиатомный спирт инозитол(витамин В₈).

Доля фосфолипидов в пищевом жире невелика (не более 10%), это фосфолипиды клеточных мембран и жировых эмульсий. Источниками фосфолипидов является практически любой жир, используемый в пищу – любые растительные масла, свиной, говяжий и другой животный жир, жир молочных продуктов и сливочное масло. В результате фосфолипидов поступает около 8-10 г в сутки.

В организме человека и животных наиболее распространены глицерофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды

Жирные кислоты, входящие в состав этих фосфолипидов, неравноценны. Ко второму атому углерода присоединена, как правило, полиненасыщенная жирная кислота. При углероде С¹находятся любые кислоты, чаще мононенасыщеннные или насыщенные.

Наиболее простым глицерофосфолипидом является фосфатидная кислота (ФК) – промежуточное соединение для синтеза ТАГ и ФЛ.

Фосфатидилсерин(ФС), фосфатидилэтаноламин(ФЭА, кефалин),фосфатидилхолин(ФХ, лецитин) – структурные ФЛ, вместе с ХС формируют липидный бислой клеточных мембран, регулируют активность мембранных ферментов, вязкость и проницаемость мембран.

 

Строение глицерофосфолипидов

Кроме этого, дипальмитоилфосфатидилхолин, являясь поверхностно-активным веществом, служит основным компонентом сурфактанталегочных альвеол. Его недостаток в легких недоношенных младенцев приводит к развитию синдрома дыхательной недостаточности. Еще одной функцией ФХ является участие в образовании желчи и поддержании находящегося в ней ХС в растворенном состоянии.

 

Сфингофосфолипиды

Представителем являются сфингомиелины– основное их количество расположено в сером и белом веществе головного и спинного мозга, в оболочке аксонов периферической нервной системы, есть в печени, почках, эритроцитах и других тканях. В качестве жирных кислот выступают насыщенные и мононенасыщенные.

В нервной ткани сфингомиелин участвует в передаче нервного сигнала по аксонам. В последние годы активно разрабатывается роль сфинголипидов в регуляции внутриклеточных процессов в качестве источника вторичного мессенджера церамида.

Липопротеиды

Липопротеи́ды (липопротеины) — класс сложных белков, простетическая группа которых представлена каким-либо липидом. Так, в составе липопротеинов могут быть свободные жирные кислоты, нейтральные жиры, фосфолипиды, холестериды.

Липопротеины представляют собой комплексы, состоящие из белков (аполипопротеинов; сокращенно — апо-ЛП) и липидов, связь между которыми осуществляется посредством гидрофобных и электростатических взаимодействий.

Липопротеины подразделяют на свободные, или растворимые в воде (липопротеины плазмы крови, молока и др.), и нерастворимые, т. н. структурные (липопротеины мембран клетки, миелиновой оболочки нервных волокон, хлоропластов растений).

Среди свободных липопротеинов (они занимают ключевое положение в транспорте и метаболизме липидов) наиболее изучены липопротеины плазмы крови, которые классифицируют по их плотности. Чем выше содержание в них липидов, тем ниже плотность липопротеинов. Различают липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), низкой плотности (ЛПНП), высокой плотности (ЛПВП) и хиломикроны. Каждая группа липопротеинов очень неоднородна по размерам частиц (наиболее крупные — хиломикроны) и содержанию в ней апо-липопротеинов. Все группы липопротеинов плазмы содержат полярные и неполярные липиды в разных соотношениях.

Контрольные вопросы

1. Определение класса «Липиды»?

2. Классификация липидов?

3. Какие важнейшие функции выполняют липиды в организме животного?

4. Биологическое значение резервных липидов?

5. Какие жизненно необходимые жиры поступают в организм в месте с продуктами питания?

6. Даите характеристику физико-химических свойств жиров. Назовите физико-химические константы жиров и дайте их определение.

7. Написать формулы ненасыщенных и насыщенных жирных кислот, входящих в состав жира?

8. Напишите формулу триглицерида?

9. Напишите формулу фосфолипида (лецитин)?

10. Напишите формулу холестерина, какие биологически активные вещества из него образуются?

11. Напишите формулу холестерида?

Тема: Белки

Цель: Знакомство с общей характеристикой белков, их распространением в органах и тканях, элементарным составом.

Белки – высокомолекулярные биологические полимеры. Это наиболее важная составная часть клеток всех животных тканей. Обширный класс белков делят на две большие группы: простые белки (протеины) и сложные белки (протеиды).

Функции белков