Глава 7. Метаболизм липидов

К липидам (жирам) относятся органические вещества, которые нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных органических растворителях (хлороформе, диэтиловом эфире, бензоле). Они широко распространены в живых организмах, что определяется их разнообразными функциями.

Липиды — органические вещества, нерастворимые в воде, но растворимые в неполярных (органических) растворителях

Функции липидов:

◊ энергетическая;

◊ структурная;

◊ пластическая;

◊ информационная;

◊ регуляторная

Мессенджер — посредник при передаче регуляторных сигналов в клетку

Структурным компонентом большинства липидов являются высшие жирные кислоты

Основными функциями липидов являются:

• энергетическая. Распад липидов сопровождается выделением большого количества энергии. Энергетическая ценность липидов значительно выше, чем у других классов органических веществ (углеводов, белков);
• cтруктурная. Липиды участвуют в построении биологических мембран;
• пластическая. Липиды принимают участие в синтезе других класcов органических соединений (сложных белков — липопротеинов, глико­липидов и др.);
• информационная. Липиды биологических мембран участвуют в обмене информацией между клеткой и внешней средой;
• регуляторная. Липиды оказывают регуляторное влияние на состояние обменных процессов. Существует целая группа гормонов, вторичных мессенджеров и других биологически активных веществ липидной природы.

В организме человека липиды выполняют еще целый ряд специфических функций: термоизоляционную, защитную и др.

Липиды можно подразделить на две основные группы:

• простые;
• сложные.

Сложные липиды, в отличие от простых, содержат в своем составе нелипидный компонент. В зависимости от его природы липиды подразделяются:

• на фосфолипиды (фосфатиды), содержащие в своем составе остаток фосфорной кислоты;
• гликолипиды, содержащие в составе углеводный компонент;
• липопротеины, содержащие в составе белковый компонент.

Гидрофобная природа липидов в основном определяется присутствием в них остатков высших жирных кислот. Высшие жирные кислоты представляют собой карбоновые кислоты с длинным углеводородным (ацильным) радикалом.

Жирные кислоты выполняют следующие функции:

• принимают участие в построении липидных молекул;
• играют роль метаболического топлива;
• используются в качестве предшественников для синтеза биологически активных веществ.

К высшим жирным кислотам относятся высшие карбоновые кислоты, в состав которых входит до 16–26 углеродных атомов. Длинный углеводородный (ацильный) радикал определяет их гидрофобность, а также связанную с ней нерастворимость в воде и других полярных растворителях.

Высшие жирные кислоты различаются по числу входящих в их состав углеродных атомов и насыщенности углеводородного радикала. По насыщенности молекулы подразделяются:

• на насыщенные (предельные);
• ненасыщенные (непредельные).

Классификация высших жирных кислот:

◊ насыщенные;

◊ ненасыщенные

Наиболее широко распространенные насыщенные высшие жирные кислоты — пальмитиновая и стеариновая

Классификация ненасыщенных высших жирных кислот:

◊ моноеновые;

◊ полиеновые

Наиболее широкое распространение в природе имеют насыщенные жирные кислоты с четным числом углеродных атомов, например пальмитиновая и стеариновая кислоты:

H₃C—(CH₂)₁₄ —COOH пальмитиновая кислота (С16:0)

H₃C—(CH₂)₁₆ —COOH стеариновая кислота (С18:0).

Ненасыщенные жирные кислоты имеют в радикале одну или более двойных связей. В зависимости от количества двойных связей в молекуле выделяют следующие ненасыщенные жирные кислоты:

1. Моноеновые. В их состав входит одна двойная связь. Наиболее широкое распространение из них имеют пальмито­оле­и­но­вая (С_16:1) и олеиновая (С_18:1) кислоты.

СH₃–(CH₂)₅–CH=CH–(CH₂)₇–COOH

Пальмитоолеиновая кислота

CH₃–(CH₂)₇–CH=CH–(CH₂)₇–COOH.

Олеиновая кислота

2. Полиеновые. В их состав входит более одной двойной связи. К ним относятся:

• диеновые высшие жирные кислоты, содержащие две двойные связи (линолевая кислота — С_18:2):

CH₃–(CH₂)₄–CH=CH–CH₂–CH=CH–(CH₂)₇–COOH;

Линолевая кислота

• триеновые высшие жирные кислоты, содержащие три двойные связи (линоленовая — С_18:3):

CH₃–СН₂–СН=СН–CH₂–CH=CH–CH₂–CH=CH–(CH₂)₇–COOH;

Линоленовая кислота

• тетраеновые высшие жирные кислоты, содержащие четыре двойные связи (арахидоновая — С_20:4):

Арахидоновая кислота

Модель молекулы арахидоновой кислоты

Модель молекулы линолевой кислоты

Полиненасыщенные жирные кислоты, в зависимости от положения последней двойной связи в молекуле относительно крайнего углеродного атома в жирнокислотном остатке, подразделяются на ω-3 и ω-6.

К ω-6-жирным кислотам относятся арахидоновая, γ-линоленовая, линолевая кислоты и др. Их источником являются преимущественно растительные масла.

К ω-3-жирным кислотам относятся α-ли­но­ле­но­вая, эйкозотриеновая, эйкозотетраеновая, эй­ко­зо­пен­таеновая и др. За исключением α-ли­но­ле­но­вой кислоты, все они содержатся в морепродуктах.

Соотношение ω-3/ω-6 жирных кислот в рационе питания обычно составляет около 1/30. Однако в норме оно не должно превышать 1/5, поэтому в рационе современного человека обычно снижен уровень ω-3-жирных кислот. Нормализация соотношения ω-3- и ω-6-жирных кислот в диете играет важную роль в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний.