Czym są lipidy? Skład i funkcja lipidów w komórce

Tłuszcze i substancje tłuszczopodobne, takie jak sterydy, woski i fosfolipidy, łączy się w biologii z jednym terminem: lipidy. Różnią się wyglądem, strukturą i właściwościami chemicznymi. Istnieje jednak właściwość, która łączy je wszystkie w jedną klasę. Odpowiemy na pytanie "czym są lipidy" w następujący sposób: są to nierozpuszczalne w wodzie związki, które można rozpuszczać w rozpuszczalnikach organicznych. Wykonują wiele ważnych funkcji w komórce i ciele jako całości. Rozważymy je w naszym artykule.

Tłuszcz w klatce

Związki, które są trójwodorotlenowymi glicerolami i wyższymi estrami kwasów karboksylowych, są tłuszczami. Zawartość i funkcja lipidów w komórce zależy od cech tkanki, do której wchodzą. Na przykład bielmo nasion i owoców roślin, takich jak orzech, słonecznik, kukurydza, może zawierać do 90% tłuszczu. Podskórna tkanka tłuszczowa ssaków jest rezerwuarem bogatej w energię materii organicznej, która pełni również funkcje ochronne i termoizolacyjne. W komórkach nabłonkowych lub mięśniach zawartość tłuszczu nie przekracza 5-15%. Synteza tłuszczu komórkowego występuje w kanałach retikulum endoplazmatyczne w procesie reakcji wymiany plastycznej. Dając odpowiedź na pytanie, czym są lipidy, zwrócimy szczególną uwagę na ich strukturę chemiczną.

Struktura chemiczna

Reakcja prowadząca do tworzenia cząsteczek tłuszczu nazywana jest estryfikacją. Utworzone w ten sposób estry, oprócz reszty glicerolowej, zawierają również kwasy tłuszczowe. Najczęściej są to wyższe kwasy karboksylowe stearynowe, oleinowe i palmitynowe. Właściwości tłuszczów zależą od ich składu jakościowego i stosunku ilościowego. Tłuszcze roślinne prawie zawsze topliwe, więc w normalnych warunkach są to ciecze. Zawierają nienasycone kwasy, takie jak kwas oleinowy. To jest oliwka, słonecznik, musztarda, olej sezamowy. Wyjątkiem jest olej kokosowy, który ma stałą konsystencję. Stałe - tłuszcze zwierzęce - zawierają głównie kwasy nasycone (marginalne) w swoim składzie i gromadzą się w sieci lub podskórnej tkance tłuszczowej. Podobnie jak węglowodany i białka, lipidy są złożonymi związkami organicznymi i są syntetyzowane w reakcjach cyklu Calvina przez zielone komórki roślinne podczas fotosyntezy.

Czym są fosfolipidy

Wszystkie żywe organizmy na Ziemi, z wyjątkiem wirusów, mają strukturę komórkową. Skład błon biologicznych komórek koniecznie obejmuje fosfolipidy. Są to także estry trójwodorotlenowego glicerolu i kwasów tłuszczowych. Fosfolipidy odróżniają się od obecności reszt kwasu ortofosforowego w ich cząsteczkach od rzeczywistych lub prawdziwych tłuszczów, rozpatrywanych wcześniej. Cząsteczki substancji są małe i składają się z części zwanych głowicą (ma ona właściwości hydrofilowe) i dwóch hydrofobowych ogonów. Takie związki nazywane są amfifilowymi. Będąc w wodzie, tworzą micele i są zdolne do tworzenia warstwy bilipidowej. Taka kompozycja lipidów z białkami jest podstawą wszystkich błony komórkowe.

Glikolipidy

Związki, które oprócz lipidów zawierają również węglowodany, są najczęściej spotykane w tkance nerwowej, która jest materiałem strukturalnym mózgu i rdzenia kręgowego, a także nerwami, które się przed nimi rozwijają.

Odśrodkowe zakończenia nerwowe przenoszą proces pobudzenia z ośrodkowego układu nerwowego do narządów i tkanek, a dośrodkowe włókna nerwowe wysyłają impulsy z receptorów do mózgu i rdzenia kręgowego. W celu przeniesienia wzbudzenia, nerwy są wiązane i pokrywane warstwą neuroglii zawierającej glikolipidy. Wykonuje zarówno funkcje troficzne (neurony zasilające), jak i izolacyjne, zapobiegając rozpraszaniu impulsów elektrycznych przepływających przez włókna nerwowe. Ważne funkcje lipidów zawierających reszty cukrowe są charakterystyczne dla glikokaliksu, kompleksu transbłonowego komórki zwierzęcej. Dzięki niemu proces adhezji - adhezji komórek, prowadzący do powstania tkanki jako stabilnej struktury ciała.

Lecytyna

Substancja należy do grupy lipidów iw jej czystej postaci jest biała masa, podobna do wosku i dobrze absorbująca woda. Jego temperatura topnienia wynosi +149 ° C. Związek rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych, jest zdolny do pęcznienia w wodzie i tworzenia miceli. W przemyśle lecytyna jest izolowana z soi, wysoka zawartość substancji występuje także w żółtku jaja, mięsie, rybach. Z pożywienia organizm otrzymuje lecytynę, ponieważ sam fakt wytworzenia jej przez komórki jest niewystarczający. Jaka jest funkcja lipidów najbardziej widocznych w lecytynie? Jest to udział substancji w reakcjach metabolicznych. Związek odgrywa ważną rolę w metabolizmie tłuszczów, zapobiega degeneracji hepatocytów i chroni wątrobę przed marskością. Lecytyna jest protektorem, który chroni ściany naczyń krwionośnych przed pojawieniem się blaszek miażdżycowych. Udowodniono działanie substancji jako przeciwutleniacza. Jak widzimy, rola lipidów w komórce nie ogranicza się tylko do funkcji energetycznych i budowlanych. Są ważne w utrzymaniu homeostazy - prawidłowego poziomu metabolizmu na poziomie komórki i organizmu jako całości.

Sterydy

Hormony płciowe, witamina D, cholesterol uzupełniają listę substancji pod ogólną nazwą lipidy. Estrogen, progesteron, testosteron są regulatorami rozwoju płciowego organizmu i jego funkcji rozrodczych. Rozpuszczalna w tłuszczach witamina D bierze udział w metabolizmie wapnia i fosforu w tkance kostnej, zapobiegając rozwojowi krzywicy u dzieci. Niezwykle ważną rolę odgrywa cholesterol, syntetyzowany w dużych ilościach przez gruczoły płciowe, nadnercza, jelita i nerki. Wraz z cytochromami (białkami nośnymi) cholesterol znajduje się we krwi. Bierze udział w syntezie wielu hormonów: narządów płciowych i aldosteronu, witaminy D. Wysokie stężenie cholesterolu we krwi może powodować powstawanie blaszek cholesterolowych na ścianach naczyń krwionośnych i wywoływać rozwój niektórych chorób sercowo-naczyniowych: nadciśnienia tętniczego, choroby niedokrwiennej serca. Nadwaga, siedzący tryb życia, palenie zwiększa ryzyko złego cholesterolu. Rozwój miażdżycy wywołuje niezrównoważoną dietę, w której przeważają rafinowane tłuszcze, nadmiar węglowodanów, dużo wędzonych mięs i konserwantów. Podsumowując, odpowiemy na pytanie "czym są lipidy" w następujący sposób: są to substancje organiczne, które regulują pracę ważnych układów w ludzkim ciele - hormonalne, seksualne i sercowo-naczyniowe.

Witaminy, hormony i woski

Związki o niskiej masie cząsteczkowej, które pełnią ważne funkcje biochemiczne i fizjologiczne, są witaminami. Wśród nich jest grupa substancji, które rozpuszczają się w tłuszczach i mają charakter lipidowy. Na przykład witamina D, która jest pochodną cholesterolu. Przedostanie się do organizmu najpierw w postaci prowitaminy, pod działaniem promieni ultrafioletowych w komórkach skóry zmienia się w aktywną formę. Hormony nadnerczy a gruczoły płciowe - aldosteron, testosteron, estrogen, progesteron - są również związkami tłuszczopodobnymi. Woski, podobnie jak lipidy, w komórce pełnią funkcje ochronne. Występują w organizmach roślin i zwierząt jako powłoka hydrofobowa. Na przykład na liściach ficus, nasionach i owocach roślin, na pióropuszniku ptaków. Wosk pszczeli służy do budowania plastrów miodu.

Funkcja energii

Metabolizm a energia w komórkach składa się z dwóch wzajemnie powiązanych i przeciwnych procesów - asymilacji i dysymilacji. W reakcjach rozszczepiania substancji organicznych, które występują przy udziale tlenu, uwalniana jest pewna ilość energii, która akumuluje się w organellach komórkowych (mitochondria) w postaci cząsteczek kwasu adenozyno-trifosforanowego - ATP. Największa ilość energii powstaje w wyniku rozszczepienia tłuszczów. Oprócz tłuszczy, których zawartość w żywności jest niewielka, komórka wykorzystuje głównie do uzyskania wymaganej ilości zapasów ATP węglowodanów (ziemniaków, chleba, cukru), wprowadzanych do organizmu. Tak więc inną odpowiedzią na pytanie, czym są lipidy, jest następujące stwierdzenie: jest to najbardziej energochłonny materiał plastyczny komórki.

Metabolizm tłuszczów

Głównymi dostawcami lipidów w naszym organizmie są wysokokaloryczne pokarmy: masło, tłuste mięso i ryby, śmietana, orzechy włoskie, orzeszki ziemne, olej słonecznikowy.

Przychodzą z jedzeniem najpierw do żołądka, gdzie są częściowo trawione przez działanie enzymu soku żołądkowego - lipazy. Następnie w dwunastnicy pod wpływem soku trzustkowego i żółci zostają podzielone na glicerol i kwasy tłuszczowe. Związki te, raz w jelicie cienkim, są absorbowane przez kosmki zawierające najmniejsze naczynia limfatyczne. W limfie gliceryna i wyższe kwasy karboksylowe przenikają z niej do płynu międzykomórkowego, a następnie do komórek. Tu, na kanałach gładkiej retikulum endoplazmatycznego, istnieje system enzymów katalizujących reakcje asymilacyjne prowadzące do tworzenia cząsteczek tłuszczu specyficznych dla ludzkiego ciała.

W naszym artykule zbadaliśmy, czym są lipidy i zbadaliśmy przykłady ich rozmieszczenia w dzikiej przyrodzie.