Что такое липиды и какие их основные функции в клетке

Жиры входят в группу природных соединений. Их молекулы состоят из кислот, спирта и прочих веществ. Они содержатся в живых организмах и являются основным компонентом мембран. Функции липидов в клетке заключаются в обеспечении проницаемости и активности ферментов. С учетом их структуры различают простые и сложные вещества.

Основные понятия

Липиды — важные и сложные молекулы тканей и клеток животных, людей. Они участвуют в формировании клеточных мембран и являются предшественниками простагландинов. Можно назвать основные компоненты группы:

• холестерины;
• триглицериды;
• фосфолипиды.

Вещества не растворяются в воде. Для транспортировки свободных жирных кислот используется альбумин (белок). Некоторые клеточные компоненты участвуют в создании липосом (везикулы с биослоями). Органеллы имеют мембраны, состоящие из природных фосфолипидов.

В организмах присутствуют следующие виды липидов:

• простые;
• сложные;
• оксолипиды.

Таблица с простыми жирами, какие состоят из углерода, водорода и кислорода:

Сложные жиры, в отличие от простых, состоят из разных химических элементов, включая азот, фосфор. Группа состоит из полярных и нейтральных липидов. К первым относятся фосфо-, глико- и сфинголипиды. К сигнальным молекулам относятся оксилипиды. Они образуются ферментативно либо спонтанно.

Компоненты, богатые ненасыщенными жирными кислотами, регулируют процесс роста и развития организма. Одновременно они выполняют информационную функцию, формируя ответную реакцию тканей на сигналы окружающей среды.

Окисление продуктов

Жиры выполняют множество функций, включая резервную. В процессе полного окисления 1 г жира выделяется до 9 ккал энергии. Липидные отложения считаются запасными источниками питательных веществ. Растения больше запасают углеводы, но в их семенах содержится значительное количество жиров.

Основные причины, почему живые организмы накапливают энергию в виде липидов:

• в их состав входят жирные кислоты, у которых наиболее низкий уровень окисления;
• жиры относятся к гидрофобным соединениям, которые не нуждаются в дополнительном объеме воды для гидратации.

Запас липидов осуществляется в форме капель. Процесс осуществляется в цитоплазме. Мобилизация липидов в семенах происходит за счет ферментов липаз. У людей максимальное количество жиров находится под кожным покровом в области живота и молочных желез.

Теплоизоляция и структурность

Липиды играют важную роль в жизнедеятельности человека и животного, так как они являются хорошим теплоизолятором. У теплокровных организмов они откладываются под кожей, способствуя уменьшению потери тепла. Самый толстый жировой подкожный слой присутствует у водных млекопитающих:

• моржи;
• киты.

У животных, которые обитают в жарком климате, липидные запасы откладываются в горбах, хвосте. Кроме теплоизоляции, к функциям жиров относится защита мембран от повреждений. Вокруг живых клеток сформирован двойной липидный слой. Для него характерны следующие свойства:

• гидрофобность;
• регуляторная, связанная с текучестью мембран.

Главными липидными компонентами, из которых образуется мембрана у животных, являются холестеролы. Они увеличивают непроницаемость тканей. У растений мембраны содержат эргостерол (органическое соединение).

Регуляция и защита

Некоторые жиры регулируют жизнедеятельность некоторых клеток и организма в общем. В группу входят витамины, стероиды, сигнальные соединения. В функции стероидных гормонов входит секреция половых желез. Они легко переносятся по организму за счет крови.

К липидам относятся компоненты, которые передают сигнал от гормонов в клетках. Производные кислоты или эйкозаноиды делятся на 3 группы:

• простагландины;
• тромбоксаны;
• лейкориены.

Они регулируют физиологические процессы, необходимые для нормального функционирования половой системы. Одновременно они участвуют в свертывании крови. За счет толстого слоя жира осуществляется защита внутренних органов от повреждений при ударах. Животные, обитающие в водной среде, используют жировые запасы для снижения удельного веса тела. Таким способом увеличивается плавучесть, снижается расход энергии, необходимый для удержания на плаву.

Принципы диеты

Из липидов в диете человека преобладают нейтральные компоненты. Они считаются основным источником энергии. В их функции входит всасывание жирорастворимых витаминов. Они содержатся в мясе, кокосе. Ненасыщенные липиды проникают в организм при употреблении семечек, орехов, оливок.

Холестерол содержится в яичных желтках, рыбе. До 85% процентов в кровеносной системе синтезируется печенью. Чтобы исключить ожирение, диетологи советуют употреблять жиры до 30% от общего рациона. Максимальное количество холестерола в сутки — 10%. Взрослый организм нуждается в липидах в количестве 70−145 г в сутки.

Печень участвует в метаболизме жирных кислот, но некоторые виды она не синтезирует. Поэтому они входят в группу незаменимых липидов и содержатся в растительных жирах. Некоторые предшественники линоленовой кислоты обеспечивают правильную работу головного мозга. Они положительно воздействуют на когнитивные возможности организма.

В рационе особое внимание уделяется соотношению ω-6\ω-3-жирных кислот. Значение показателя должно находиться в пределах 1:1—4:1. При отклонениях от нормы повышается риск развития сердечных и сосудистых патологий. При низком значении показателя показана средиземноморская диета. Она заключается в употреблении рыбы, чеснока, злаковых, свежих овощей, фруктов. В качестве пищевой добавки в рацион включается рыбий жир.

Во многих природных липидах содержатся ненасыщенные жирные кислоты, у которых наблюдается двойная связь. Если в пище содержится большое количество жиров, и она находится длительный период в теплом месте, появляется горький привкус. Подобное явление связано окислительной реакцией и образованием альдегидов, карбоновой кислоты, летучих компонентов.

Для увеличения срока хранения и устойчивости к высокой температуре триглицеридов с ненасыщенными липидами используется частичная гидрогенизация (реакция присоединения водорода к органическому компоненту). Следствие такого явления — превращение двойной цепи в одинарную. При этом могут проявляться побочные эффекты:

• трансконфигурация (взаиморасположение);
• повышение числа липопротеинов незначительной плотности;
• снижение уровня липопротеинов высокой плотности.

Побочные эффекты повышают риск развития коронарной недостаточности. При большом количестве транслипидов возникает воспаление. При проявлении подобных заболеваний назначается адекватная терапия.