Funcțiile lipidelor în corpul uman. Nutrienți de rezervă pentru plante Sunt lipidele parte a creierului?

IAD. Mikityuk, s.sh. Nr. 589, Moscova

Aproximativ 100 de elemente chimice se găsesc în scoarța terestră, dar doar 16 dintre ele sunt necesare vieții (Tabelul 1). Cele mai comune patru elemente în organismele vii sunt hidrogenul, carbonul, oxigenul și azotul. Ele reprezintă mai mult de 99% atât din masă, cât și din numărul de atomi care alcătuiesc toate organismele vii.

Ce substanțe vegetale sunt formate de aceste elemente? Mai presus de toate, plantele conțin apă H2O - de la 60 la 95% din masa totală a corpului. În plus, plantele conțin „blocuri de construcție” - compuși organici simpli din care sunt construite biomacromolecule (Tabelul 2).

Astfel, dintr-un număr relativ mic de tipuri de molecule se obțin toate macromoleculele și structurile celulelor vii.

Macromoleculele sunt polimeri formați din multe unități repetate. Unitățile care formează macromoleculele se numesc monomeri. Există trei tipuri de macromolecule: polizaharide, proteine ​​și acizi nucleici (Fig. 1). Monomerii pentru ei sunt monozaharidele, aminoacizii și respectiv nucleotidele (Tabelul 3).

Orez. 1. Macromolecule polimerice:

a - polizaharidă (ramificată); b - fragment dintr-o dublă helix ADN (polinucleotidă);

c - polipeptidă (un fragment al unei molecule de mioglobină)

Carbohidrați

Carbohidrații sunt principalul material nutritiv și de susținere al celulelor și țesuturilor plantelor. În moleculele majorității carbohidraților, hidrogenul și oxigenul sunt prezente în același raport ca și într-o moleculă de apă (de exemplu, glucoza C6H12O6 sau C6(H2O)6). Toți carbohidrații sunt compuși multifuncționali. Acestea includ monozaharide - polihidroxialdehide (aldoze), polihidroxicetone (cetoze) și polizaharide (amidon, celuloză etc.) (vezi Tabelul 4).

Carbohidrații sunt una dintre cele mai importante clase de substanțe naturale găsite în plante. Acestea reprezintă până la 90% din materia uscată a plantelor.

Carbohidrații sunt principalele produse ale fotosintezei în plantele verzi:

La multe plante, carbohidrații se acumulează în cantități mari sub formă de zahăr și amidon în rădăcini, tuberculi și semințe și sunt apoi utilizați ca nutrienți de rezervă.

Plante din care zahărul este produs industrial:

a - sfecla de zahar; b - trestie de zahăr

Polizaharidele sunt utile ca nutrienți de depozitare din mai multe motive. În primul rând, dimensiunea mare a moleculelor le face practic insolubile în apă. Prin urmare, polizaharidele nu au nici un efect osmotic, nici chimic asupra celulei. În al doilea rând, lanțurile de polizaharide se pot plia compact și, dacă este necesar, se pot transforma cu ușurință în zaharuri prin hidroliză:

Pereții celulelor vegetale și fibrele vegetale sunt compuse în principal din celuloză. Carbohidrații predomină și în fructe și fructe de pădure. Carbohidrații sunt amidonul, fibrele (celuloza), zaharurile, substanțele pectinice și mulți alți compuși de origine vegetală (Fig. 3). În timpul descompunerii carbohidraților, organismele obțin cea mai mare parte a energiei care este necesară pentru a menține viața și biosinteza altor compuși complecși.

Produse vegetale - furnizori de amidon și celuloză:

a - cartofi; b - porumb; c - cereale; g - bumbac; d - lemn

1. Care este diferența dintre formulele moleculare și structurale ale compușilor?

2. Scrieți formulele structurale ale izomerilor liniari și ciclici ai glucozei C6H12O6.

3. Care sunt formulele moleculare ale monozaharidelor care diferă ca număr de atomi de carbon din moleculă: trioză (3C), tetroză (4C), pentoză (5C), hexoză (6C) și heptoză (7C)?

4. Care este valența elementelor C, H și O în compușii lor?

5. Câte grupări hidroxil există în formele liniare și ciclice ale carbohidraților: a) riboză; b) glucoza?

6. Indicați care dintre următoarele zaharuri sunt pentoze și care sunt hexoze.

7. Din ce resturi de glucoză (forma a sau b) sunt construite moleculele: a) amidon, b) celuloză?

Fragment de moleculă de amilopectină (amidon).

Fragment de moleculă de celuloză

8. Ce legături chimice din moleculele di- și polizaharide se numesc legături glicozidice?

Lipidele sunt substanțe organice insolubile în apă care pot fi extrase din celule cu solvenți organici - eter, cloroform și benzen. Lipidele clasice sunt esterii acizilor grași și alcoolul trihidroxilic glicerol. Se numesc triacilgliceroli sau trigliceride.

Legătura dintre carbonul carbonil și oxigen la grupa alchil a unui acid gras se numește legătură ester:

Trioleat

Triacilglicerolii sunt de obicei împărțiți în grăsimi și uleiuri în funcție de faptul că rămân solizi la 20 °C (grăsimi) sau au consistență lichidă la această temperatură (uleiuri). Cu cât este mai scăzut punctul de topire al unei lipide, cu atât este mai mare proporția de acizi grași nesaturați din aceasta.

Majoritatea acizilor grași RCOOH conțin un număr par de atomi de carbon, de la 14 la 22 (cel mai adesea R = C15 și C17). Grăsimile vegetale conțin de obicei acizi nesaturați (care au una sau mai multe legături duble C=C) - acizi oleic, linoleic și linolenic și acizi grași saturați, în care toate legăturile C-C sunt simple. Unele uleiuri conțin cantități mari de acizi grași rari. De exemplu, uleiul de ricin, obținut din semințe de ricin, acumulează mult acid ricinoleic (vezi tabel).

Lipidele conținute de plante pot fi sub formă de grăsime de rezervă sau pot fi o componentă structurală a protoplastei celulare. Depozitarea și grăsimile „structurale” îndeplinesc diverse funcții biochimice. Grăsimea de rezervă se depune în anumite organe ale plantelor, cel mai adesea în semințe, și este folosită ca nutrient în timpul depozitării și germinării acestora. Lipidele protoplastice sunt o componentă necesară a celulelor și sunt conținute în ele în cantități constante. Lipidele și compușii de natură lipidică (combinații cu proteine ​​- lipoproteine, carbohidrați - glicolipide) sunt utilizate pentru construirea membranei citoplasmatice pe suprafața celulelor și a membranelor structurilor celulare - mitocondrii, plastide, nuclee. Datorită membranelor, permeabilitatea celulelor la diferite substanțe este reglată. Cantitatea de lipide membranare din frunze, tulpini, fructe și rădăcini ale plantelor ajunge de obicei la 0,1-0,5% din greutatea țesutului umed. Conținutul de grăsime de rezervă din semințele diferitelor plante este diferit și se caracterizează prin următoarele valori: pentru secară, orz, grâu - 2-3%, bumbac, soia - 20-30% (Fig. 4).

Seminte oleaginoase: a - in; b - floarea soarelui; c - cânepă; du-te si traieste; d - soia

Este interesant că la aproximativ 90% din toate speciile de plante, principala substanță de rezervă din semințe nu este amidonul (precum culturile de cereale), ci grăsimile (cum ar fi floarea soarelui). Acest lucru se explică prin faptul că în principal grăsimile de rezervă sunt folosite ca sursă de energie în timpul germinării semințelor. Depozitarea grăsimilor este benefică pentru plante, deoarece oxidarea lor eliberează aproximativ de două ori mai multă energie decât oxidarea carbohidraților sau proteinelor.

Principalele constante care caracterizează proprietățile grăsimii sunt punctul ei de topire, numărul de acid, numărul de saponificare și numărul de iod. Mai jos sunt punctele de topire ale unor uleiuri vegetale:

ulei de bumbac -1... -6 °C;

ulei de măsline -2... -6 °C;

ulei de floarea soarelui -16... -18 °C;

ulei de in -16... -27 °C.

Numărul de acid al unei grăsimi este numărul de miligrame de alcali KOH necesare pentru a neutraliza acizii grași liberi conținuti în 1 g de grăsime. Calitatea grăsimilor este controlată de numărul de acid.

Numărul de saponificare este numărul de miligrame de alcali KOH necesare pentru a neutraliza acizii liberi și legați sub formă de gliceride conținute în 1 g de grăsime. Numărul de saponificare caracterizează greutatea moleculară medie a unei grăsimi.

Valoarea iodului este numărul de grame de halogen I2 care se pot adăuga la 100 g de grăsime. Valoarea iodului caracterizează gradul de nesaturare a acizilor grași din grăsime. Numărul de iod al majorității grăsimilor vegetale este în intervalul 100-160.

Cu hrănirea normalizată, hrana conține peste șaptezeci de substanțe, compuși sau elemente „biogene” individuale care joacă un rol direct sau indirect în alimentația animală. Nutrienții care alcătuiesc furajele sunt foarte diverși în proprietăți și în rolul lor în nutriție și sunt împărțiți în grupuri combinate pe baza asemănării proprietăților lor chimice și a rolului biologic. Aceste grupe includ: carbohidrați, lipide, proteine, elemente minerale, vitamine, antibiotice și altele. Dintre nutrienții enumerați, în corpul animalelor de fermă sunt stocați următoarele: lipide, carbohidrați sub formă de glicogen, vitaminele A și D.

Lipidele, care sunt numite grăsimi brute, sunt un grup de substanțe de natură diferită și au o proprietate fizică comună - sunt insolubile în apă, dar solubile în solvenți organici (eter, benzen, cloroform). Substanțele incluse în grăsimea brută pot fi împărțite în grupuri de niveluri: lipide, stearine, substanțe colorante. O împărțire mai detaliată este dată în diagrama nr. 1:

Schema nr. 1

Grăsimi brute Lipide Stearine substanțe colorante Lipide complexe Lipide simple fosfolipide glicolipide

Dintre toți nutrienții, grăsimile sunt cele mai calorice: 1 g de grăsime, atunci când este complet ars, eliberează în medie 38,0 kJ din organism, în timp ce 1 g de carbohidrați doar 17,2 kJ.

Animalele pot consuma grăsimi brute sub formă de seu și ulei. Au aceeași structură și compoziție chimică, dar un set diferit de acizi grași și, prin urmare, au proprietăți fizice diferite.

Fosfolipidele aparțin grupului de lipide complexe. Se găsesc în celulele tuturor organismelor vii, unde sunt incluși în formarea complexelor membranare proteine-lipidice. Și, de asemenea, împreună cu alte lipide, fosfolipidele formează stratul periferic al celulei și membrana lipidică a acesteia. Unele dintre cele mai bune surse de fosfolipide sunt soia și semințele de floarea soarelui.

Glicolipidele includ glucoza și galactoza. Valoarea energetică a fosfolipidelor și a glicolipidelor este aceeași cu cea a grăsimii, dar valoarea lor biologică este mai mare.

De asemenea, o componentă a fiecărei grăsimi sunt așa-numitele substanțe neutre nesaponificabile, dizolvate în eteri etilici și de petrol. Compoziția acestor substanțe include alcooli aromatici cu structură complexă - stearine. Stearinele găsite în grăsimile animale fac parte din țesutul nervos, bilă, dar sunt cele mai frecvente sub formă de colesterol (zoosteroli).

Grupele de lipide de mai sus joacă cel mai important rol în metabolismul grăsimilor animalelor. Și importanța grăsimilor brute pentru organism este enormă.

Grasimea este inclusa ca material structural in protoplasma tuturor celulelor necesare functionarii normale a glandelor digestive si joaca rolul principala substanta de depozitare. Funcția principală a grăsimii furajere este aceea că grăsimea este principalul acumulator de energie din organism și servește ca o sursă importantă de căldură.

Grăsimile din corpul animalelor formează baza multor enzime, hormoni, vitamine - catalizatori biologici ai metabolismului. Ei participă la sinteza hormonilor sexuali masculini și feminini. Și acizii grași nesaturați - linoleic, linolenic și aralidonic, care fac parte din grăsimile din furaje, sunt necesari pentru creșterea animalelor tinere, pentru funcționarea normală a pielii și pentru prevenirea tulburărilor de metabolism al colesterolului în organismul animalelor. . Grăsimea furajeră este direct implicată în sinteza grăsimii din lapte la animalele care alăptează.

Grăsimea furajeră joacă un rol excepțional în hrănirea păsărilor de curte. De exemplu, greutatea maximă în viață a puilor broiler (2-2,5 kg) la vârsta de 42 de zile poate fi obținută numai dacă dieta conține cel puțin 5 grame de grăsime la 100 de grame de hrană uscată. În structura dietei pentru găini ouătoare, rata optimă de grăsime este în medie de 4-5% din substanța uscată a furajului.

Semnele externe ale lipsei de grăsime în diete sunt apariția la animale a hipovitaminozei A, D, E, K, disfuncție hepatică, boli de piele (dermatită etc.) și tulburări ale funcției reproductive.

Carbohidrații din materia organică a furajelor constituie până la 80% din substanța uscată. Ele ocupă primul loc, deși corpul animalului nu conține practic carbohidrați, cu excepția unei cantități mici de glucoză și glicogen în ficat și mușchi.

Amidonul, zaharoza, glucoza, maltoza, fructoza si alti carbohidrati continuti in furaj sunt necesari animalelor ca sursa de energie, determina nivelul de nutritie energetica a organismului. Când 1 gram de carbohidrați este oxidat în corpul animalului, se eliberează 17,0 kJ de energie. Carbohidrații afectează intensitatea metabolismului grăsimilor și proteinelor. Carbohidrații energetici din organism sunt oxidați la CO H O cu eliberarea de energie, care este necesară pentru menținerea temperaturii normale a corpului, a funcției musculare și a organelor interne. Carbohidrații în exces din corpul animalelor sunt stocați sub formă de grăsime. Astfel, carbohidrații sub formă de glicogen și grăsimi sunt substanțe de rezervă în organismul animalelor. Depunerile de grăsime, de exemplu la porci, sunt o trăsătură genetică, iar la îngrășarea oilor și bovinelor, este necesar ca furajele să conțină o cantitate în exces de carbohidrați. Carbohidrații sunt, de asemenea, necesari pentru funcționarea mușchilor și respirația tisulară a celulelor cu oxidare la dioxid de carbon și apă. În timpul lucrului muscular, nivelul de glucoză din sânge și de glicogen din mușchi scade. O scădere a nivelului de glucoză din sânge determină descompunerea glicogenului în ficat.

Carbohidrații precum lactoza, manoza, galactoza, rafinoza, riboza și altele din corpul animalului sunt materiale structurale care alcătuiesc celulele, organele și țesuturile.

Carbohidrații structurali participă la sinteza aminoacizilor din organism, dublează absorbția calciului conținut în furaje și accelerează procesul de osificare a țesutului osos.

Hrănirea furajelor care conțin carbohidrați structurali este utilă în special pentru animalele tinere, animalele gestante și care alăptează, în care mineralizarea oaselor și formarea compușilor de calciu în lapte sunt de o importanță capitală.

Hrănirea pe termen lung a animalelor cu diete cu cantități insuficiente de furaje care conțin carbohidrați structurali este însoțită de întârzierea creșterii, scăderea productivității și creșterea bolilor osoase. Pentru rumegătoare, carbohidrații sunt, de asemenea, necesari pentru funcționarea normală a microflorei rumenului, a cărei activitate depinde de compoziția de carbohidrați a rației de hrană. Prin urmare, la raționalizarea nutriției cu carbohidrați pentru rumegătoare, se acordă o atenție deosebită conținutului de zahăr și fibre din dietă.

La animalele cu stomac cu o singură cameră (porci, cai), precum și păsările de curte și carnivore, fibrele asigură motilitatea tractului gastrointestinal. Lipsa fibrelor din dieta animalelor carnivore duce la dischinezie intestinală și diferite tipuri de boli gastrointestinale. Iar lipsa de fibre, de exemplu, în alimentația scroafelor gestante duce la agalactia la acestea după fătare.

Vitamina A– retinolul – este necesar pentru creșterea și reproducerea normală, precum și pentru a crește rezistența organismului la agenții patogeni ai diferitelor boli. Rolul biologic principal al vitaminei Aîn organismul animalelor este că participă la sinteza pigmentului vizual (rodopsină), este o combinație de proteine ​​și vitamine A, mentine membranele mucoase in stare normala si stimuleaza cresterea animalelor tinere.

Cu o lipsă de vitamine în organismul animalelor A la animalele tinere, creșterea se oprește, apar boli oculare: în stadiul incipient al deficienței de vitamine - orbirea nocturnă, iar odată cu dezvoltarea bolii poate ajunge la tulburare, înmuierea corneei, transformându-se în necroză ulcerată. Deficit de vitamine A duce la modificări degenerative ale țesutului nervos, ducând la perturbarea coordonatelor mișcărilor, convulsii, paralizii, slăbiciune musculară etc. Precum și la disfuncții ale organelor de reproducere, deoarece vitamina A Este implicat în sinteza gonadotropinelor, prin urmare, cu o lipsă de retinol la animale, se observă sterilitate, fertilitate slabă, resorbție a fetușilor, avorturi și nașterea de descendenți slabi, neviabili.

Alimentele vegetale conțin provitamina A– carotenoide din care se formează vitamina în organismul animalelor A. Locul în care carotenul este transformat în vitamină este peretele intestinului subțire. Când există un aport excesiv de carotenoizi în organism, carotenul este stocat în țesutul adipos, iar vitamina A– în ficat, dar aceste rezerve sunt foarte mici. De exemplu, la vacile care au primit hrană bogată în caroten pentru o perioadă lungă de timp, doar 3-6 grame din acesta au fost găsite în organism, dintre care 70-90% au fost în ficat, iar 30-10% au fost în depozitul de grăsime. . În timpul înfometării de vitamine, animalele folosesc aceste rezerve foarte puțin.

Vitamina D(calciferolul) este o vitamină anti-rahitism, care, împreună cu hormonii paratiroidieni, participă la reglarea metabolismului fosfor-calciu la animale, precum și la creșterea și mineralizarea țesutului osos.

Pentru deficit de vitamine DÎn hrana animalelor, oasele animalelor nu se dezvoltă corect, rahitismul se dezvoltă la animalele tinere, iar patologia osoasă se dezvoltă la adulți.

Pentru deficit de vitamine DÎn dieta păsărilor, apare rahitismul, sânul devine îndoit, iar articulațiile membrelor se îngroașă. Ouăle de la astfel de păsări au o coajă subțire; puii de la astfel de ouă sunt slăbiți și sensibili la diferite boli.

Substanțele antirahitice se formează în pielea animalelor când sunt iluminate de soare sau de surse artificiale de lumină ultravioletă. Din steroli inactivi ca urmare a reacțiilor fotochimice. Aceste substanțe intră în sânge și prezintă un efect asemănător vitaminei D din alimente. Vara, când animalele sunt la soare, pot crea mici rezerve de vitamina. Dîn ficat.

Atât deficiența, cât și excesul de vitamine sunt dăunătoare animalelor. D. Când este în exces, mobilizarea Ca din alimente crește, Ca se depune în rinichi, pe pereții vaselor de sânge și în alte organe. Hipervitaminoza D de obicei însoțită de indigestie.

Substanțele biologic active sunt substanțe chimice necesare menținerii funcțiilor vitale ale organismelor vii, care posedă activitate fiziologică ridicată la concentrații scăzute în raport cu anumite grupe de organisme vii sau cu celulele acestora, tumori maligne, care întârzie (sau accelerează) în mod selectiv creșterea acestora sau le suprimă complet. dezvoltare.

Substanțele naturale biologic active se formează în timpul vieții organismelor vii. Ele pot fi formate în timpul metabolismului, eliberate în mediu (exogen) sau se pot acumula în interiorul organismului (endogen). Eficiența sintezei substanțelor biologic active depinde de caracteristicile fiziologice ale organismelor vii și de factorii de mediu.

Substanțele biologic active naturale exogene includ:

colin - compuși organici secretați de plantele superioare prin sistemul radicular, provocând oprimarea plantelor inferioare;

fitoncide - compuși organici volatili eliberați de plantele superioare în aerul atmosferic, provocând moartea microorganismelor patogene;

antibiotice - substanțe organice - deșeuri ale microorganismelor aflate în proces de metabolism, eliberate în mediu sau acumulându-se în interiorul celulei, suprimând sau inhibând alte tipuri de microorganisme;

marasminele sunt substanțe organice secretate de microorganisme care provoacă oprimarea plantelor inferioare.

Efectul unor organisme vii asupra altora datorită producerii de substanțe biologic active se numește alelopatie.

Micotoxinele sunt substanțe biologic active produse de ciuperci (din genul Fusarium, Aspergillus etc.) în procesul de metabolism, care sunt eliberate în organismul plantelor superioare (cereale) în timpul dezvoltării lor comune și provoacă boli ale acestora din urmă. Pericolul micotoxinelor este asociat cu stabilitatea lor în timpul depozitării, tratamentului termic și capacitatea de a se răspândi rapid în organele și țesuturile corpului, provocând inhibarea sintezei proteinelor, deteriorarea sistemului cardiovascular, a celulelor măduvei osoase și a ganglionilor limfatici. Multe micotoxine au proprietăți cancerigene.

Substanțele endogene biologic active includ: proteine, grăsimi, carbohidrați, aminoacizi, vitamine, enzime, hormoni, coloranți.

Proteinele sunt polimeri naturali ale căror molecule sunt construite din reziduuri de aminoacizi. Pe baza structurii lor, proteinele sunt împărțite în simple și complexe. Proteinele (din greaca protas - in primul rand, important) sunt proteine ​​simple. Acestea includ albumine, globuline, glutemine.

Proteidele sunt proteine ​​complexe care, pe lângă macromoleculele proteice, conțin molecule non-proteice. Acestea includ nucleoproteine ​​(pe lângă proteine, conțin acizi nucleici), lipoproteine ​​(pe lângă proteine, conțin lipide), fosfolipide (pe lângă proteine, conțin acid fosforic). Proteinele joacă un rol cheie în viața unei celule. Ele sunt necesare pentru formarea celulelor și a țesuturilor corpului, formează baza biomembranelor, precum și pentru menținerea funcțiilor vitale ale organismelor vii. Proteinele îndeplinesc funcții catalitice (enzime), reglatoare (hormoni), de transport (hemoglobină, mioglobină), structurale (colagen, fibroină), motorii (miozină), protectoare (imunoglobulină, interferon), care reduc riscul unor situații infecțioase sau stresante, precum și ca rezerva (cazeina, albumina), functii bioenergetice. La rândul său, activitatea biologică a proteinelor este strâns legată de compoziția lor de aminoacizi. Proteinele conțin 20 de aminoacizi și două amide (aspargină, glutamina). Plantele și majoritatea microorganismelor sunt capabile să sintetizeze toți aminoacizii lor constitutivi din substanțe simple - dioxid de carbon, apă și săruri minerale. Unii aminoacizi nu pot fi sintetizați în corpul animalelor și al oamenilor și trebuie să fie furnizați gata preparati ca componente alimentare. Astfel de acizi sunt numiți esențiali. Acestea includ: valina, leucina, izoleucina, lizina, metionina, treonina, triptofanul, fenilalanina. O absență pe termen lung a cel puțin unui aminoacid esențial în organism duce la boli grave la oameni și animale. Toți aminoacizii necesari trebuie să fie conținute în proteine ​​în anumite proporții care să răspundă nevoilor unui anumit organism. Dacă cel puțin un aminoacid este deficitar, atunci alți aminoacizi care sunt în exces nu sunt utilizați pentru sinteza proteinelor. Proteinele care au un conținut optim de aminoacizi sunt considerate complete din punct de vedere biologic.

Cantitatea de orice aminoacid lipsă din normă este echilibrată prin adăugarea de preparate „pure” de aminoacizi deficitari sau o masă proteică care are un conținut mai mare de acest aminoacid comparativ cu standardul. La plante, concentrația de substanțe proteice variază în funcție de condițiile de creștere, climă, vreme, tipul de sol, tehnologia agricolă și altele. Multe microorganisme se caracterizează printr-o intensitate ridicată a sintezei proteice, iar proteinele celulelor microbiene au un conținut ridicat de aminoacizi esențiali.

Vitaminele sunt substanțe organice cu greutate moleculară mică care au activitate biologică ridicată și acționează ca bioregulatori. Activitatea biologică a vitaminelor este determinată de faptul că ele, ca grupări active, fac parte din centrii catalitici ai enzimelor sau sunt purtători de grupări funcționale.

Cu lipsa acestor substanțe, activitatea enzimelor corespunzătoare scade și, ca urmare, procesele biochimice care au loc cu participarea acestor enzime sunt slăbite sau complet oprite, ceea ce duce la boli grave. Corpul uman și cel animal nu sunt capabili să sintetizeze vitamine. Principala sursă a pătrunderii lor în organismul uman și animal sunt plantele și microorganismele, care sintetizează aproape toate vitaminele (cu excepția B12). Aproape toate vitaminele conțin o grupare hidroxil (-OH) sau o grupare carbonil (-C=O). Există vitamine solubile în grăsimi și solubile în apă.

Lipidele sunt un amestec complex de compuși organici cu proprietăți fizico-chimice similare care sunt implicate în construcția membranelor celulare. Sunt o componentă esențială a celulei. Caracteristica lor comună este prezența radicalilor de hidrocarburi cu lanț lung și a grupărilor esterice în moleculă. Prin natura chimică, grăsimile sunt esteri ai glicerolului și acizilor grași, care diferă prin natura acizilor grași.

La plante, grăsimile se acumulează în fructe și semințe, la animale și pește, ele sunt concentrate în țesuturile adipoase subcutanate, în cavitatea abdominală și în țesuturile din jurul multor organe importante (inima, rinichi), precum și în țesuturile cerebrale și nervoase. Absența pe termen lung de la un organism viu duce la perturbarea sistemului nervos central, la reducerea rezistenței la infecții și la scurtarea speranței de viață. Pentru a extrage lipidele, este necesar să le distrugi legăturile cu proteinele, carbohidrații și alte componente celulare. Când lipidele sunt extrase din materii prime naturale, se obține un amestec format din lipide și substanțe liposolubile (pigmenți, vitamine, steroizi).

Enzimele (latina fermentum - drojdie), sau enzimele (enzima - drojdia) sunt biocatalizatori proteici care accelereaza metabolismul in celule si au o greutate moleculara de la 15.000 la 1.000.000.

Există enzime monocomponente (monomerice), constând numai din proteine ​​(lanțuri polipeptidice pliate) și enzime cu două componente, formate din macromolecule proteice și molecule neproteice. Activitatea enzimei este determinată de structura părții proteice. Enzimele sunt utilizate în diferite domenii ale activității umane practice ca catalizatori biologici. Multă vreme, ciupercile au fost principalul furnizor de enzime. În prezent, enzimele bacteriene sunt din ce în ce mai folosite. Nivelurile de acumulare a enzimelor în celule pot fi crescute de 100-1000 de ori prin schimbul genetic și selecția mediilor nutritive. Cultivarea producătorilor de enzime este economică numai atunci când ciclurile de fermentație sunt scurte, mediile nutritive sunt relativ ieftine și specificitatea proteinelor enzimatice intra- sau extracelulare este mare. Enzimele microbiene sunt folosite ca agenți terapeutici în testele clinice, precum și ca aditiv pentru hrana animalelor (0,1-1,5% din greutatea uscată a furajului) pentru a îmbunătăți eficiența utilizării hranei pentru plante (cereale, siloz, furaje etc.) prin animale de fermă care conțin substanțe nedigerabile: fibre, lignină, hemiceluloză. De exemplu, la rumegătoare, fibrele sunt digerate cu 40-65%, proteinele vegetale cu 60-80%, lipidele cu 60-70%, amidonul și polifructozidele cu 70-80%. În plus, preparatele enzimatice sunt utilizate la prepararea furajelor prin însilozare pentru a accelera fermentația acidului lactic.

Lipidele sunt un grup mare de substanțe naturale, variate ca structură chimică și proprietăți fizico-chimice. Există mai multe interpretări ale conceptului de lipide și diverse scheme de clasificare bazate pe proprietățile acestor substanțe. O proprietate generală a compușilor lipidici este capacitatea de a se dizolva în eter, cloroform și alți solvenți organici (dar nu și în apă).

Lipidele pot fi împărțite în două grupuri mari în funcție de structura lor.

1. Lipide simple, sau grăsimi neutre, reprezentate în majoritatea organismelor de acilgliceroli, adică esterii glicerolici ai acizilor grași (acizii grași liberi se găsesc în celule doar ca o componentă minoră). 2. Lipidele complexe, care includ lipide care conțin acid fosforic într-o legătură mono- sau diester, sunt fosfolipide, care includ glicerofosfolipide și sfingolipide. Lipidele complexe includ compuși legați printr-o legătură glicozidică la unul sau mai multe reziduuri de monozaharide sau glicolipide, precum și compuși de natură steroidică și izoprenoidă, inclusiv carotenoizi.

Până în anii 20 ai secolului nostru, lipidele, în special cele neutre, erau considerate doar ca un material de rezervă care putea fi înlocuit cu alte substanțe cu conținut egal de calorii fără a afecta prea mult funcțiile vitale ale organismului. Prima dovadă că lipidele conțin compuși necesari din punct de vedere fiziologic pentru animalele superioare a fost obținută în 1926 de către cercetătorii olandezi Evans și Boer. Ceva mai târziu s-a constatat că acești compuși sunt acizi grași polinesaturați (linoleic, linolenic și arahidonic) – necesari din punct de vedere fiziologic pentru majoritatea organismelor vii (vitamina F).

S-a descoperit ulterior că în celulele microbiene lipidele îndeplinesc o varietate de funcții biologice. Ele fac parte din structuri atât de importante precum membrana celulară, mitocondriile, cloroplastele și alte organite. Complexele lipoproteice joacă un rol important în procesele metabolice. Ele sunt în mare parte asociate cu transferul activ al diferitelor substanțe prin membranele limită și cu distribuția acestor substanțe în interiorul celulei. Compoziția lipidelor este în mare măsură asociată cu proprietăți ale organismelor precum termotoleranța și termofilitatea, psicrofilitatea, rezistența la acid, virulența, rezistența la radiații ionizante și alte caracteristici. În plus, lipidele pot funcționa ca produse de depozitare. Acestea includ acidul poli-β-hidroxibutiric, produs de multe bacterii, și acilglicerolii, în special tridilglicerolul, acumulați în cantități mari de unele drojdii și alte ciuperci.

Studiul sistematic al lipidelor microbiene a început în 1878 după ce cercetătorii germani Nägeli și Löw au raportat formarea picăturilor de grăsime în drojdia care crește în condiții de aprovizionare abundentă de oxigen. Cantitatea totală de lipide din microorganisme variază de obicei între 0,2 și 10% din substanțele absolut uscate ale celulei. Totuși, în condiții favorabile acumulării acestor produse metabolice, conținutul de lipide poate ajunge la 60-70% din substanța uscată. Doar unii reprezentanți ai microorganismelor au capacitatea pentru o astfel de „supersinteză” a lipidelor. Dintre ciupercile filamentoase, cantități semnificative de lipide (40 - 70%) sunt formate din reprezentanți ai genurilor PeniclUium, Rhizopus, Fusarium și alții. Aproximativ aceeași cantitate de lipide este sintetizată de drojdii - reprezentanți ai genurilor Cryptococcus, Rhodotorula, Lipomyces, Sporobolomyces. Dintre bacterii sunt interesante micobacteriile, capabile să acumuleze până la 40% din lipide. Într-un număr de bacterii, cantitatea de polihidroxibutirat ajunge la 60%, de exemplu, la specia de oxidare a hidrogenului Alcaligenes eutrophus. În anumite condiții de cultivare, unele microforme de alge acumulează până la 60% sau mai multe lipide.

Conținutul maxim de lipide la unele microorganisme

Compoziția lipidică a diferitelor microorganisme este adesea diferită. Bacteriile tind să aibă o mulțime de fosfolipide. Micobacterii conțin cantități semnificative de ceară, iar în arheobacterii lipidele neutre sunt reprezentate de eteri simpli de izopropilglicerol, adică nu conțin acizi grași, a căror prezență este caracteristică altor organisme. Acizii grași din eubacterii conțin de obicei de la 10 la 20 de atomi de carbon (mai ales 15-19). Printre aceștia se numără acizii saturați cu catenă liniară de atomi de carbon, mononesaturați cu catenă liniară, cu catenă ramificată (izo- și ante-izo-), cu inel ciclopropan și hidroxiacizi. Dar marea majoritate a bacteriilor le lipsesc acizii grași polinesaturați tipici lipidelor organismelor eucariote.

Acizii grași ai micobacteriilor și formelor înrudite sunt mai complexi decât cei ai altor bacterii. Pe lângă acizii grași obișnuiți, micobacteriile, corinebacteria și nocardia conțin în compoziția lor lipidă acizi micolici unici, caracteristici doar acestor microorganisme, care sunt β-hidroxiacizi cu molecular înalt, cu un lanț alifatic lung în poziția b.

Acizii grași cu inel ciclopropan sunt răspândiți în eubacterii gram-pozitive și gram-negative (bacil, clostridii, streptococi, enterobacterii și Brucella).

Actinomicetele și bacilii se caracterizează printr-un conținut ridicat de acizi grași ramificati, a căror cantitate ajunge la 80% din totalul acizilor grași.

Compoziția de acizi grași a lipidelor ciuperci filamentoase este în mare parte identică cu compoziția uleiurilor vegetale. În acest sens, lipidele ciupercilor își pot găsi aplicație în diverse sectoare ale economiei naționale (agricultura, industria vopselelor și lacurilor, producția de medicamente). În ultimii ani, printre ciupercile filamentoase au fost descoperiți producători foarte activi de acid arahidonic și s-a dezvoltat o metodă de transformare a acestuia în anumite prostaglandine (substanțe biologic active care sunt derivați ai acizilor grași polinesaturați, a căror moleculă conține 20 de atomi de carbon) .

Dintre drojdii, compoziția lipidelor a fost cel mai studiată la reprezentanții genurilor Candida, Saccharomyces, Rhodotorula și Cryptococcus. Acizii grași de la C4 la C26 se găsesc în Saccharomycetes. Culturile aerobe și anaerobe de Saccharomyces au compoziții de acizi grași semnificativ diferite. La drojdiile din genul Rhodotorula, acizii grași cu lanț lung (C22, C24, C26) sunt mai des întâlniți decât la Lipotnyces și Cryptococcus. Compoziția acizilor grași din lipidele algelor este similară cu cea a diferitelor plante.

Alături de lipidele intracelulare, unele tipuri de drojdie și ciuperci filamentoase au capacitatea de a forma lipide extracelulare. Există descrieri ale mai multor forme de lipide găsite în mediu. În culturile de Pullularia, Rhodotorula și Hansenula, lipidele extracelulare apar sub formă de picături de diametre variate. Când drojdia Candida bogoriensis este cultivată în profunzime, lipidele extracelulare se găsesc sub formă de picături de diametre variate și sub formă de cristale lungi albe. Studiile privind compoziția chimică a lipidelor extracelulare au arătat că patru tipuri principale ale acestor compuși sunt excretate de drojdie:

1) esterii polioli ai acizilor grași, în care acizii saturați, nesaturați și hidroxiacizii sunt legați prin legături esterice de poliolii C5 și C6;

2) sfingolipide (tetraacetil C18-fitosfingozină etc.);

3) soforozide ale hidroxiacizilor;

4) acizi substituiți, de exemplu acid eritro-8, 9, 13-triaceto-xidocosanoic.

Triacilglicerolii nu se găsesc în compoziția lipidelor extracelulare. Un studiu comparativ al lipidelor extracelulare și intracelulare ale Rhodotorula glutinis a arătat diferențe semnificative în compoziția lor de acizi grași. Doar șase acizi organici (principalul este oleic) au fost identificați în lipidele intracelulare. În plus, acizii C19, C20, hidroxistearic și hidroxiarahidic au fost absenți în lipidele intracelulare. Ultimele două reprezintă împreună mai mult de 50% din toți acizii grași din lipidele extracelulare.

Se observă o relație inversă între sinteza lipidelor extracelulare și a polizaharidelor. La o temperatură de cultivare sub cea optimă, R. igtutinis inhibă brusc sinteza lipidelor extracelulare și în mediu se acumulează cantități semnificative de exopolizaharide. Același fenomen se observă în condiții de pH scăzut.

Numeroase experimente au arătat că lipidele de drojdie și produsele lor prelucrate pot fi utilizate într-o mare varietate de sectoare ale economiei naționale: industria textilă, ceramică, piele, prelucrarea metalelor (laminare din tablă de oțel, trefilare, cositorizare). Lipidele de drojdie pot fi, de asemenea, utilizate în producția de cauciuc, cauciuc, produse farmaceutice, cosmetice, săpun, uleiuri uscate, în procesele de flotare a minereului etc. În cele din urmă, după cum au arătat experimentele, lipidele de drojdie pot fi utilizate pe scară largă în hrănirea animalelor de fermă și a păsărilor. În acest caz, procesul de extracție a acestora din celule este exclus din schema de producție a lipidelor - biomasa microorganismelor bogate în grăsimi este utilizată în scopuri alimentare.

După cel de-al Doilea Război Mondial, un număr semnificativ de lucrări au avut ca scop explorarea posibilității de obținere a lipidelor microbiene în scop alimentar. Cercetătorul suedez Lundin a arătat că grăsimea de drojdie (Rhodotocula gracilis), bogată în acizi grași esențiali din punct de vedere fiziologic, poate fi folosită cu succes pe lângă nevoile tehnice și alimentare. O dietă de 25 g de drojdie grasă poate furniza organismului uman 10 g de lipide, 6 g de proteine ​​și multe alte substanțe esențiale, ceea ce satisface 20% din necesarul zilnic pentru acești compuși.

Producția de grăsime microbiană în scopuri alimentare avusese deja loc în Germania în timpul Primului Război Mondial. Melasa sau alte substraturi care conțin zahăr au fost folosite ca mediu nutritiv ciuperca asemănătoare drojdiei Endomycopsls vemails a servit ca producător. Biomasa bogată în grăsimi a fost folosită ca hrană, din care s-a preparat o pastă cunoscută sub numele de „Evernal” sau „Myceta”.

Prin combinarea mediilor nutritive, precum și prin selectarea producătorului și a condițiilor de cultivare a acestuia, este posibilă obținerea de lipide a căror compoziție îndeplinește cerințele diverselor industrii și agricultură. De exemplu, la hrănirea păsărilor, se preferă lipidele care conțin până la 65-70% acizi grași nesaturați. Lipidele microbiene care conțin o cantitate semnificativă de acizi grași cu două legături duble pot fi utilizate pentru prepararea lacurilor și vopselelor, precum și pentru prepararea medicamentelor care ajută la prevenirea aterosclerozei și trombozei. Lipidele cu predominanța acizilor grași saturați pot fi utilizate pentru producerea de lubrifianți tehnici. În primele cazuri, aceste cerințe sunt îndeplinite de lipidele ciupercilor filamentoase și a drojdiei Lipomyces lipoferus, iar în al doilea - de lipidele de Candida humicola cultivate pe hidrolizat de lemn.

Rezumând ceea ce s-a spus, trebuie remarcat faptul că compoziția lipidelor (și, prin urmare, zona de posibilă utilizare a acestora) este în mare măsură determinată de poziția sistematică a organismului producator. În același timp, raportul dintre componentele individuale în compoziția lipidelor este determinat de specificul materiilor prime utilizate și de condițiile fizico-chimice ale cultivării. Aceste modele de lipidogeneză sunt foarte importante atunci când se organizează producția industrială de grăsime microbiană, deoarece în condiții specifice fac posibilă obținerea unui produs cu o compoziție și proprietăți strict definite. O astfel de sinteză microbiană controlată poate îndeplini cerințele pentru lipide din diferite sectoare ale economiei naționale.

Ca urmare a fotosintezei, în celulele plantelor verzi se formează substanțe organice, dintre care unele sunt stocate ca rezerve. Principalele grupe de compuși organici - carbohidrați, lipide și proteine ​​- se găsesc ca nutrienți de rezervă. Se acumulează în fructe și semințe, rădăcini, tulpini, tuberculi și rizomi. În timpul proceselor de creștere, aceste substanțe sunt incluse în metabolism ca sursă de energie și metaboliți.

Diverse forme de nutrienți de rezervă aparțin categoriei incluziunilor - componente temporare ale celulelor care pot fi formate și descompuse enzimatic în diferite perioade ale vieții lor.

Carbohidrați. Principalii carbohidrați de stocare includ amidonul. Aceasta este una dintre cele mai comune polizaharide, care este depusă în toate plantele, cu excepția ciupercilor și a cianobacteriilor. După scopul lor fiziologic și localizarea, amidonul este împărțit în trei tipuri: asimilabil, tranzitoriu și de depozitare.

Cristalele de proteine ​​se găsesc în celulele multor plante și au forma unor formațiuni cristaline regulate. În celulele de cartof, cristaloizii se află în straturile de suprafață, unde au forma unui cub obișnuit. Cristalele de proteine ​​sunt localizate direct în citoplasmă, în seva celulară și uneori în nucleu

Mai des, proteinele de rezervă sunt conținute în celule sub formă de formațiuni specifice - corpi proteici sau se numesc boabe de Aleurone. Sunt frecvente în semințe, care conțin o mulțime de proteine, lipide și amidon. Boabele de aleurona constau dintr-o coajă și o masă proteică amorfă în care se găsesc trei tipuri de incluziuni: globoide, cristaloide și cristale de oxalat de calciu. Globoizii sunt predominant sferici și există unul sau mai mulți globoizi într-un bob de aleuronă. Incluziunile în boabele aleuronei sunt specifice și specia plantei poate fi determinată de forma lor. Globoizii sunt o sursă de ioni de magneziu, calciu și fosfor, care favorizează dizolvarea substanțelor proteice. Conțin substanțe de rezervă bogate în energie și cele mai deficitare elemente folosite de embrion în timpul dezvoltării și formării de noi țesuturi. La boabele de cereale, boabele de Aleurone sunt situate în stratul exterior al endospermului sub coaja fructului, formând un strat specializat de celule aleuronice, iar în semințele de leguminoase sunt localizate în celulele cotiledonului printre boabele de amidon.

Lipidele - triacilglicerolii - aparțin grupului de compuși organici și sunt depozitate în rezervă. Sunt conținute în citoplasma celulelor vegetale sub formă de bile incolore sau galbene. Ca incluziuni protoplasmatice, lipidele joacă rolul celei mai eficiente forme de stocare a nutrienților în semințe, spori, embrioni, celule meristematice și celule diferențiate, în special în organele plantelor care iernează. Lipidele se depun în principal în stare lichidă și se numesc uleiuri. În funcție de cantitatea și raportul de acizi grași saturați și nesaturați, aceștia sunt împărțiți în acizi de uscare, formând o peliculă elastică puternică și, prin urmare, sunt utilizați pentru fabricarea lacurilor și vopselelor și a celor care nu se usucă. Plantele din latitudinile temperate acumulează uleiuri lichide, în timp ce plantele de la tropice acumulează uleiuri solide.

Uleiurile se depun nu numai în fructe și semințe, ci și în tulpini, rădăcini, tuberculi, bulbi și alte organe.

În viața plantelor, lipidele de depozitare sunt principalele produse care sunt utilizate în procesele de metabolism energetic, în special în timpul germinării semințelor. Cantitatea de lipide din semintele unor plante ajunge la 70% sunt foarte multe in semintele de floarea soarelui, nuc, in, canepa, rapita, camelina...

Taninuri.

Seva celulelor vegetale conține o varietate de taninuri. Acesta este un grup de compuși care pot bronza pielea, adică formează sedimente insolubile în apă cu colagenul pielii și prezintă un gust astringent. Taninurile sunt prezente în aproape toate plantele. Se găsesc în ciuperci, alge, licheni, dar mai ales în dicotiledonate. Aceste substanțe se găsesc în vacuolele celulelor din cortex, frunze, rădăcini și fructe. Numărul lor scade pe măsură ce fructele se coc.

47. Metabolismul carbohidraților în timpul germinării semințelor.

Metabolismul carbohidraților în timpul germinării semințelor

Există trei părți principale într-o sămânță:

) țesuturile tegumentare, a căror funcție este de a proteja părțile interne de deteriorarea mecanică, de a preveni influențele externe negative asupra embrionului, de a regla schimbul de gaze și apă;

) ţesuturi embrionare (tulpină rudimentară, rădăcini, frunze);

) recipient pentru substanțe de rezervă.

La majoritatea plantelor dicotiledonate, cotiledoanele servesc drept recipient pentru substanțele de rezervă, iar la monocotiledonate, endospermul se formează din nucleul secundar al sacului embrionar după fuziunea acestuia cu spermatozoizii tubului polen.

În funcție de compoziția chimică, semințele mature ale plantelor agricole pot fi împărțite în trei grupe:

) semințe bogate în amidon;

) semințe bogate în proteine;

) semințe bogate în grăsimi.

Semințele tuturor plantelor conțin fitină. Funcția principală a fitinei este de a furniza embrionului compuși ai fosforului. În același timp, fitina conține o anumită cantitate de K, Mg și Ca. Semințele conțin și enzime și hormoni, dar în stare inactivă. Distribuția substanțelor în semințe este neuniformă. Țesuturile embrionului sunt îmbogățite cu elemente minerale.

Procesul de germinare a semințelor include și acele procese care au loc în sămânță înainte ca semnele de creștere vizibile să apară.

Sunt necesare anumite condiții pentru ca germinația să aibă loc. În primul rând, ai nevoie de apă. Semințele uscate la aer conțin până la 20% apă și se află într-o stare de repaus forțat. Semințele uscate absorb rapid apa, se umflă, partea embrionară crește și învelișul exterior al semințelor se rupe.

Intrarea apei în semințe poate fi împărțită în trei etape.

Prima etapă se realizează în principal datorită potențialului matricei sau forțelor de hidratare. Hidratarea este un proces spontan. Nutrienții de rezervă găsiți în sămânță conțin un număr mare de grupe hidrofile, cum ar fi - OH, - COOH, - NH2. Moleculele de apă din jurul substanțelor hidratate capătă o structură asemănătoare gheții. Prin atragerea moleculelor de apă, grupările hidrofile îi reduc activitatea. Potențialul de apă devine mai negativ, apa se repezește în semințe.

În a doua etapă de absorbție a apei, forțele de umflare sau potențialul matricei sunt de asemenea majore. Cu toate acestea, forțele osmotice - potențialul osmotic - încep să joace un rol, deoarece în această perioadă are loc hidroliza intensivă a compușilor complecși în compuși mai simpli.

La a treia etapă, care are loc în perioada ciugulării semințelor, când celulele se întind și apar vacuole, forța principală care provoacă curgerea apei devine forțe osmotice - potențial osmotic.

Deja în procesul de umflare a semințelor, începe mobilizarea nutrienților - grăsimi, proteine ​​și polizaharide. Toate acestea sunt substanțe organice complexe insolubile, care se mișcă slab. În timpul procesului de germinare, aceștia sunt transformați în compuși solubili care sunt ușor de utilizați pentru hrănirea embrionului, așa că sunt necesare enzime adecvate. Enzimele sunt parțial prezente în endosperm sau embrion într-o stare legată, inactivă și, sub influența umflăturii, devin active.

În timpul germinării, sub influența enzimelor, începe mobilizarea crescută, are loc descompunerea compușilor insolubili complexi în compuși solubili simpli: amidonul se descompune în zaharuri, proteine ​​- în aminoacizi (iar acestea din urmă în acizi organici și amoniac), polizaharide - în monozaharide, grăsimi - în acizi grași, hidroxiacizi, aldehide, care sunt consumate de embrion. Endospermul se golește, motiv pentru care de obicei se încrețește și apoi se usucă, iar cotiledoanele, care acționează ca primele frunze, sunt scoase la suprafață, se înverzesc și cresc.

Mai târziu, când embrionul devine un răsad, o plantă adultă, funcția cotiledoanelor ca primele frunze dispare. Creșterea embrionului de semințe constă într-o nouă formare, o creștere a dimensiunii organelor rudimentare - rădăcini, frunze - ca urmare a diviziunii celulare și a proliferării țesuturilor meristeme.

Mulțumesc

Site-ul oferă informații de referință doar în scop informativ. Diagnosticul și tratamentul bolilor trebuie efectuate sub supravegherea unui specialist. Toate medicamentele au contraindicații. Este necesară consultarea unui specialist!

Ce fel de substanțe sunt lipidele?

În general, lipidele sunt de mare importanță pentru oameni. Aceste substanțe sunt incluse într-o parte semnificativă a produselor alimentare, sunt utilizate în medicină și farmacie și joacă un rol important în multe industrii. Într-un organism viu, lipidele într-o formă sau alta fac parte din toate celulele. Din punct de vedere nutrițional, este o sursă foarte importantă de energie.

Care este diferența dintre lipide și grăsimi?

Lipidele din corpul uman

Din punct de vedere biochimic, lipidele participă la următoarele procese importante:

• producerea de energie de către organism;

• diviziune celulara;
• transmiterea impulsurilor nervoase;
• formarea componentelor sanguine, hormoni și alte substanțe importante;
• protecția și fixarea unor organe interne;
• diviziunea celulară, respirația etc.

Rolul biologic al lipidelor într-o celulă vie

Într-un organism viu, lipidele îndeplinesc următoarele funcții:

• energie;
• rezervă;
• structural;
• transport;
• enzimatic;
• depozitare;
• semnal;
• de reglementare

Funcția energetică

Rezervă ( depozitarea) funcție

De asemenea, țesutul adipos depus în grăsimea subcutanată asigură izolarea termică. Țesuturile bogate în lipide sunt în general conductoare mai sărace de căldură. Acest lucru permite corpului să mențină o temperatură constantă a corpului și să nu se răcească sau să se supraîncălzească atât de repede în diferite condiții de mediu.

Funcții structurale și de barieră ( lipide membranare)

De ce monomerii lipidici formează un strat dublu ( dublu strat)?

Funcția de transport

Funcția enzimatică

Funcția semnal

Funcția de reglementare

Astfel, lipidele în sine nu îndeplinesc o funcție de reglare, dar deficiența lor poate afecta multe procese din organism.

Biochimia lipidelor și relația lor cu alte substanțe ( proteine, carbohidrați, ATP, acizi nucleici, aminoacizi, steroizi)

De asemenea, lipidele sunt, într-o măsură sau alta, asociate cu metabolismul următoarelor substanțe:

• Acid adenozin trifosforic ( ATP). ATP este o unitate unică de energie în interiorul unei celule. Când lipidele sunt descompuse, o parte din energie intră în producerea de molecule de ATP, iar aceste molecule iau parte la toate procesele intracelulare ( transportul de substante, diviziunea celulara, neutralizarea toxinelor etc.).
• Acizi nucleici. Acizii nucleici sunt elemente structurale ale ADN-ului și se găsesc în nucleele celulelor vii. Energia generată în timpul descompunerii grăsimilor este utilizată parțial pentru diviziunea celulară. În timpul diviziunii, din acizi nucleici se formează noi lanțuri de ADN.
• Aminoacizi. Aminoacizii sunt componente structurale ale proteinelor. În combinație cu lipidele, ele formează complexe complexe, lipoproteine, responsabile de transportul substanțelor în organism.
• Steroizi. Steroizii sunt un tip de hormon care conține cantități semnificative de lipide. Dacă lipidele din alimente sunt slab absorbite, pacientul poate avea probleme cu sistemul endocrin.

Digestia și absorbția lipidelor ( metabolism, metabolism)

Lipidele sunt insolubile în apă, deci nu sunt descompuse imediat de enzimele din duoden. În primul rând, are loc așa-numita emulsionare a grăsimilor. După aceasta, legăturile chimice sunt rupte de lipaza care vine din pancreas. În principiu, fiecare tip de lipidă are acum propria sa enzimă responsabilă de descompunerea și absorbția acestei substanțe. De exemplu, fosfolipaza descompune fosfolipidele, colesterol esteraza descompune compușii colesterolului etc. Toate aceste enzime sunt conținute în cantități variate în sucul pancreatic.

Fragmentele de lipide divizate sunt absorbite individual de celulele intestinului subțire. În general, digestia grăsimilor este un proces foarte complex care este reglat de mulți hormoni și substanțe asemănătoare hormonilor.

Ce este emulsionarea lipidelor?

Procesul de emulsionare a lipidelor în sistemul digestiv are loc în mai multe etape:

• În prima etapă, ficatul produce bilă, care va emulsiona grăsimile. Conține săruri de colesterol și fosfolipide, care interacționează cu lipidele și contribuie la „zdrobirea” acestora în picături mici.
• Bila secretată de ficat se acumulează în vezica biliară. Aici este concentrat și eliberat la nevoie.
• Când consumați alimente grase, se trimite un semnal către mușchii netezi ai vezicii biliare pentru a se contracta. Ca rezultat, o porțiune de bilă este eliberată prin canalele biliare în duoden.
• În duoden, grăsimile sunt de fapt emulsionate și interacționează cu enzimele pancreatice. Contracțiile din pereții intestinului subțire facilitează acest proces prin „amestecarea” conținutului.

Enzime pentru descompunerea lipidelor

Următoarele grupuri de enzime sunt responsabile de descompunerea lipidelor:

• lipaze;
• fosfolipaze;
• colesterol esterază etc.

Ce vitamine și hormoni sunt implicați în reglarea nivelului lipidelor?

Următoarele substanțe joacă cel mai mare rol în absorbția și menținerea nivelului constant al lipidelor:

• Enzime. O serie de enzime pancreatice participă la descompunerea lipidelor care intră în organism cu alimente. Cu lipsa acestor enzime, nivelul lipidelor din sânge poate scădea, deoarece aceste substanțe pur și simplu nu vor fi absorbite în intestine.
• Acizii biliari și sărurile lor. Bila conține acizi biliari și o serie de compuși ai acestora, care contribuie la emulsionarea lipidelor. Fără aceste substanțe, absorbția normală a lipidelor este, de asemenea, imposibilă.
• Vitamine. Vitaminele au un efect complex de întărire asupra organismului și, de asemenea, afectează direct sau indirect metabolismul lipidic. De exemplu, cu lipsa vitaminei A, regenerarea celulară în mucoasele se deteriorează, iar digestia substanțelor din intestine încetinește și ea.
• Enzime intracelulare. Celulele epiteliale intestinale conțin enzime care, după absorbția acizilor grași, îi transformă în forme de transport și le trimit în fluxul sanguin.
• Hormonii. O serie de hormoni afectează metabolismul în general. De exemplu, nivelurile ridicate de insulină pot afecta foarte mult nivelul lipidelor din sânge. De aceea, unele standarde au fost revizuite pentru pacienții cu diabet. Hormonii tiroidieni, hormonii glucocorticoizi sau norepinefrina pot stimula descompunerea țesutului adipos pentru a elibera energie.

Biosinteza ( educaţie) și hidroliza ( descompunere) lipidele din organism ( anabolism și catabolism)

Biosinteza lipidelor are loc în următoarele țesuturi și celule:

• Celulele epiteliale intestinale. Absorbția acizilor grași, a colesterolului și a altor lipide are loc în peretele intestinal. Imediat după aceasta, în aceleași celule se formează noi forme de transport de lipide, care intră în sângele venos și sunt trimise la ficat.
• Celulele hepatice.În celulele hepatice, unele dintre formele de transport ale lipidelor se vor dezintegra, iar din acestea sunt sintetizate noi substanțe. De exemplu, aici se formează colesterol și compuși fosfolipidici, care sunt apoi excretați în bilă și contribuie la digestia normală.
• Celulele altor organe. Unele lipide se deplasează împreună cu sângele către alte organe și țesuturi. În funcție de tipul de celulă, lipidele sunt transformate într-un anumit tip de compus. Toate celulele, într-un fel sau altul, sintetizează lipide pentru a forma peretele celular ( dublu strat lipidic). În glandele suprarenale și gonade, hormonii steroizi sunt sintetizați din unele lipide.

Resinteza lipidelor în ficat și alte organe

În prima etapă, resinteza lipidelor are loc în pereții intestinali. Aici, acizii grași din alimente sunt transformați în forme de transport care sunt transportați prin sânge către ficat și alte organe. O parte din lipidele resintetizate vor fi livrate în țesuturi din cealaltă parte, se vor forma substanțe necesare vieții (; lipoproteine, bilă, hormoni etc.), excesul este transformat în țesut adipos și stocat „în rezervă”.

Sunt lipidele parte din creier?

Învelișul de mielină din sistemul nervos conține următoarele lipide:

• fosfolipide;
• colesterol;
• galactolipide;
• glicolipidele.

Hormonii lipidici

Lipidele fac parte din următorii hormoni vitali:

• corticosteroizi ( cortizol, aldosteron, hidrocortizon etc.);
• hormoni sexuali masculini - androgeni ( androstenedionă, dihidrotestosteron etc.);
• hormoni sexuali feminini - estrogeni ( estriol, estradiol etc.).

Rolul lipidelor pentru piele și păr

Lipidele sunt importante pentru păr și piele din următoarele motive:

• o parte semnificativă a substanței părului constă din lipide complexe;
• celulele pielii se schimbă rapid, iar lipidele sunt importante ca resursă energetică;
• secret ( substanta secretata) glandele sebacee hidratează pielea;
• Datorită grăsimilor, se menține fermitatea, elasticitatea și netezimea pielii;
• o cantitate mică de lipide pe suprafața părului îi conferă o strălucire sănătoasă;
• stratul lipidic de la suprafața pielii o protejează de efectele agresive ale factorilor externi ( frig, razele solare, microbi la suprafata pielii etc.).

Clasificarea lipidelor

Biologia și medicina au propriile lor clasificări suplimentare care folosesc alte criterii.

Lipide exogene și endogene

După intrarea în organism, toate lipidele exogene sunt descompuse și absorbite de celulele vii. Aici, din componentele lor structurale, se vor forma și alți compuși lipidici de care organismul are nevoie. Aceste lipide, sintetizate de propriile celule, se numesc endogene. Ele pot avea o structură și o funcție complet diferite, dar constau din aceleași „componente structurale” care au intrat în organism cu lipide exogene. De aceea, cu lipsa anumitor tipuri de grăsimi din alimente, se pot dezvolta diverse boli. Unele componente ale lipidelor complexe nu pot fi sintetizate de organism în mod independent, ceea ce afectează cursul anumitor procese biologice.

Acid gras

În natură, acizii grași se găsesc într-o varietate de substanțe - de la petrol la uleiuri vegetale. Ele intră în corpul uman în principal prin alimente. Fiecare acid este o componentă structurală pentru anumite celule, enzime sau compuși. Odată absorbit, organismul îl transformă și îl folosește în diferite procese biologice.

Cele mai importante surse de acizi grași pentru oameni sunt:

• grăsimi animale;
• grăsimi vegetale;
• uleiuri tropicale ( citrice,