Ліпіди: властивості та біологічна роль

Будова та властивості

Жирів - це складні естери триатомного спирту гліцерину з високомолекулярними жирними кислотами. До складу жирів входять лише три елементи: Карбон, Гідроген та Оксиген. Молекули жирів належать до неполярних сполук і тому не розчиняються у воді. Їх називають гідрофобними (від грец. гідро - вода і фобос - страх), на відміну від гідрофільних (від грец. гідро - вода і філео - люблю). Усі карбонові кислоти, що утворюють жири, мають парну кількість атомів Карбону. Наприклад, у твердих тваринних жирах, які називають салом, містяться пальмітинова (С₁₆Н₃₂O₂) і стеаринова (С₁₈Н₃₆O₂) кислоти.

Схеми будови молекул пальмітинової (а), стеаринової (б) та олеїнової (в) кислот

Жири, які мають за кімнатної температури рідку консистенцію і позначаються терміном олія, утворюються за участі багатоатомних кислот з подвійним зв'язком між атомами Карбону. Найпоширенішою ненасиченою кислотою є олеїнова кислота (С₁₈Н₃₄O₂) (іл. 3.3), що входить до складу рідких жирів рослин, риб та морських ссавців.

Жири не розчинюються у воді, але під час збовтування здатні утворювати емульсії (від лат. емульсує - той, якого видоїли) - суміші, що складаються з води й дуже дрібних і непомітних для ока крапельок жиру. Типовою біологічною емульсію є молоко.

Різноманітність ліпідів

Ліпіди - переважно гідрофобні органічні сполуки, які розчиняються в неполярних розчинниках (ефірі (етері), хлороформі, ацетоні та ін.).

Серед ліпідів розрізняють прості та складні. До простих ліпідів належать речовини, які побудовані зі сполучених між собою залишків жирних кислот і спиртів, наприклад жири та воски.

Жири - складні речовини, утворені триатомним спиртом гліцеролом і трьома залишками жирних кислот. Вони відкладаються у вигляді жирових включень у рослинних і тваринних клітинах (наведіть приклади організмів, у клітинах яких відкладаються жири).

Воски виконують здебільшого захисну функцію. У ссавців віск виділяють сальні залози шкіри: він надає шкірі еластичності та зменшує зношення волосяного покриву. У водоплавних птахів віск виділяє куприкова залоза, розташована над основою хвоста. Її секрет надає пір’яному покриву водовідштовхувальних властивостей. Восковий шар вкриває листки наземних рослин і поверхню зовнішнього скелета членистоногих - мешканців суходолу, запобігаючи надлишковому випаровуванню води з поверхні тіла. Добре розвинені восковидільні залози є в черевці медоносних бджіл-робітниць. Як ви пам’ятаєте, з воску бджоли будують свої стільники.

Складні ліпіди - сполуки, які утворюються внаслідок взаємодії молекул простих ліпідів з іншими речовинами. До них належать ліпопротеїди (сполуки ліпідів і білків), гліколіпіди (ліпідів і вуглеводів), фосфоліпіди (ліпідів і ортофосфатної кислоти).

Воски вкривають поверхню плодів і входять до складу кутикули листків (1); з восків медоносна бджола будує стільники (2)

Стероїди - біологічно активні речовини тваринного, рідше - рослинного походження. Стероїдну природу, зокрема, мають статеві гормони людини - естрогени (жіночі) та андрогени (чоловічі), а також гормони надниркових залоз (кортикостероїди). Один з найвідоміших стероїдів - холестерин. В організмі людини він слугує попередником під час синтезу статевих гормонів. Холестерин синтезується у печінці і, як вам уже відомо, входить до складу жовчі.

Функції ліпідів

Одна з найважливіших функцій ліпідів - енергетична. У разі повного розщеплення 1 г жирів виділяється 38,9 кДж енергії.

Не менш важлива будівельна, або структурна, функція ліпідів. Так, фосфоліпіди є важливою складовою клітинних мембран. У цих сполук одна частина виявляє гідрофільні властивості, інша - гідрофобні.

Резервна функція полягає в тому, що ліпіди містяться в цитоплазмі клітин у вигляді включень (наприклад, клітини жирової тканини, насіння соняшника тощо). Запаси жирів в організмі можуть використовуватись по-різному. По-перше, як резервні поживні речовини. По-друге, як джерело метаболічної води: під час окиснення 1 г жирів утворюється майже 1,1 г води.

Запаси жиру в організмі можуть виконувати й захисну функцію. Зокрема, захищають внутрішні органи від механічних ушкоджень. Накопичуючись у підшкірній жировій клітковині тварин - мешканців прохолодного клімату (китів, тюленів, пінгвінів та ін.), жири захищають організм від дії низьких температур (теплоізоляційна функція). Ця функція жирів зумовлена їхньою низькою теплопровідністю.

Важлива й регуляторна функція ліпідів. Ліпідну природу мають деякі біологічно активні речовини: стероїдні гормони, вітаміни групи D. Вони беруть участь у регуляції життєвих функцій організмів: обміну речовин у тварин і людини, процесу линяння у комах.

Тест складається з 10 завдань різного типу та складності.

Складіть схему "Продукти харчування, що містять ліпіди" та прикріпіть у це поле.

Дайте відповіді на запитання:

1. Що таке ліпіди?

2. Які основні групи ліпідів ви знаєте?

3. Які властивості та функції ліпідів у живих організмах?