Содержание белкав в органах и тканях человека

Моносахариды

Моносахариды отличаются различным характером строения и пространственным расположением функциональ­ных групп, а также различным числом углеродных атомов в молекуле.

В молекулах моносахаридов содержатся две функцио­нальные группы

По характеру функциональных групп моносахариды подразделя­ются на альдозы (альдегидоспирты) и кетозы (ке­тоноспирты). Первые наряду со спиртовыми группами со­держат альдегидную груп­пировку:

 

вторые — кетонную (обычно при втором атоме углерода):

 

 

По числу атомов углерода в цепи различают биозы (С₂), триозы (С₃), тетрозы (С₄), пентозы (С₅), гексозы (C₆) и гептозы (С₇). Моносахариды с большим числом угле­родных атомов в природе не найдены.

Биозы представлены в природе гликолевым аль­дегидом который является простейшим углеводом.

 

Триозы могут иметь не только альдегидную, но и кетон­ную группировку:

 

Среди пентоз наибольшее биологическое значение имеют рибоза и дезоксирибоза, содержащие альдегидную группу, и рибулоза, являющаяся кето-пентозой:

 

Они служат составными частями многих биологически активных ве­ществ, в частности нуклеиновых кислот и нуклеотидов, которые участ­вуют в важнейших жизненных процессах клеток.

Из гексоз главнейшая роль в обмене веществ принадлежит глюкозе и фруктозе.

 

 

                    Глюкоза                                         Фруктоза

Глюкоза, иначе называемая виноградным сахаром, в наибольшем количестве содержится в виноградном соке (до 15%). В меньших количествах она содержится в других плодах, семенах, листьях, корнях и цветах.  Глюкоза — наиболее распространенный в природе моносахарид. Она является постоянной составной частью крови и тканей человека и животных. Содержание глюкозы в крови может колебаться от 0, 08 до 0,12%, в мышцах ее около 0,01% от веса сырой ткани, в сердце — 0,03%, в мозгу—0,06%.

При нарушении углеводного обмена или после большого приема глюкозы с пищей она появляется в моче. Глюкоза входит в состав сложных углеводов и образуется из них при переваривании.

Фруктоза обычно сопутствует глюкозе и имеется в плодах, нектаре цветов. Она обусловливает большую сладость меда, где ее со­держится до 60%. Фруктоза входит в состав сахарозы и других слож­ных сахаров. В организме большая часть ее изомеризуется в глюкозу.

Химические свойства моносахаридов подтверждают наличие в их молекулах альдегиднои группы, но ряд реакций, характерных для альдегидов, не проходят (реакция с гидросульфитом натрия — NaHSO₃, аммиаком — NH₃ и др.). Это объясняется тем, что в водном растворе образуется не только альдегидная цепная форма, но и циклическая, не содержащая карбониль­ной (альдегидной) группы.

Образование циклической формы происходит аналогично взаимо­действию альдегидов со спиртами:

 

Так как в молекуле глюкозы имеются и спиртовые и альдегидная группы, то подобное взаимодействие может идти и внутри одной моле­кулы. Если построить пространственную модель глюкозы, то легко заметить, что углеродная цепь имеет вид не прямой, а ломаной линии: 6-й, 5-й и 4-й углеродные атомы близко подходят к первому. Это дела­ет возможным и даже необходимым замыкание кольца с образованием кислородного мостика. Таким образом возникает внутренний полу­ацеталь, уже не содержащий карбонила, так как по месту разрыва двойной связи перемещается водород от гидроксила, соединенного с 5-м (или 4-м) углеродным атомом.

 

 

В результате при 1-м углеродном атоме образуется гидроксильная группа, которая получила название глюкозидный гидроксил. Возникает циклическая замкнутая форма, связанная с альдегидной группой таутомерным равновесием:

Все приведенные выше формулы называют проекционными формулами Фишера. Однако для циклических стуктур также используют другой способ представления, предложенный английским ученым Хеуорсом.

 

                           Глюкоза                  

Для фруктозы это выглядит следующим образом:

 

При таком изображении моносахарида условно считают, что углеродный остов молекулы вместе с замыкающим кольцо кислородом лежит в одной плоскости, а водородные атомы и гидроксильные группы — выше или ниже плоскости кольца. Жирными линиями обозначают те связи между углеродными атомами цикла, которые направлены к наблюдателю, а тонкими — те, что находятся за пло­скостью бумаги.

Атомы углерода в этих формулах не обозначают. Заместители (водородные атомы и гидроксильные группы), находящиеся справа от остова молекулы при ее ли­нейном изображении, помещают ниже плоскости кольца, а заместители, нахо­дящиеся слева, — выше плоскости (за исключением углеродного атома, содер­жащего глюкозидный гидроксил).

Свойства простых сахаров

Моносахариды – твердые кристаллические вещества белого цвета, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде.

Химические свойства соответствуют реакциям, характерным для функциональных групп, входящих в их состав.

Благодаря наличию карбонильных групп, происходят реакции окисления и восстановления.При окислении глюкозы образуется глюконовая кислота:

 

 

При восстановлении – спирт сорбит:

 

 

Реакции, характерные для гидроксогрупп:

1. Образование простых эфиров (алкилирование)

 

   2.Образование сложных эфиров (ацилирование)

 

        

    3.При действии гидроксида меди происходит образование медных сахаратов, интенсивно окрашенных в фиолетовый цвет

 

4. Образование эфиров орто-фосфорной кислоты

 

Эта реакция играет большую роль в процессах метаболизма углеводов в организме.

 

ОЛИГОСАХАРИДЫ

Олигосахариды — углеводы, построенные из небольшого числа моносахаридных остатков. Наиболее распространены из них ди- и трисахариды. Олигосахариды встречаются в основном в растениях. В организме животных и человека образуется дисахарид мальтоза как промежуточный продукт распада полисахаридов. В молоке животных и человека содержится дисахарид лактоза. Дисахарид сахароза в значительных количествах поступает в организм чело­века с пищей (особенно много сахарозы в корнеплодах сахарной свеклы, б сахарном тростнике, в соке сахарного клена).

Дисахариды — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, сладкие на вкус. Сахароза, лактоза и маль­тоза построены из двух остатков гексоз и являются изомерами. Их состав выражается эмпирической формулой С₁₂Н₂₂О₁₁. По структуре и свойствам они отличаются друг от друга. Молекула сахарозы является продуктом взаимодействия двух глюкозидных гидроксилов, содержащихся в молекулах глюкозы и фруктозы. После выделения воды между остатками глюкозы и фруктозы образуется связь через кислородный атом, которая называется глюкозид-глюкозидной.

 

 Лактоза и мальтоза образованы при помощи связи другого типа — глюкозид-гидроксильной, возникающей при взаимодействии глюкозидного гидроксила одного моносахарида со вторичным спиртовым гидроксилом другого. Один глюкозидный гидроксил в молекулах мальтозы и лактозы остается свободным.

 

 

                               Мальтоза

 

                                                  Мальтоза

Различия в характере связи определяют и различия в свойствах дисахаридов. Сахароза существует только в циклической форме и не вступает в реакции, свойственные альдегидной и кетонной группам. Лактоза и мальтоза могут суще­ствовать в циклической и полуциклической формах со свободной альдегидной группой, поэтому они легко вступают в реакции окисления и восстановления — аналогично моносахаридам

Для всех дисахаридов характерна реакция гидролиза, которая ускоряется в присутствии кислот, а в организме человека — в при­сутствии гидролитических ферментов. Сахароза при гидролизе распадается на глюкозу и фруктозу, лактоза — на галактозу и глюкозу, мальтоза — на две молекулы глюкозы. Гидролиз дисаха­ридов происходит в процессе приготовления пищи (при варке ки­селя и варенья), при образовании меда в организме пчелы, в пищеварительной системе животных и человека.

ПОЛИСАХАРИДЫ

Полисахариды — высокомолекулярные вещества, построенные из сотен и тысяч остатков моносахаридов или их производных. Химическое строение полисахаридов однообразно: они представля­ют собой линейные или разветвленные полимеры, мономеры кото­рых связаны глюкозид глюкозными связями.

Различают гомополисахариды и гетерополисахариды. Молеку­лы гомополисахаридов построены из множества одинаковых моносахаридных остатков. В составе гетерополисахаридов содержатся моносахаридные остатки нескольких видов.

Гомополисахариды. Это твердые, неплавкие, нелетучие вещест­ва, не обладающие выраженным кристаллическим строением, не обладающие сладким вкусом. Многие гомополисахариды не рас­творяются в воде или растворяются с образованием коллоидных растворов. Они широко распространены в растительном мире и в меньшей мере — в животном. Наиболее важное биологическое зна­чение имеют полимеры глюкозы — крахмал, гликоген и клетчатка Их состав может быть выражен формулой (С₆Н₁₀0₅)n, однако чис­ло мономеров в них различно. В растениях часто встречаются так­же полимер фруктозы — инулин и пектиновые вещества, постро­енные из многократно повторяющихся производных галактуроновой кислоты.

Крахмал в больших количествах содержится в зернах злаков, клубнях картофеля, во всех зеленых частях растений, где он обра­зуется как продукт фотосинтеза. Растительный крахмал неодноро­ден. Имеются две его разновидности: амилоза, составляющая 15—25% природного крахмала, и амилопектин — 75—85%- Они построены из одинаковых мономеров, но структура их различна.

В молекуле амилозы глюкозные остатки связаны кислородны­ми «мостиками», образовавшимися между первым углеродным атомом одного остатка и четвертым углеродным атомом другого.

Глюкозные остатки образуют неразветвленную цепь с молекулярным весом около 16000—160000 у.е. (100—1000 глюкозных остатков). Эта цепь в пространстве закручивается в спи­раль, а молекула в целом имеет фибриллярную (нитевидную) форму

Амилоза хорошо растворима в воде.

Амилопектин имеет молекулы с разветвленной цепью 1-4-глюкозныx остатков, образованной за счет связи между шестым углерод­ным атомом одного остатка и первым углеродным атомом другого.

Молекулярная масса амилопектина—100000—1000000 (600—3000 глюкозных остатков). В каждой ветви амилопектина 18-20 мономеров, тоже расположенных в пространстве по спирали.

Разветвленные цепи амилопектина дополнительно скручены в клубок так, что полярные гидроксильные группы, способные взаимодействовать с водой, на­ходятся внутри клубка, поэтому амилопектин в холодной воде не растворяется. В горячей воде клубок раскручивается, полярные группы оказываются на поверх­ности, и амилопектин образует коллоидный раствор — клейстер.

При частичном разрушении крахмала образуются хорошо растворимые декстрины, обладающие приятным запахом (при варке пищи, хлебопечении).

Гликоген, или животный крахмал. По своей структуре близок к амилопектину. Молекулярный вес его 1000000 – 5000000 у.е. (6000—30 000 глюкозных остатков). Степень ветвления у него больше, чем у амилопектина, а сами ветви короче: они содержат 10—12 глюкозных остатков. Гликоген растворяется в горячей воде с образованием коллоидных растворов. Гликоген не однородное вещество, а смесь полисахаридов разного молекулярного веса и разной степени ветвления. Часть его находится в соеди­нении с белками. Наибольшее количество гликогена содержится в печени и мышцах.

Крахмал и гликоген могут депонироваться в организме и использоваться как источники энергии для процессов жизнедея­тельности. Молекулы их постоянно меняют свои размеры. При не­хватке в организме свободной глюкозы от концов цепи отщепля­ются глюкозные остатки, и молекула сильно уменьшается. При избытке свободной глюкозы длина полимерных цепей увеличива­ется путем присоединения к их концам глюкозных остатков.

Клетчатка (целлюлоза) — главная составная часть клеточных стенок растений. Почти чистой клетчаткой является вата, льня­ное волокно, фильтровальная бумага. Молекула клетчатки пред­ставляет собой длинную неразветвленную цепь глюкозных остатков с молекулярным весом от 100 000 до 500 000 у.е. Между цепями молекул образуются водородные связи при участии гидроксильных групп, в результате чего возникают волокнистые структуры, не растворимые ни в холодной, ни в горячей воде.

Гетерополисахариды. В организмах животных и человека гете-рополисахариды содержатся в основном в соединительных тканях, хрящах, слизистых выделениях, оболочках клеток. К ним относят­ся гиалуроновая кислота, хондроитинсерная кислота, гепарин.

Гиалуроновая кислота — линейный полимер глюкуроновой кис­лоты и ацетилглюкозамина. Она является склеивающим вещест­вом для клеточных стенок, входит в их состав, участвуя в распре­делении жизненно необходимых веществ в тканях, обнаруживается в синовиальной жидкости и стекловидном теле глаза.

Хондроитинсерная кислота содержит в своем составе глюкуро-новую кислоту и сернокислый эфир ацетилгалактозамина. Она об­наружена в составе клеточных оболочек, хрящей, костной ткани, роговицы глаза.

Гепарин состоит из тех же компонентов, что и хондроитинсерная кислота, но имеет иную структуру. Он содержится во внеклеточ­ном веществе печени, легких, стенок артерий, препятствует свер­тыванию крови, принимает участие в защите организма от ин­фекций.

Химические свойства полисахаридов определяются свободными спиртовыми группами и особенностями глюкозидных связей между остатками моносахаридов. Свободных карбонильных групп в поли­сахаридах практически нет, поэтому реакции альдегидов и кетонов им не свойственны. Благодаря спиртовым группам они могут образовывать сложные эфиры с кислотами, что находит примене­ние в производстве искусственных волокон. Глюкозидные связи между остатками моносахаридов могут подвергаться гидролизу или фосфоролизу, т. е. расщепляться водой или фосфорной кисло­той. И гидролиз, и фосфоролиз протекают ступенчато. Промежу­точными продуктами гидролиза крахмала и гликогена являются декстрины и мальтоза, конечным — глюкоза. При фосфоролизе от молекулы полисахарида отщепляются моносахаридные остатки в виде фосфорных эфиров:

Путем гидролиза протекают главным образом процессы пище­варения, путем фосфоролиза — внутриклеточный распад полисаха­ридов. Специфической реакцией крахмалов является является образование цветных комплексов с йодом. У амилозы они окрашены в синий, у амилопектина - в фиолетовый, у гликогена - в красно-бурый цвет.

Углеводы служат источниками энергии: при окислении 1 г уг­левода освобождается 17,1 кДж энергии. Такие сложные углеводы, как сахароза, лактоза, крахмал, инулин, гликоген, являются за­пасными питательными веществами. Клетчатка у растений, хитин у насекомых и ракообразных, гиалуроновая кислота и некоторые другие углеводы у животных и человека придают живым тканям механическую прочность. Углеводы используются также как строи­тельный материал для более сложных молекул нуклеиновых кис­лот, сложных белков и жироподобных веществ — гликолипидов. В отсутствие углеводов невозможно нормальное окисление жиров и белков в живых организмах.

Зеленые растения способны синтезировать углеводы из угле­кислого газа и воды в процессе фотосинтеза с использованием энергии солнечного света. Животные и человек такой способно­стью не обладают, поэтому должны получать углеводы с пищей, около 65% пищевого рациона.

 

Биохимия липидов

В организме человека в форме жиров запасается большое количество энергии. Если гликоген печени и скелетных мышц может обеспечить около 2000 ккал энергии, то жиры мышц и жировых тканей — около 70 000 ккал. Запасы жиров в организме практически неисчерпаемы, поскольку даже при прохождении марафонской дистанции расходуется их менее 1 кг. Жиры служат энергетическим суб­стратом преимущественно при аэробной физической работе на выносливость. Использование их при мышечной деятельности поддерживает высокую работоспособность и отдаляет состояние утомления организма.

1. Химический состав и биологическая роль липидов

Липиды, или жиры (от греч. lipos — жир) — это класс органических соединений, не растворимых в воде. Они растворяются в органических растворителях, та­ких как эфиры, хлороформ или бензол. К липидам от­носятся также жирорастворимые витамины, простагландины, пигменты и другие не растворимые в воде соединения, которые извлекаются из тканей органи­ческими растворителями.

Молекулы жира, как и молекулы углеводов, состо­ят из атомов углерода, водорода и кислорода. Одна­ко содержание кислорода по отношению к другим атомам значительно меньше, чем в углеводах, что видно, например, из формулы жира (тристеарина). С₅₇Н₁₁₀О₆. Поэтому для окисления жиров требуется значительно большее количество кислорода, чем для окисления углеводов.

Жиры в организме выполняют разнообразные биологические функции, основными из которых явля­ются следующие:

• Энергетическая. При распаде 1 г жира осво­бождается 39 кДж (9,3 ккал) энергии, что значитель­но больше, чем при окислении углеводов. В форме гликогена организм может запасать энергию обеспечения основного обмена не более чем на сутки, тогда как в фор-ме триглицеридов — на несколько месяцев

• Структурная. Липиды в комплексе с белками являются структур­ ам компонентом всех клеточных мембран. В связи с этим они участ­вуют в транспорте веществ через мембраны, рецепции и в других мем­бранных процессах.

• Регуляторная, или гормональная. Регуляторную функцию выполняют гормоны стероидной природы, а также тканевые гормоны простагландины, образующиеся из полиненасыщенных высших жирных кислот.

• Терморегуляторная. Жиры, входящие в состав подкожной клетчатки, предохраняют организм от переохлаждения, поскольку являются плохим проводником тепла.

• Защитная. Липиды в виде жировых прослоек защищают внутренние органы от механических повреждений, а также нервные окончания и кро­веносные сосуды от сдавливания и ушибов. Жир придает эластичность кожным покровам, а насыщенные жирные кислоты — бактерицидные свой­ства.

• В качестве растворителя. В жирах растворяются многие органичес­кие соединения, в том числе витамины A, D, Е и К, благодаря чему они легко проникают через стенки сосудов, мембраны клеток, транспортиру­ются в биологических жидкостях.

2. Характеристика классов липидов

В зависимости от особенностей молекулярного строения жиры, входящие в состав организма человека, разделяют на следующие основные классы: нейтральные жиры, фосфолипиды, гликолипиды, стероиды (стерины и стериды).

Нейтральные жиры

К нейтральным жирам относится группа липидов, состоящих из трехатом­ного спирта — глицерина и трех остатков жирных кислот, поэтому они на­зываются триглицеридами.

В состав нейтральных жиров могут входить одинаковые жирные кислоты, например пальмитиновая. В таком случае образуется сложный эфир - триглицерид трипальмитин. Это простые жиры. Если жиры содержат остатки разных жирных кислот, то образуются смешанные жиры.

 

 

В данном уравнении реакции показаны обратимые процессы синтеза (верхняя стрелка) и гидролиза (нижняя) жира.

Природные жиры отличаются большим разнообразием входящих в их состав жирных кислот, их различным расположением в молекуле и степенью ненасыщенности. Потенциально могут существовать миллионы изомеров триглицеридов.

Жирные кислоты — органические кислоты с длинной углеводородной цепью (радикалом R), содержащей от 4 до 24 и более атомов углерода, и одной карбоксильной группой. Общая формула жирных кислот имеет вид

СnН2n+1СООН, или R-COOH.

Для многих жирных кислот характерно наличие четного числа атомов углерода, что обусловлено, по-видимому, их синтезом путем прибавления двууглеродных звеньев к растущей углеводородной цепи.

В состав жиров организма человека чаще всего входят жирные кислоты с 16 или 18 атомами углерода, которые называются высшими жирны­ми кислотами. Высшие жирные кислоты разделяются на насыщенные предельные) и ненасыщенные (непредельные)

 

Насыщенные кислоты

Ненасыщенные кислоты

С₃Н₇СООН   Масляная (бутановая)

С₁₇Н₃₃СООН Олеиновая

С₁₁Н₂₃СООН Лауриновая

С₁₇Н₃₁СООН Линолевая

С₁₅Н₃₁СООН Пальмитиновая

С₁₇Н₂₉СООН Линоленовая

С₁₇Н₃₅СООН Стеариновая

С₁₉Р₃₁СООН Арахидоновая

 

В насыщенных жирных кислотах все свободные связи углеродных атомов заполнены водородом. Такие жирные кислоты не имеют двойных или тройных связей в углеродной цепи. Ненасыщенные жирные кислоты имеют в углеродной цепи двойные связи (-С=С-), первая из которых возникает между девятым и десятым атомами углерода от карбоксильной группы. Жирные кислоты с тройными связями встречаются редко. Жирные кислоты, содержащие две и более двойных связей, называются полинена­сыщенными.

С увеличением числа углеродных атомов в молекулах жирных кислот температура их плавления увеличивается. Жирные кислоты могут быть твердыми веществами (например, стеариновая) либо жидкими (например, линолевая, арахидоновая); они не растворимы в воде и весьма слабо рас­творимы в спирте.

Твердые жиры — это жиры животного происхождения, за исключением рыбьего жира. Жидкие жиры — это растительные масла, за исключением кокосового и пальмового масел, которые затвердевают при охлаждении. В организме животных и у растений ненасыщенных жирных кислот в два раза больше, чем насыщенных.

Ненасыщенные жирные кислоты более реакционноспособны, чем на­сыщенные. Они легко присоединяют два атома водорода по месту двойных связей, превращаясь в насыщенные:

Этот процесс называется гидрогенизацией. Вещества, подвергнутые гидрогенизации, изменяют свои свойства. Например, растительные масла превращаются в твердый жир. Реакция гидрогенизации широко использу­ется для получения твердого пищевого жира — маргарина из жидких рас­тительных масел.

Особое значение для человека имеют полиненасыщенные жирные кислоты. В организме они не синтезируются. При их недостатке или отсутствии в пи­ще нарушается обмен жиров, в частности холестерина, наблюдаются па­тологические изменения в печени, коже, функции тромбоцитов. Поэтому такие ненасыщенные жирные кислоты, как линоленовая и линолевая, — незаменимые факторы питания. Кроме того, они способствуют выходу из печени жиров, которые синтезируются в ней, и предупреждают ее ожи­рение. Такое действие ненасыщенных жирных кислот называется липотропным эффектом. Ненасыщенные жирные кислоты служат предшествен­никами синтеза биологически активных веществ — простагландинов. Су­точная потребность человека в полиненасыщенных кислотах в норме сос­тавляет примерно 15 г.

Нейтральные жиры накапливаются в жировых клетках (адипоцитах), под кожей, в молочных железах, жировых капсулах вокруг внутренних органов брюшной полости; незначительное их количество находится в скелетных мышцах. Образование и накопление нейтральных жиров в жировых тканях называется депонированием. Триглицериды составляют основу резервных жиров, которые являются энергетическим запасом организма и используются при голодании, недостаточном употреблении жиров, длительных физических нагрузках.

Нейтральные жиры входят также в состав клеточных мембран, сложных белков протоплазмы и называются протоплазматическими. Протоплазматические жиры не используются в качестве энергетического источника даже при истощении организма, так как выполняют структурную функцию. Их количество и химический состав постоянны и не зависят от состава пищи, тогда как состав резервных жиров постоянно изменяется. У человека протоплазматические жиры составляют около 25 % всей массы жира в организме (2—3 кг).

В различных клетках организма, особенно в жировой ткани, постоянно протекают ферментативные реакции биосинтеза и распада нейтральных жиров:

При гидролизе жиров в организме образуются глицерин и свобод­ные жирные кислоты. Этот процесс катализируется ферментами липаза­ми. Процесс гидролиза жиров в тканях организма называется липолизом. Скорость липолиза значительно увеличивается при физических нагрузках на выносливость, а активность липаз повышается в процессе тренировки.

Если реакцию распада жира проводить в присутствии щелочей (NaOH, КОН), то образуются натриевые или калиевые соли жирных кислот, кото­рые называются мылами, а сама реакция — омылением. Эта химическая реакция лежит в основе производства мыла из различ­ных жиров и их смесей.

Фосфолипиды

Фосфолипиды — это жироподобные вещества, состоящие из спирта (чаще глицерина), двух остатков жирных кислот, остатка фосфорной кислоты и азотсодержащего вещества (аминоспирта — холина или коламина).

Если в молекулы фосфолипида входит холин, они называются лецитины, а если коламин – кефалины.

 

                   Холин                                                      Коламин

 

 

       

 

 

           Альфа-лецитин                                          Альфа-кефалин

Строение бета-изомеров отличается тем, что остатки фосфорной кислоты и аминоспирта расположены у второго (среднего) углеродного атома глицерина.

Фосфатиды, особенно лецитин в большом количестве содержатся в желтке яиц. В организме человека они широко распространены в нервной ткани. Фосфолипиды играют важную биологическую роль, являясь структур­ным компонентом всех клеточных мембран, поставщиками холина, необ­ходимого для образования нейропередатчика — ацетилхолина. От фосфолипидов зависят такие свойства мембран, как проницаемость, рецепторная функция, каталитическая активность мембраносвязанных ферментов.

Фосфолипиды доминируют в мембранах животной клетки, они содержатся также во многих ее субклеточных частицах.

Биологическая роль фосфолипидов в организме значительна и разнообразна. В качестве непременного компонента биологических мембран фофолипиды принимают участие в их барьерной, транс­портной, рецепторной функциях, в разделении внутреннего прост­ранства клетки на клеточные органеллы — «цистерны», отсеки. Эти функции мембран относят в настоящее время к важнейшим регуляторным механизмам жизнедеятельности клеток. Присутствие фосфолипидов в мембранах необходимо и для функционирования мембранносвязанных ферментных систем.

СТЕРОИДЫ

Стероиды относятся к неомыляемым липидам. По химической природе стероиды - производные циклопентанпергидрофенантрена. Их разделяют на стерины и стериды. Стерины — высокомолеку­лярные циклические спирты, имеющие в составе молекулы ядро циклопентанпергидрофенантрена.

 

 

В состав различных тканей входят также стериды — сложные эфиры, образованные стеринами и жирными кислотами. Стерины и их производные выполняют разнообразные функции в орга­низме. Большое биологическое значение в животном организме имеет холестерин. Нарушение его обмена может повлечь патологические изменения сосудов — атеросклероз. Холестерин служит биологиче­ским предшественником желчных кислот, стероидных гормонов. Желчные кислоты имеют большое значение в процессе расщепле­ния липидов в кишечнике. Стероидные гормоны регулируют мно­гочисленные процессы обмена веществ.

 

БЕЛКИ

Наиболее важными соединениями каждого организма являются белки. Они обязательно обнаруживаются во всех клетках организма, в большинстве из них на долю белка приходится более поло­вины сухого остатка. Все основные проявления жизни связаны с белками. «Жизнь, — писал Ф. Энгельс, — есть способ существования белковых тел... Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, не находящееся в процессе разложения, мы без исключения встречаем и проявления жизни».

Белки - высокомолекулярные азотосодержащие органические соединения, состоящие из остатков аминокислот. В составе неко­торых белков наряду с аминокислотами обнаруживают и другие соединения.

Для живых организмов характерно большое разнообразие белков, которые составляют основу структуры организма и обеспечи­вают множество его функций. Полагают, что в природе существу­ет примерно 1010—1012 различных белков, что и объясняет большое многообразие живых организмов. В одноклеточных орга­низмах насчитывают около 3000 различных белков, а в организме человека — около 5000000.

Несмотря на сложность строения и многообразие, все белки построены из сравнительно простых структурных элементов — аминокислот. Белки представляют собой полимерные молекулы, в состав которых входит 20 различных аминокислот. Изменение числа аминокислотных остатков и последовательности их распо­ложения в молекуле белка обеспечивает возможность образова­ния громадного количества белков, отличающихся своими физико-химическими свойствами, структурной или функциональной ролью в организме.

Для любого организма белки играют решающую роль во всех процессах жизнедеятельности. С ними связа­ны такие свойства живого организма, как раздражи­мость, сократимость, пищеварение, способность к росту, размножению, движению. Следовательно, бел­ки являются главными носителями жизни. В неживой природе соединения, подобные белкам, не встреча­ются.

Химический состав и биологическая роль белков

Белки — высокомолекулярные азотсодержащие ве­щества, при гидролизе которых образуются амино­кислоты. Иногда белки называют протеинами (от греч. proteus — первый, главный), определяя тем са­мым их важнейшую роль в жизнедеятельности всех организмов. Белок в организме человека составляет в среднем 45 % сухой массы тела (12—14 кг). Содержа­ние его в отдельных тканях различное. Наибольшее количество белка содержится в мышцах, костях, коже, пищеварительном тракте и других плот­ных тканях.

Суточная потребность в белке взрослого челове­ка, не занимающегося спортом, составляет в среднем 1,3 г на 1 кг массы тела или около 80 г. При больших энерготратах потребность в них увеличивается при­мерно на 10 г на каждые 2100 кДж увеличивающихся затрат энергии.

Белки поступают в организм преимущественно с пищей животного происхождения. В растениях бел­ков содержится значительно меньше: в овощах и фруктах — всего 0,3—2,0 % массы свежей ткани; наи­большее количество белков — в бобовых — 20—30 %, злаках — 10—13 и грибах — 3—6 %.

Элементарный состав белков. Важнейшими хи­мическими элементами всех белков являются углерод (50—55 %), кислород (21—23 %), водород (6,5— 7,3%), азот (15—18%), сера (0,3—2,5%). В составе белков обнаружены также фосфор, железо, йод, медь, марганец и другие химические элементы.