Общая характеристика липидов.

Липиды (греч. Lipos – жир) группа разнообразных соединений, которым свойственна плохая растворимость в воде и способность хорошо растворяться органическими растворителями (т.е. они растворимы в органических растворителях).

Липиды условно делят на:

1. Протоплазматические, входящие в состав всех органов и тканей, они составляют ≈ 2,5% всех липидов организма и их уровень практически постоянен на протяжении всей жизни. Снижение опасно для жизнедеятельности организма.

2. Резервные липиды, запасаются в организме, их количество постоянно меняется, зависит от многих факторов (условий жизни, рода деятельности, пола и возраста и др.)

 

Биологическое значение липидов.

Биологическое значение липидов определяется выполняемыми функциями.

1. Пластическая: в комплексе с белками они составляют основу мембран клеток, входят в состав гормонов, участвуют в образовании ферментов.

2. Энергетическая: на 25-30% организм обеспечивается энергией за счет липидов. При распаде 1г жира образуется 9,3 ккал энергии, что в 2 раза больше чем при распаде 1г белков или углеводов.

3. Запас питательных веществ: жиры откладываются в подкожной клетчатке, брыжейке, околопочечной капсуле, сальнике у взрослых; у детей имеется бурый жир – это особая форма жира, который откладывается в виде комочков Биша; при необходимости жиры из депо выполняют метаболическую или энергетическую функцию.

4. Метаболическая: используются для синтеза других биологически важных веществ, в частности углеводов.

5. Защитная: предохраняют кожу от высыхания, внутренние органы от сотрясения (жировые капсулы), участвуют в терморегуляции.

Потребность человека в жирах составляет 80-100 г/сутки, причем (20-30 г/сут) должно быть представлено растительными жирами

 

 

КЛАССИФИКАЦИЯ ЛИПИДОВ

Существует несколько классификаций липидов. Наибольшее распространение получила классификация, основанная на структурных особенностях липидов. По этой классификации различают следующие основные классы липидов.

A. Простые липиды: сложные эфиры жирных кислот с различными спиртами.

1. Глицериды (ацилглицерины, или ацилглицеролы – по международной номенклатуре) представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот.

2. Воска: сложные эфиры высших жирных кислот и одноатомных или двухатомных спиртов.

Б. Сложные липиды: сложные эфиры жирных кислот со спиртами, дополнительно содержащие и другие группы.

1. Фосфолипиды: липиды, содержащие, помимо жирных кислот и спирта, остаток фосфорной кислоты. В их состав часто входят азотистые основания и другие компоненты:

а) глицерофосфолипиды (в роли спирта выступает глицерол);

б) сфинголипиды (в роли спирта – сфингозин).

2. Гликолипиды (гликосфинголипиды).

3. Стероиды.

4. Другие сложные липиды: сульфолипиды, аминолипиды. К этому классу можно отнести и липопротеины.

B. Предшественники и производные липидов: жирные кислоты, глице-рол, стеролы и прочие спирты (помимо глицерола и стеролов), альдегиды жирных кислот, углеводороды, жирорастворимые витамины и гормоны.

 

Нуклеопротеиды — строение, представители, значение.

НП впервые обнаружены в ядрах клеток, поэтому получили свое название. Они также обнаружены в цитоплазме и различных органеллах (рибосомы, митохондрии). НП имеют очень большую массу (млн и даже млрд Da), свойства кислые за счет большого количества фосфорной кислоты, растворимы в воде и растворах щелочей, осаждаются в кислотах. НП состоят из простого белка и НК. В различных НП количество НК колеблется от 40-65%, например, в рибосомах про- и эукариот. В зависимости от вида НК НП бывают ДНП (содержат ДНК) и РНП (содержат РНК). Белковый компонент неоднороден, он состоит из большого количества основных белков типа гистонов (у высших животных и человека) или протаминов (у рыб и низших животных), а также все НП содержат альбумины и глобулины. Гистоны защищают ДНК и регулируют функции генов, а негистоновые белки, как правило, обладают свойствами ферментов.

НК – это полинуклеотид, состоящий из мононуклеотидов. Роль НП: принимают непосредственное участие в синтезе всех белков клеток и тканей, обуславливают специфичность их строения и свойств, участвуют в передаче наследственных признаков при делении клеток.

 

НУКЛЕОЗИДЫ, прир. гликозиды, молекулы к-рых состоят из остатка пуринового или пиримидинового основания, связанного через атом N с остатком D-рибозы или 2-дезок-си-D-рибозы в фуранозной форме; в более широком смысле-прир. и синтетич. соед., в молекулах к-рых гетероцикл через атом N или С связан с любым моносахаридом, иногда сильно модифицированным (см. Минорные нуклеозиды). В зависимости от входящих в молекулу остатков моносахари-да и гетероциклич. основания различают рибо- и дезокси-рибонуклеозиды, пуриновые и пиримидиновые нуклеозиды.

Канонические нуклеозиды (см.рис.)-аденозин (сокращенно А), гуанозин (G), цитидин (С), их 2'-дезоксианалоги, а также тимидин (Т) и уридин (U)-являются компонентами нуклеиновых кислот. В природе нуклеозиды встречаются также в своб. состоянии (преим. в виде нуклеозидных антибиотиков).

ДНК – длинная цепь, состоящая из многих тысяч мономеров - дезоксирибомононуклеотидов. В их состав входят:

1. Азотистые основания (аденин, гуанин, тимин и цитозин);

2. Углеводы – дезоксирибоза;

3. Фосфорная кислота.

Структура ДНК имеет три уровня организации.

Первичная структура – последовательное соединение мононуклеотидов при помощи фосфодиэфирной связи.

Вторичная структура (установлена в 1953г. Уотсоном и Криком) – спираль, образованная двумя цепями ДНК, каждая из которых направлена в противоположную сторону (это двутяжная антипараллельная спираль). Вторичная структура НК напоминает винтовую лестницу, где перила – это молекулы дезокси-рибозы, соединенные между собой фосфодиэфирными связями (3’, 5’ - связь), а ступени – пары азотистых оснований (пуриновое + пиримидиновое): А=Т; Г Ц.

Третичная стуктура – расположение молекулы ДНК в прстранстве. ДНК состоит из тысяч и миллионов пар азотистых оснований, если вытянуть все нити ДНК человека, то их длина составит 2 ^. 10¹⁰ км (расстояние от Земли до Солнца только 1,4 ^. 10⁸ км). Однако ДНК (длина, которой составляет 2м) находится в ядре d≈5 мкм. Как же это возможно?

В ядре клетки находится хроматин (хроматиновые нити), которые представляют собой цепи бусинок – нуклеосом. Нуклеосома состоит из белков гистонов, на которые закручена молекула ДНК. Нуклеосомные нити скручены в спираль, образуя толстые фибрилы (соленоиды).

РНК состоит из монорибонуклеотидов, соединенных в одну цепь. Азотистые основания – аденин, гуанин, урацил, циторин.

Углеводы – рибоза

Фосфорная кислота.

РНК от ДНК отличается тем, что имеет одну цепь, уроцил вместо тимина, рибозу вместо диоксирибозы, значительно большие размеры, однако по количеству РНК в клетке больше, чем ДНК, так как есть три типа РНК:

¨ Информационная (матричная) и-РНК;

¨ Транспортная (т-РНК);

¨ Рибосомальная (р-РНК).

Структура РНК.

Первичная – анологична ДНК (по виду связей, но не по составу).

Вторичная – частично спирализованная одинарная полинуклеотидная цепь.

Третичная – пространственное расположение молекулы.

и-РНК – её функция – копирование генетической информации, хранящейся в молекуле ДНК. Потом, поступая к рибосомам, и-РНК становится матрицей для синтеза специфического белка (т.е. переводит генетическую информацию ДНК в аминокислоту последовательность белков).

т-РНК – переносит активированные АК к местам синтеза белка. Молекула т-РНК имеет форму кленового листа.

р-РНК – является основным компонентом рибосом (до82%), принимает участие в биосинтезе белка.

В ядре имеется гетерогенная ядерная РНК. Образование различных типов РНК из их предшественников называют процессингом.

 

Аденозинтрифосфат или сокращенно АТФ – это универсальное энергетическое вещество организма. АТФ – нуклеотид, в состав молекулы которого входят азотистое основание – аденин, углевод – рибоза и три остатка фосфорной кислоты.

Особенностью молекулы АТФ является то, что второй и третий остатки фосфорной кислоты присоединяются связью, богатой энергией, иначе называемой макроэргической связью. Часто соединения, имеющие макроэргическую связь (а мы столкнемся с ними в процессе изучения предмета) обозначатся термином «макроэрги» или макроэргические вещества.

Главными потребителями энергии АТФ в организме являются

• реакции синтеза;
• мышечная деятельность;
• транспорт молекул и ионов через мембраны.

Таким образом биологическая роль АТФ заключается в том, что это вещество в организме является своего родом эквивалентом ЕВРО или доллара в экономике. Основным поставщиком АТФ в клетке является тканевое дыхание – завершающий этап катаболизма, протекающий в митохондриях большинства клеток организма.

 

Класификация витаминов.

Исходя из растворимости витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, F, K и водорастворимые — все остальные. Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются, а при избытке выводятся. Это с одной стороны объясняет то, что довольно часто встречаются гиповитаминозы водорастворимых витаминов, а с другой — иногда наблюдаются гипервитаминозы жирорастворимых витаминов.

Витамины применяют не только при лечении гипо - и авитаминозов, т.е. витаминной недостаточности, развившейся в результате отсутствия или недостаточного поступления в организм того или иного витамина (в результате заболевания желудочно-кишечного тракта или неполноценном питании); их широко используют также для комплексного лечения многих заболеваний, при которых поступление витаминов в организм достаточно (заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, почек, сердца, нервной системы и др.)

Витамины необходимы для нормального протекания различных биохимических и физиологических процессов.
1. Многие витамины являются предшественниками коферментов. Эту роль выполняют почти все водорастворимые витамины:
- витамин В₁ (Тимин) входит в состав ТДФ (тиаминдифосфата) кофермента декарбоксилаз альфа-кетокислот.
- витамин В₂ (рибофлавин) является компонентом ФМН (флавинмононуклеотида) и ФАД (флавинадениндинуклеотида) кофермента аминотрансфераз и декарбоксилаз аминокислот и т.д.
2. Некоторые витамины являются сильными антиоксидантами, препятствуют активации свободнорадикальных процессов (витамины Е, А – жирорастворимые антиоксиданты, витамины С и Р – водорастворимые антиоксиданты).
3. Производные жирорастворимых витаминов А и Д являются сигнальными молекулами, так как действуют через рецепторы. Витамин А (ретинол) превращается в организме в сигнальную молекулу - ретиноевую кислоту,а витамин Д (холекальциферол) - в гормон кальцитриол.
4.Некоторые витамины (аскорбиновая кислота) участвуют в образовании сигнальных молекул – нейромедиаторов и гормонов.
5.Отдельные витамины (В_С, В₁₂) участвуют в синтезе незаменимых аминокислот (метионина).

Так как витамины участвуют в определенных биохимических процессах и выполняют специфические функции, то их дефицит в организме приводит к развитию патологических состояний с характерными клиническими проявлениями. Патологические состояния обусловленные изменением уровня витаминов в организме называют авитаминозами, гиповитаминозами, полигиповитаминозами и гипервитаминозами.

А ретинол (1,5- 2,5 мг)

Роль способствует росту и развитию организма, участвует в образовании зрительного пигмента и обеспечивает нормальное зрение, повышает устойчивость организма к инфекциям, некоторым ядам и токсинам, поддерживает функции эпителия кожных покровов и слизистых оболочек, является антиоксидантом. Как лечебное средство каротин назначают при различных заболеваниях глаз, печени, кожи, атеросклерозе, гипертонии, тиреотоксикозе, инфекционных болезнях. Сырьем для промышленного получения каротина служат высококаротинные сорта моркови и тыквы.

При недостатке витамина А возникает сухость и бледность кожи, гиперкератоз, гнойничковые заболевания (пиодермия, фурункулез). Частые признаки — сухость и тусклость волос, ломкость ногтей, конъюнктивит, блефарит, нарушение сумеречного зрения.

Е токоферол (15 мг)

Токоферолы принимают участие в обмене белка. Способствует нормальному протеканию беременности и развитию плода. Выполняет антиоксидантную функцию, защищая мембраны от перекисного окисления липидов. Недостаток приводит к нарушению обмена веществ, изменениям в нервных клетках, половых железах, скелетных мышцах и другим патологическим изменениям.

Гиповитаминоз проявляется угнетением половых желез, бесплодием, мышечной дистрофией, нарушением целостности эритроцитов

Витамин D - (10-25 мкг) регулирует обмен фосфора и кальция, влияет на их отложение в костной ткани.

Гипотония мышц, непропорционально большая голова, утолщения в местах сочленения ребер с реберными хрящами—«четки», судороги, о- образная форма ног, отвислый живот.

Витамин F Влияет на процессы размножения и лактацию, способствует усвоению жиров, оказывает антисклеротическое действие.

Витамин К (1-1,5 мг) повышает свертываемость крови и участвует в образовании протромбина, обладает антибактериальным, антимикробным и болеутоляющим действием. При его недостатке нарушается нормальная свертываемость крови, снижается биосинтез тромбина и других компонентов свертывания крови, повышается проницаемость капилляров. Применяется как кровоостанавливающее и ранозаживляющее средство.

снижается свёртываемость крови, что проявляется кровотечениями; у новорожденных -геморрагическая болезнь

В1 тиамин Антиневритический (1,3- 2,6 мг) Принимает участие в передаче нервного импульса, углеводном обмене(уч. в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты. Применяют при радикулитах, полиневритах, парезах, заболеваниях нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, органов пищеварения, кожных болезнях нервного происхождения.

Полиневрит, судороги, параличи мышц, психозы, потеря памяти, нар. деятельности ссс.

В2 Рибофлавин(2,7 мг) В виде ФАД, ФМН входит в состав ферментов: ацетил –коА-дегидрогеназы, оксидаз АК, ксантиноксидазы.

Уч. в ЦТК,В- окислении ВЖК, обмене нуклеиновых кислот.

Задержка роста, поражение роговицы глаз, снижение остроты зрения, дерматит на лице, трещины в уголках рта, поражение слизистых.

 

В6 пиридоксин (2,0-3,0мг) Входит в состав ферментов (перидоксальфосфат), влияющих на белковый обмен и участвующих в переаминировании, синтезе и расщеплении аминокислот. Необходим для нормального кроветворения, усвоения жиров, функционирования нервной системы. Пиридоксин назначают при бессоннице, хорее, дрожательном параличе, ряде заболеваний периферической нервной системы, гепатитах.

Недостаток витамина B6 ведет к нарушению обмена железа, развитию гипохромной анемии, отеков, дерматозов, дистрофических изменений в клетках различных органов, изменений со стороны нервной системы, нередко сопровождающихся судорогами.

 

В₁₂ цианкобаламин (3 мкг) УЧ. в белковом, жировом, углеводном обмене. Обладает антианемическим действием, оказывает влияние на синтез нуклеиновых кислот, белков. У детей стимулирует рост и вызывает улучшение их общего состояния.

Глистные инвазии могут полностью лишить организм этого витамина. (широкий лентец)

В12 в виде метилкобаламина входит в состав метилтрансфераз, метил– манонил-

ко-А, глутаматмутазы. Переводит фолиевую кислоту в тетрагидрофолиевую, обеспечивая синтез пуриновых и пиримидиновых оснований, уч. в переносе метильных групп, реакциях изомеризации.

Гиперхромная мегалобластная анемия,

Поражение нервной системы, проявляющееся похолоданием, онемением, жжением в конечностях, нарушением равновесия и походки, ослаблением памяти, атрофические изменения слизистой оболочки жкт(гладкий полированный язык), снижение аппетита, диспепсические расстройства.

 

РР никотиновая кислота (15-20 мг) В виде НАД, НАДФ входит в состав оксидоредуктаз. Улучшает углеводный обмен, участвует в тканевом дыхании, оказывает сосудо- расширяющее действие, положительно влияет на гемодинамику (циркуляцию крови), нормализует секреторную и моторную функцию желудка, улучшает секрецию и состав сока поджелудочной железы (диабетикам на заметку), нормализует функцию печени, ее антитоксическую функцию. Никотиновую кислоту назначают при атеросклерозе, болезнях печени, энтероколитах, отравлении сульфаниламидными препаратами, некоторых формах психоза, Дерматит, диарея, деменция, нар. ссс.

 

С аскорбиновая кислота антискорбутный (100 мг) Выполняет роль регулятора окислительно-восстановительных процессов и обмена веществ, повышает сопротивляемость организма к инфекциям и свертываемость крови, нормализует проницаемость сосудов, оказывает антитоксическое действие при отравлении многими ядами и бактерицидными токсинами, ускоряет заживление ран, способствует усвоению железа в ЖКТ, обеспечивает синтез многих гормонов коры надпочечников, оказывает антисклеротическое действие. При ее недостатке понижается биохимическая активность ряда ферментных систем, повышается проницаемость капилляров, ухудшается заживление ран, снижается иммунитет, нар. всасывание железа Аскорбиновую кислоту применяют при гипо - и авитаминозах, кровотечениях различной природы, интоксикациях и инфекционных заболеваниях, гемморрагических диатезах, болезнях печени, токсикозе беременных и в других случаях.

Витамин С обладает некоторыми защитными свойствами в отношении свинца, сероуглерода, анилина, нитрозамина и др.

При скрытых формах недостаточности витамина С наблюдается быстрая утомляемость, мышечная слабость, снижение аппетита, пониженная сопротивляемость инфекциям.

Явная недостаточность витамина С - цинга (скорбут) - расшатывание зубов, кровоточивость десен, кровоизлияния в кожу, воспаление слизистой оболочки рта, поражается костная и хрящевая ткань, одышка, боли в сердце.

 

Ферменты являются белками. Их роль уникальна: они увеличивают скорость протекания химической реакции, однако при этом не расходуются. К настоящему времени в кристаллическом виде получены сотни различных ферментов, расшифрованы их аминокислотные последовательности, изучается их роль в метаболических превращениях.