Липиды: строение и функции

Липиды: строение и функции

Липиды — разнородная группа органических веществ, общим свойством которых является нерастворимость в воде и растворимость в неполярных растворителях (эфире, бензине). В состав большинства липидов входят жирные кислоты и спирты. Липиды составляют 5–15% сухой массы клетки, а в клетках жировой ткани — до 90%.

Строение жиров

Простые жиры (триглицериды) — это сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и трёх жирных кислот. Жирные кислоты бывают насыщенными (без двойных связей, твёрдые жиры животных) и ненасыщенными (с двойными связями, жидкие растительные масла).

глицерин + 3 жирные кислоты → триглицерид + 3 H_2O

Классификация липидов

Группа	Пример	Роль
Нейтральные жиры	триглицериды	запас энергии, теплоизоляция
Фосфолипиды	лецитин	основа мембран
Стероиды	холестерин, гормоны	регуляция, мембраны
Воски	пчелиный воск	защита покровов

Функции липидов

Энергетическая. При окислении 1 г жира выделяется около 38,9 кДж — вдвое больше, чем у углеводов. Запасающая. Жир откладывается в клетках как долговременный резерв. Структурная. Фосфолипиды формируют двойной слой всех биологических мембран. Защитная и теплоизоляционная. Подкожный жир сохраняет тепло. Источник воды. При окислении жиров образуется метаболическая вода, важная для обитателей пустынь. Регуляторная. Стероидные гормоны управляют обменом веществ.

Фосфолипиды и мембрана

Молекула фосфолипида имеет полярную «головку» (гидрофильную, любящую воду) и два неполярных «хвоста» (гидрофобных, отталкивающих воду). В водной среде такие молекулы самостоятельно выстраиваются в двойной слой: хвосты обращены друг к другу внутрь, головки — наружу, к воде. Эта двухслойная плёнка и есть основа любой клеточной мембраны. Благодаря ей мембрана непроницаема для большинства водорастворимых веществ и выполняет барьерную роль.

Насыщенные и ненасыщенные жиры

Различие в строении жирных кислот определяет свойства жира. Насыщенные кислоты не имеют двойных связей, их молекулы плотно укладываются, поэтому такие жиры твёрдые (сало, сливочное масло). Ненасыщенные кислоты содержат двойные связи, которые «изгибают» молекулу, мешая плотной упаковке, — такие жиры жидкие (растительные масла, рыбий жир). Некоторые ненасыщенные кислоты являются незаменимыми: организм не синтезирует их, и они должны поступать с пищей.

Стероиды

Стероиды отличаются по строению от жиров: в их основе лежит система из четырёх углеродных колец. К стероидам относятся холестерин, половые гормоны, гормоны надпочечников, желчные кислоты и витамин D. Холестерин входит в состав мембран животных клеток, придавая им устойчивость, и служит исходным веществом для синтеза этих гормонов.

Частые ошибки. Холестерин — не только «вредный»: он входит в состав мембран и служит предшественником половых гормонов и витамина D. Липиды нерастворимы в воде, но это не значит, что они химически инертны: они активно участвуют в обмене веществ и регуляции.

Кратко о главном

• Липиды нерастворимы в воде, растворимы в органических растворителях.
• Жиры — эфиры глицерина и жирных кислот.
• Дают вдвое больше энергии на грамм, чем углеводы.
• Фосфолипиды — основа всех клеточных мембран.