Липиды, их классификация. Воски, их состав и общая характеристика. Спермацет. Пчелиный воск.

Липидами называют жиры и жироподобные вещества. Содержатся они во всех живых клетках и выполняют ряд жизненно важных функций: структурную, метаболическую, энергетическую, защитную и др. Не растворяются или слабо растворяются в воде, хорошо растворяются в органических растворителях. Большинство из них являются производными спиртов, высших жирных кислот или альдегидов. Различают две группы липидов:

1. Простые. Образуются из остатков спиртов (глицерина, гликолей, высших или циклических) и высших жирных кислот. Это нейтральные жиры, диольные липиды, стериды и воски.

· Нейтральные жиры. Являются смесью триглицеридов (простых и сложных) - сложных эфиров, образованных трехатомным спиртом глицерином и высшими жирными кислотами. Высшие жирные кислоты представлены насыщенными, ненасыщенными и циклическими карбоновыми кислотами, а в ряде случаев - оксикислотами.

Ненасыщенные карбоновые кислоты могут иметь от одной до четырех двойных связей, например:

В составе жиров обнаружены остатки циклических кислот, например хаульмугровой C₁₇H₂₉COOH, и оксикислот, например:

Различают резервные (запасные) и протоплазматические (структурные) жиры. Первые из них расходуются организмом для различных потребностей, о которых говорилось выше. Вторые являются составными частями клеточных мембран, входят в состав липопротеидных комплексов.

Жиры - продукты питания человека и животных. Растительные масла могут использоваться для приготовления олифы и лаков. Многие из них, кроме пищевых целей и откорма животных (жмыхи), можно получать различные сорта маргарина. Жиры из печени тресковых рыб применяют как источник витаминов A и D. Технические жиры используют в различных областях народного хозяйства (в легкой, химической и других промышленностях).

· Диольные липиды. Эти липиды открыты в тканях растений и животных советским ученым Л. Д. Бергельсоном. Представляют собой смесь различных сложных эфиров, образованных из двухатомных спиртов (этандиола, пропандиола, бутандиола и др.) и высших жирных кислот. В организме выполняют те же функции, что и жиры. Изучены мало.

· Стериды. Стеридами называют сложные эфиры стеринов и высших жирных кислот (чаще всего пальмитиновой). Стерины, или стеролы, - высокомолекулярные циклические спирты. Стерины и стериды составляют неомыляемую фракцию липидов, входят в состав клеточных мембран. В тканях печени содержание стеридов составляет около 50% общей массы всех стеринов. Различают зоо-, фито- и микостерины. Производными стеринов являются многие стероидные гормоны (половые и коры надпочечников), желчные кислоты, витамины группы D, стероидные алкалоиды, яды кожных желез жаб, отдельные канцерогенные вещества. Стерины - кристаллические вещества, оптически активны, почти не растворяются в воде, растворяются в органических растворителях, бесцветны, вступают в химические реакции, характерные для спиртов. Наибольший интерес представляют холестерин и его производные - холестериды, которые являются сложными эфирами холестерина и высших жирных кислот. Холестерин открыл в XVIII в. Конради при исследовании желчных камней. Его много в белом веществе мозга. По химической структуре холестерин - вторичный циклический спирт. Подсчитано, что в теле человека массой 70 кг содержится около 140 г холестерина, из которого 10% сконцентрировано в надпочечниках, 2% - в нервной системе, 0,25% - в костях. Много холестерина в печени (от 0,333 до 0,91% общей массы). Холестерин способен удерживать определенное количество воды. Холестерин с белками образует комплексные соединения. Из организма стерины выводятся главным образом в виде холестерина.

· Воски. Большая группа липидов, молекулы которых образованы из остатков высших жирных кислот и высших одноатомных спиртов. Воски содержат примеси свободных жирных кислот и спиртов, углеводородов (C₂₇ - С₃₃) и душистых веществ. По происхождению различают воски животные (пчелиный, ланолин, спермацет), растительные (карнаубский, канделильский), продукт выделения некоторых насекомых (китайский), ископаемые (церезин и монтан) и синтетические.

· Пчелиный воск. Продуцируется восковыми железами пчел. Состоит из смеси сложных эфиров (до 75%), свободных высших жирных кислот и насыщенных углеводородов. Содержит витамин А и некоторые другие вещества. Основа воска - сложный эфир мирицилового спирта и пальмитиновой кислоты. Пчелиный воск не растворяется в воде, растеряется в хлороформе и диэтиловом эфире, бензине и скипидаре. Является основой пчелиных сот. Используется для приготовления мазей и пластырей.

· Ланолин. Получают после промывки шерсти овец. Представляет собой смесь сложных эфиров, образованных высшими спиртами (холестерином и др.) и высшими жирными кислотами (ланопальмитиновой, миристиновой и др.). По физическим свойствам - это густая вязкая масса буро-желтого цвета со слабым запахом, не растворяется в воде, растворяется в хлороформе, эфире, не омыляется водными растворами щелочей, не прогоркает. Применяют для приготовления лечебных мазей и в косметике.

· Спермацет. Этот компонент спермацетового масла, которое получают из головного мозга кашалотов. От одного кашалота можно получить 4-5 т спермацета. Основная составная часть его (до 90%) - сложный эфир пальмитиновой кислоты и цетилового спирта. Остальная часть (10%) - сложные эфиры стеаринового, олеинового спиртов и лауриновой, миристиновой кислот. Спермацет - белые пластинчатые кристаллы, хорошо растворяется в диэтиловом эфире, ацетоне, горячем этаноле, не растворяется в воде. Используется для приготовления лечебных мазей и косметических средств. Применяют при лечении язв кожи.

2. Сложные. Состоят из остатков спиртов, высших жирных кислот и других веществ (азотистых оснований, H₃PO₄, H₂SO₄, углеводов и др.). К сложным липидам относятся фосфатиды, гликолипиды, сульфатиды.

· Фосфатиды. Молекула фосфатида образована остатками высших спиртов и высших жирных кислот, фосфорной кислоты и азотистого основания. С другими липидами и белками они составляют химическую основу клеточных мембран, обусловливают их избирательную проницаемость для различных веществ, участвуют в процессах клеточного дыхания и переносе электронов. Различают глицеро-, инозит- и сфингозинфосфатиды.

· Глицерофосфатиды

Ø Лецитины, или фолинфосфатиды. Много лецитина содержится в тканях спинного и головного мозга, желтке куриного яйца, легких, миокарде, почках и др. Используется организмом для биосинтеза ацетилхолина. Лецитином богаты также многие растительные корма: семена подсолнечника, льна, бобы сои (35%) и др.

Ø Кефалины, или коламинфосфатиды. Молекулы кефалинов содержат этаноламин (коламин). Кефалиновая фракция составляет липидную основу тканей головного мозга человека, печени КРС, миокарда, желтка куриного яйца. Богаты кефалинами бобы сои, семена хлопчатника, льна и подсолнечника.

Ø Серинфосфатиды. В молекуле серинфосфатидов азотистым основанием является аминокислота серии. Серинфосфатидов много в нервной ткани, печени, почках и других органах. Их много в митохондриях.

Ø Ацетальфосфатиды (плазмалогены). В строении ацетальфосфатидов участвуют альдегиды высших жирных кислот. Составляют около 12% всех фосфатидов тканей.

Ø Кардиолипины. Впервые выделены из экстракта миокарда. Основу их молекулы составляют три остатка глицерина, соединенных между собой фосфодиэфирными связями типа 1,3. Эти липиды участвуют в окислительном фосфорилировании, в связывании комплемента при свертывании крови.

· Инозитрофосфатиды. Их молекула представляет собой сложный эфир, образованный глицерином, высшими жирными кислотами, H₃PO₄ и шестиатомным спиртом инозитом. Различают монофосфоинозитиды и дифосфоинозитиды. Много их выявлено в нервной ткани, особенно в миелиновых оболочках нервных волокон.

· Сфингозинфосфатиды. Молекулы сфингозинфосфатидов образованы из остатков сфингозина, высших жирных кислот, фосфорной кислоты и холина. Ими богаты нервная ткань, селезенка, легкие, почки, поджелудочная железа.

· Гликолипиды. Это жироподобные вещества, молекулы которых содержат также углеводный компонент.

· Цереброзиды. Представляют собой смесь сложных эфиров, построенных из остатков сфингозина, высших жирных кислот и галактозы. В цереброзидах сфингозин содержится в виде цереброна и керазина. Цереброзидов много в тканях мозга. Цереброзиды - твердые вещества, не растворяются в воде, растворяются в диэтиловом эфирах, при кипячении набухают, при нагревании до 200 °C разлагаются. В организме выполняют структурную и метаболическую функции.

· Ганглиозиды. Молекула ганглиозида в среднем содержит 40-43% галактозы, 21% нейраминовой кислоты, 13% сфингозина, 23-26% гексозаминов, глюкозы и стеариновой кислоты. Много липидов в нервной ткани, паренхиматозных органах, клетках крови. Ганглиозиды - структурные компоненты нейронов, обезвреживают яды, участвуют в проведении нервных импульсов и т. д.

· Сульфатиды. Это - сложные эфиры, образованные сфингозином, цереброновой или лигноцериновой кислотой, галактозой и серной кислотой. Сульфатиды имеются в тканях мозга, печени, почек, мышц и др. Они появляются в моче при церебральной склерозе.

47. Стероиды: классификация

Три наиболее важные группы стероидов составляют cтерины, желчные кислоты и cтероидные гормоны. Кроме того, к стероидам относят соединения растительного происхождения, обладающие ценными фармакологическими свойствами: стероидные алкалоиды, гликозиды дигиталиса (сердечные гликозиды) и стероидные сапонины.

· Стерины. Стеринами называются cтероидные спирты. Все стерины содержат β-гидроксильную группу при С-3 и одну или несколько двойных связей в кольце и в боковой цепи. В молекулах стеринов отсутствуют карбоксильные и карбонильные группы. В организме животных наиболее важным стерином является холестерин. В растениях и микроорганизмах содержится множество родственных соединений, например эргостерин, β-ситостерин, стигмастерин.
Холестерин присутствует во всех животных тканях, особенно в нервных тканях. Он является важнейшей составной частью клеточных мембран, где регулирует их текучесть. Запасной и транспортной формами холестерина служат его эфиры с жирными кислотами. Наряду с другими липидами холестерин и его эфиры присутствуют в составе липопротеидных комплексов плазмы крови. Холестерин входит в состав желчи и многих желчных камней. Нарушение обмена холестерина играет важную роль в развитии атеросклероза, заболевания связанного с отложением холестерина (бляшек) на стенках кровеносных сосудов (кальцинирование) из-за повышенного уровня холестерина в крови. Холестерин нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях. Около 80% холестерина вырабатывается самим организмом человека(печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), остальные 20% поступают с пищей.

· Желчные кислоты. Из холестерина в печени образуются желчные кислоты. По химическому строению эти соединения близки к холестерину. Для желчных кислот характерно наличие укороченной разветвленной боковой цепи с карбоксильной группой на конце. Желчные кислоты обеспечивают растворимость холестерина в желчи и способствуют перевариванию липидов. В печени вначале образуются первичные желчные кислоты — холевая и хенодезоксихолевая. Дегидроксилирование этих соединений по С-7 микрофлорой кишечника приводит к образованию вторичных желчных кислот — литохолевой и дезоксихолевой.

· Стероидные гормоны. Биосинтез стероидных гормонов — процесс не столь заметный в количественном отношении — имеет вместе с тем большое физиологическое значение. Стероиды образуют группу липофильных сигнальных веществ, регулирующих обмен веществ, рост и репродуктивные функции организма. В организме человека присутствуют шесть стероидных гормонов: прогестерон, кортизол, альдостерон, тестостерон, эстрадиол и кальциферол. Кальцитриол отличается от гормонов позвоночных, однако также построен на основе холестерина. Экдизон — стероидный гормон насекомых — представляет собой более раннюю в эволюционном отношении форму стероидов. Стероидные гормоны, выполняющие сигнальную функцию, встречаются также в растениях.