14.Общая характеристика класса липидов и их химическая природа и функции в растении.
Липи́ды (от греч. λίπος, lípos — жир) — жирные кислоты, а также их производные, как по радикалу, так и по карбоксильной группе.
Липиды — один из важнейших классов сложных молекул, присутствующих в клетках и тканях животных. Липиды выполняют самые разнообразные функции: снабжают энергией клеточные процессы, формируют клеточные мембраны, участвуют в межклеточной и внутриклеточной сигнализации. Липиды служат предшественниками стероидных гормонов,жёлчных кислот, простагландинов и фосфоинозитидов. В крови содержатся отдельные компоненты липидов (насыщенные жирные кислоты, мононенасыщенные жирные кислоты и полиненасыщенные жирные кислоты), триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды. Все эти вещества не растворимы в воде, поэтому в организме имеется сложная система транспорта липидов. Свободные (неэтерифицированные) жирные кислоты переносятся кровью в виде комплексов с альбумином. Триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды транспортируются в форме водорастворимых липопротеидов. Некоторые липиды используются для создания наночастиц, например, липосом. Мембрана липосом состоит из природных фосфолипидов, что определяет их многие привлекательные качества. Они нетоксичны, биодеградируемы, при определенных условиях могут поглощаться клетками, что приводит к внутриклеточной доставке их содержимого. Липосомы предназначены для целевой доставки в клетки препаратов фотодинамической или геннойтерапии, а также компонентов другого назначения, например, косметического.
Существует несколько вариантов классификации липидов по их химической природе. Наиболее приемлемой, по-видимому, является следующая. Все липиды делятся на 4 большие группы: 1. Жирные кислоты и их производные. 2. Глицеролсодержащие липиды. 3. Липиды, не содержащие глицерола. 4. Соединения смешанной природы, имеющие в своем составе липидный компонент.
Биологические функции:
1. Энергетическая (резервная) функция
Многие жиры, в первую очередь триглицериды, используются организмом как источник энергии. При полном окислении 1 г жира выделяется около 9 ккал энергии (38,9 кДж), примерно вдвое больше, чем при окислении 1 г белков или углеводов. Поэтому жировые отложения используются в качестве запасных источников питательных веществ прежде всего животными, которые вынуждены носить свои запасы на себе. Растения чаще запасают углеводы (крахмал), однако в семенах многих растений высоко содержание жиров (растительные масла добывают из семян подсолнечника. кукурузы, рапса, льна и других масличных растений).
Жир — хороший теплоизолятор, поэтому у многих теплокровных животных он откладывается в подкожной жировой ткани, уменьшая потери тепла. Особенно толстый подкожный жировой слой характерен для водных млекопитающих (китов, моржей и др.). В то же время у животных, обитающих в условиях жаркого климата (верблюды, тушканчики) жировые запасы откладываются на изолированных участках тела (в горбах у верблюда, в хвосте у жирнохвостых тушканчиков), чтобы он не препятствовал теплоотдаче.
Фосфолипиды составляют основу бислоя клеточных мембран, холестерин — регуляторы текучести мембран. Воски образуют кутикулу на поверхности надземных органов (листьев и молодых побегов) растений. Их также производят многие насекомые (так, пчёлы строят из них соты, а червецы ищитовки образуют защитные чехлы).
Витамины жирорастворимые — липиды (A, D, E)
Гормональная (стероиды, эйкозаноиды, простагландины и прочие.)
5, Защитная (амортизационная)
Толстый слой жира защищает внутренние органы многих животных от повреждений при ударах (например, сивучи при массе до тонны могут прыгать на каменистый берег со скал высотой 4-5 м).
Самые разные организмы — от диатомовых водорослей до акул — используют резервные запасы жира как средство снижения среднего удельного веса тела и, таким образом, увеличения плавучести. Это позволяет снизить расходы энергии на удержание в толще воды.
Суточная потребность взрослого человека в липидах — 70-140 грамм.
Источник
5. Биосинтез жиров и факторы, влияющие на накопление жирных масел в растениях.
Главным источником образования компонентов жиров являются гексозы, в первую очередь глюкоза и фруктоза. В общем видео синтез жира в растительном организме, протекающем под влиянием различных ферментов, может быть представлен в виде схемы:
Процесс образования и накопления жиров в растениях протекает в тесной связи с жизнедеятельностью организма в целом. Он зависит от:
- наследственных особенностей, присущих данному виду
- особенностей прохождения организмом нормального жизненного цикла (онтогенеза), начиная от формирования зародыша и кончая естественной смертью растения
- от условий окружающей среды обитания или возделывания
Количества жира и его химический состав, свойственный данному виду (форме, сорту), не являются постоянными в течение созревания семян и плодов. Количество жира последовательно увеличивается от начала формирования семени или плода до конца их созревания. Качественный набор жирных кислот (насыщенных и ненасыщенных) для данного вида (форма, сорта) растения остается более или менее постоянным – это присущие им физиолого-химические признаки. Изменяться могут только количественные соотношения жирных кислот.
- Климатические факторы – свет, тепло и влага – оказывает существенное влияние на эффективность маслообразования.
Например, по мере продвижения от южных широт к северу в растениях увеличивается выход масла и одновременно возрастает количество непредельных кислот. Образование большого количества масла в северных широтах и увеличение количества ненасыщенных жирных кислот способствуют усилению теплотворной способности масла и тем самым служат защитным приспособлением растений в холодных условиях северных широт.
- Свет и тепло как факторы климата создают условия для прохождения процессов жизнедеятельности и обмена веществ, ускоряя или замедляя их.
- Влага характеризуется количеством воды в растении. Недостаток воды ведет к подавлению синтетической деятельности растения, в том числе и синтеза жирных кислот и триглицеридов.
- На эффективность процесса маслообразования существенно влияют состав почвы, а для возделываемых масличных растений и удобрения.
6. Вещества, сопутствующие триглицеридам в жирах.
Жиры животного и растительного происхождений всегда содержат в большем или меньшем количестве (в зависимости от способа получения) сопутствующие вещества. Сопутствующие вещества могут оказывать влияние на внешний виджира, физико-химические свойства, а также на биологическую активность. Сопутствующие вещества (пигменты, стерины, жирорастворимые витамины и др.) составляют так называемый неомыляемый остаток жира, величина которого редко превышает 2-3%.
Пигменты. Природная окраска жиров (как правило, желто-оранжевый цвет) обусловливается присутствием в них каротиноидов, токоферола, хлорофилла, которыми богаты ткани многих органов растения. В процессе получения жира они переходят в него в результате растворения в жире или в органических растворителях, применяемых для экстракции. Хлорофилл как сопутствующий компонент может обусловливать регенерирующие свойства масел. Каротиноиды, находясь в том или ином масле, проявляют биологическую активность (см. витамины). В этой связи их относят не только к биологически активным, но и осуществляют по ним стандартизацию препаратов (масло облепиховое, масло тыквенное или тыквеол).
Стерины (стеролы). Являются одной из групп стероидов — производных циклопентанпергидрофенантрена — соединений, широко распространенных как в растительных, так и в животных организмах. По химической природе они относятся к высокомолекулярным одноатомным спиртам. Стерины и их эфиры с жирными кислотами составляют основную часть неомыляемого остатка в жирах. Различают стерины растительного (фитостерины) и животного (зоостерины) происхождений. Из фитостеролов наиболее распространены бета-ситостсрин (бета-ситостерол) из зоостеролов — холестерин (холестерол). По присутствию в жире фнтостеролов или холестеролов устанавливают природу жира. Дли этого их выделяют из испытуемою жира в кристаллическом виде и исследуют.
Витамины. В жирах присутствуют только жирорастворимые витамины: А, Е, D, К, F. Витамин А содержится только d жирах животного происхождения. В животном организме он синтезируется из каротинов (провитаминов), поступающих с растительной пищей. Наибольшее количество витамина А накапливается в рыбьем жире (тресковом), а также в жире китов, тюленей и др.
Витамины группы D встречаются в основном в животных организмах, хотя этот витамин обнаружен и в растениях. Биогенетическими предшественниками витаминов группы L) являются стерины (провитамины). 11остуная с пищей в животный организм, фитостерины после облучения ультрафиолетовыми лучами трансформируются в витамин Г).
Витамины группы Е (токоферолы) сопутствуют преимущественно жирам растительного происхождения. Находясь в составе жиров, токоферолы (особенно, а-токоферол) препятствуют их окислению и прогорканию (природные антиоксиданты).
Витамины группы К входят в состав как растительных, так и животных продуктов в незначительных количествах. R состав витамина К входит спирт фнтол — компонент хлорофилла.
Витамины группы F характерны для масел, содержащих высоконепредельные жирные кислоты (линолсвая и линоленовяя кислоты). Более подробная характеристика витаминов как самостоятельного класса БАС дана в отдельной главе.
Источник