Lipidi, grassi e lipidi (fosfolipidi, cere, steroidi, lipoproteine ​​e glicolipidi). Funzioni dei lipidi. La struttura dei lipidi. Caratteristiche della struttura dei lipidi Depositi lipidici, che sono importanti per

LIPIDI - questo è un gruppo eterogeneo di composti naturali, completamente o quasi completamente insolubili in acqua, ma solubili in solventi organici e tra loro, che producono acidi grassi ad alto peso molecolare dopo idrolisi.

In un organismo vivente, i lipidi svolgono varie funzioni.

Funzioni biologiche dei lipidi:

1) Strutturale

I lipidi strutturali formano complessi complessi con proteine ​​e carboidrati, da cui sono costruite le membrane delle cellule e le strutture cellulari, e partecipano a una varietà di processi che si verificano nella cellula.

2) Riserva (energia)

I lipidi di riserva (principalmente i grassi) costituiscono la riserva energetica dell'organismo e partecipano ai processi metabolici. Nelle piante si accumulano principalmente nei frutti e nei semi, negli animali e nei pesci - nei tessuti grassi sottocutanei e nei tessuti che circondano gli organi interni, nonché nel fegato, nel cervello e nei tessuti nervosi. Il loro contenuto dipende da molti fattori (tipologia, età, alimentazione, ecc.) e in alcuni casi rappresenta il 95-97% di tutti i lipidi secreti.

Contenuto calorico di carboidrati e proteine: ~ 4 kcal/grammo.

Contenuto calorico dei grassi: ~ 9 kcal/grammo.

Il vantaggio dei grassi come riserva energetica, a differenza dei carboidrati, è la loro idrofobicità: non sono associati all'acqua. Ciò garantisce la compattezza delle riserve di grasso: vengono immagazzinate in forma anidra, occupando un piccolo volume. La fornitura media di triacilgliceroli puri per una persona è di circa 13 kg. Queste riserve potrebbero essere sufficienti per 40 giorni di digiuno in condizioni di attività fisica moderata. Per fare un confronto: le riserve totali di glicogeno nel corpo sono di circa 400 g; durante il digiuno, questa quantità non è sufficiente nemmeno per un giorno.

3) Protettivo

Il tessuto adiposo sottocutaneo protegge gli animali dal raffreddamento e gli organi interni dai danni meccanici.

La formazione di riserve di grasso nel corpo dell'uomo e di alcuni animali è considerata un adattamento all'alimentazione irregolare e alla vita in un ambiente freddo. Gli animali che vanno in letargo per lungo tempo (orsi, marmotte) e che sono adattati a vivere al freddo (trichechi, foche) hanno una riserva di grasso particolarmente ampia. Il feto non ha praticamente grasso e appare solo prima della nascita.

Un gruppo speciale in termini di funzioni in un organismo vivente sono i lipidi protettivi delle piante: cere e loro derivati, che coprono la superficie di foglie, semi e frutti.

4) Una componente importante delle materie prime alimentari

I lipidi sono una componente importante del cibo, determinandone in gran parte il valore nutrizionale e il gusto. Il ruolo dei lipidi in vari processi tecnologici alimentari è estremamente importante. Il deterioramento del grano e dei suoi prodotti trasformati durante lo stoccaggio (irrancidimento) è principalmente associato a cambiamenti nel suo complesso lipidico. I lipidi isolati da numerose piante e animali costituiscono le principali materie prime per l'ottenimento dei più importanti prodotti alimentari e tecnici (olio vegetale, grassi animali, tra cui burro, margarina, glicerina, acidi grassi, ecc.).

2 Classificazione dei lipidi

Non esiste una classificazione generalmente accettata dei lipidi.

È più appropriato classificare i lipidi in base alla loro natura chimica, alle funzioni biologiche e anche in relazione a determinati reagenti, ad esempio gli alcali.

In base alla loro composizione chimica, i lipidi vengono solitamente divisi in due gruppi: semplici e complessi.

Lipidi semplici – esteri di acidi grassi e alcoli. Questi includono grassi , cere E steroidi .

Grassi – esteri del glicerolo e degli acidi grassi superiori.

Cere – esteri di alcoli superiori della serie alifatica (con una lunga catena di carboidrati di 16-30 atomi di C) e acidi grassi superiori.

Steroidi – esteri di alcoli policiclici e acidi grassi superiori.

Lipidi complessi – contengono oltre agli acidi grassi e agli alcoli altri componenti di varia natura chimica. Questi includono fosfolipidi e glicolipidi .

Fosfolipidi - si tratta di lipidi complessi in cui uno dei gruppi alcolici non è associato all'AF, ma all'acido fosforico (l'acido fosforico può essere collegato a un composto aggiuntivo). A seconda dell'alcol incluso nei fosfolipidi, questi si dividono in glicerofosfolipidi (contengono l'alcol glicerolo) e sfingofosfolipidi (contengono l'alcol sfingosina).

Glicolipidi – si tratta di lipidi complessi in cui uno dei gruppi alcolici è associato non agli FA, ma ad una componente carboidratica. A seconda del componente carboidrato che fa parte dei glicolipidi, questi si dividono in cerebrosidi (contengono un monosaccaride, un disaccaride o un piccolo omooligosaccaride neutro come componente carboidratico) e gangliosidi (contengono un eterooligosaccaride acido come componente carboidratico).

A volte in un gruppo indipendente di lipidi ( lipidi minori ) secernono pigmenti liposolubili, steroli e vitamine liposolubili. Alcuni di questi composti possono essere classificati come lipidi semplici (neutri), altri - complessi.

Secondo un'altra classificazione, i lipidi, a seconda del loro rapporto con gli alcali, sono divisi in due grandi gruppi: saponificabili e insaponificabili. Il gruppo dei lipidi saponificati comprende lipidi semplici e complessi che, interagendo con gli alcali, si idrolizzano per formare sali di acidi ad alto peso molecolare, chiamati “saponi”. Il gruppo dei lipidi insaponificabili comprende composti che non sono soggetti a idrolisi alcalina (steroli, vitamine liposolubili, eteri, ecc.).

In base alle loro funzioni in un organismo vivente, i lipidi sono suddivisi in strutturali, di stoccaggio e protettivi.

I lipidi strutturali sono principalmente fosfolipidi.

I lipidi di stoccaggio sono principalmente grassi.

Lipidi protettivi delle piante - cere e loro derivati, che ricoprono la superficie di foglie, semi e frutti, animali - grassi.

GRASSI

Il nome chimico dei grassi è acilgliceroli. Questi sono esteri del glicerolo e degli acidi grassi superiori. "Acile" significa "residuo di acido grasso".

A seconda del numero di radicali acilici, i grassi si dividono in mono-, di- e trigliceridi. Se la molecola contiene 1 radicale di acido grasso, il grasso si chiama MONOACILGLICEROLO. Se la molecola contiene 2 radicali di acidi grassi, il grasso si chiama DIACILGLICEROLO. Nel corpo umano e animale predominano i TRIACILGLICEROLI (contengono tre radicali di acidi grassi).

I tre ossidrili del glicerolo possono essere esterificati sia con un solo acido, come il palmitico o l'oleico, sia con due o tre acidi diversi:

I grassi naturali contengono principalmente trigliceridi misti, compresi residui di vari acidi.

Poiché l'alcol in tutti i grassi naturali è lo stesso: glicerolo, le differenze osservate tra i grassi sono dovute esclusivamente alla composizione degli acidi grassi.

Nei grassi sono stati trovati oltre quattrocento acidi carbossilici di varie strutture. Tuttavia, la maggior parte di essi è presente solo in piccole quantità.

Gli acidi contenuti nei grassi naturali sono acidi monocarbossilici, costituiti da catene di carbonio non ramificate contenenti un numero pari di atomi di carbonio. Gli acidi contenenti un numero dispari di atomi di carbonio, aventi una catena di carbonio ramificata o contenenti porzioni cicliche sono presenti in piccole quantità. Le eccezioni sono l'acido isovalerico e un certo numero di acidi ciclici presenti in alcuni grassi molto rari.

Gli acidi più comuni nei grassi contengono da 12 a 18 atomi di carbonio e sono spesso chiamati acidi grassi. Molti grassi contengono piccole quantità di acidi a basso peso molecolare (C 2 -C 10). Nelle cere sono presenti acidi con più di 24 atomi di carbonio.

I gliceridi dei grassi più comuni contengono quantità significative di acidi insaturi contenenti 1-3 doppi legami: oleico, linoleico e linolenico. L'acido arachidonico contenente quattro doppi legami è presente nei grassi animali; gli acidi con cinque, sei o più doppi legami si trovano nei grassi dei pesci e degli animali marini. La maggior parte degli acidi insaturi dei lipidi hanno una configurazione cis, i loro doppi legami sono isolati o separati da un gruppo metilenico (-CH 2 -).

Di tutti gli acidi insaturi contenuti nei grassi naturali, l'acido oleico è il più comune. In molti grassi, l'acido oleico costituisce più della metà della massa totale degli acidi e solo pochi grassi ne contengono meno del 10%. Molto diffusi sono anche altri due acidi insaturi, l'acido linoleico e linolenico, anche se presenti in quantità molto minori rispetto all'acido oleico. Gli acidi linoleico e linolenico si trovano in quantità notevoli negli oli vegetali; Per gli organismi animali sono acidi essenziali.

Tra gli acidi saturi, l'acido palmitico è diffuso quasi quanto l'acido oleico. È presente in tutti i grassi, alcuni dei quali contengono il 15-50% del contenuto acido totale. Gli acidi stearico e miristico sono ampiamente utilizzati. L'acido stearico si trova in grandi quantità (25% o più) solo nei grassi di deposito di alcuni mammiferi (ad esempio nel grasso delle pecore) e nei grassi di alcune piante tropicali, come il burro di cacao.

È opportuno dividere gli acidi contenuti nei grassi in due categorie: acidi maggiori e minori. I principali acidi grassi sono acidi il cui contenuto di grassi supera il 10%.

Proprietà fisiche dei grassi

Di norma, i grassi non resistono alla distillazione e si decompongono anche se vengono distillati a pressione ridotta.

Il punto di fusione, e quindi la consistenza dei grassi, dipende dalla struttura degli acidi che li compongono. I grassi solidi, cioè i grassi che fondono a temperatura relativamente elevata, sono costituiti prevalentemente da gliceridi di acidi saturi (stearico, palmitico), mentre gli oli che fondono a temperatura più bassa e sono liquidi densi contengono quantità significative di gliceridi di acidi insaturi (oleico, linoleico , linolenico).

Poiché i grassi naturali sono miscele complesse di gliceridi misti, non si sciolgono ad una certa temperatura, ma in un certo intervallo di temperature, e vengono prima ammorbiditi. Per caratterizzare i grassi, di solito viene utilizzato temperatura di solidificazione, che non coincide con il punto di fusione: è leggermente inferiore. Alcuni grassi naturali sono solidi; altri sono liquidi (oli). La temperatura di solidificazione varia notevolmente: -27 °C per l'olio di lino, -18 °C per l'olio di girasole, 19-24 °C per lo strutto vaccino e 30-38 °C per lo strutto bovino.

La temperatura di solidificazione del grasso è determinata dalla natura degli acidi che lo costituiscono: maggiore è il contenuto di acidi saturi, maggiore è.

I grassi sono solubili in etere, derivati ​​polialogeno, solfuro di carbonio, idrocarburi aromatici (benzene, toluene) e benzina. I grassi solidi sono scarsamente solubili nell'etere di petrolio; insolubile in alcool freddo. I grassi sono insolubili in acqua, ma possono formare emulsioni stabilizzate in presenza di tensioattivi (emulsionanti) come proteine, saponi e alcuni acidi solfonici, principalmente in ambiente leggermente alcalino. Il latte è un'emulsione naturale di grassi stabilizzata dalle proteine.

Proprietà chimiche dei grassi

I grassi partecipano a tutte le reazioni chimiche caratteristiche degli esteri, ma il loro comportamento chimico presenta una serie di caratteristiche associate alla struttura degli acidi grassi e del glicerolo.

Tra le reazioni chimiche che coinvolgono i grassi si distinguono diversi tipi di trasformazioni.

è un gruppo di sostanze organiche che fanno parte degli organismi viventi e sono caratterizzate da insolubilità in acqua e solubilità in solventi non polari come dietiletere, cloroformio e benzene. Questa definizione unisce un gran numero di composti di diversa natura chimica, in particolare come acidi grassi, cere, fosfolipidi, steroidi e molti altri. Anche le funzioni dei lipidi negli organismi viventi sono diverse: i grassi sono una forma di accumulo di energia, i fosfolipidi e gli steroidi fanno parte delle membrane biologiche, altri lipidi contenuti nelle cellule in quantità minori possono essere coenzimi, pigmenti che assorbono la luce, trasportatori di elettroni, ormoni, messaggeri secondari, segnale temporale di trasmissione intracellulare, “ancore” idrofobiche che contengono proteine ​​di membrana, chaperon che promuovono il ripiegamento delle proteine, emulsionanti nel tratto gastrointestinale.

Gli esseri umani e gli altri animali hanno percorsi biochimici specializzati per la biosintesi e la scomposizione dei lipidi, ma alcune di queste sostanze sono essenziali e devono essere ottenute dal cibo, come gli acidi grassi insaturi ω-3 e ω-6.

Classificazione dei lipidi

Tradizionalmente, i lipidi sono suddivisi in semplici (esteri di acidi grassi con alcoli) e complessi (che, oltre al residuo di acido grasso e all'alcool, contengono gruppi aggiuntivi: idrocarburi, fosfati e altri). Del primo gruppo fanno parte in particolare gli acilgliceroli e le cere, del secondo gruppo fanno parte i fosfolipidi, i glicolipidi e qui possono essere incluse anche le lipoproteine. Questa classificazione non copre l'intera varietà dei lipidi, quindi alcuni di essi saranno suddivisi in un gruppo separato di precursori e derivati ​​​​dei lipidi (ad esempio acidi grassi, steroli, alcune aldeidi, ecc.).

La moderna nomenclatura e classificazione dei lipidi, utilizzata nella ricerca nel campo della lipidomica, si basa sulla divisione degli stessi in otto gruppi principali, ciascuno dei quali è abbreviato da due lettere inglesi:

• Acidi grassi (FA)
• Glicerolipidi (GL)
• Glicerofosfolipidi (GP)
• Sfingolipidi (SP);
• Lipidi steroidei (ST);
• Lipidi prenolni (PR)
• Lipidi dello zucchero (SL)
• Polichetidi (PK).

Ogni gruppo è diviso in sottogruppi separati, designati da una combinazione di due numeri.

È anche possibile classificare i lipidi in base alle loro funzioni biologiche; in questo caso si possono distinguere gruppi come lipidi di deposito, strutturali, di segnalazione, cofattori, pigmenti e simili.

Caratteristiche delle principali classi di lipidi

Acido grasso

Gli acidi grassi sono acidi carbossilici le cui molecole contengono da quattro a trentasei atomi di carbonio. Più di duecento composti di questa classe sono stati scoperti negli organismi viventi, ma circa venti si sono diffusi. Le molecole di tutti gli acidi grassi naturali contengono un numero pari di atomi di carbonio (questo è dovuto alla peculiarità della biosintesi, che avviene per aggiunta di unità dicarboniche), principalmente da 12 a 24. Le loro catene di idrocarburi sono generalmente non ramificate, occasionalmente possono contenere tricarbossilici anelli, gruppi idrossilici o rami.

A seconda della presenza di doppi legami tra gli atomi di carbonio, tutti gli acidi grassi si dividono in saturi, che li contengono, e insaturi, che contengono doppi legami. Gli acidi grassi saturi più comuni nel corpo umano sono il palmitico (C 16) e lo stearico (C 18).

Gli acidi grassi insaturi si trovano negli organismi viventi più spesso di quelli saturi (circa 3/4 del contenuto totale). Nella maggior parte di essi, si osserva un certo schema nel posizionamento dei doppi legami: se esiste un solo legame di questo tipo, allora si trova prevalentemente tra il 9° e il 10° atomo di carbonio, ulteriori doppi legami compaiono principalmente in posizioni tra il 12° e il 13° e tra il quindicesimo e il sedicesimo carbonio (l'acido arachidonico è un'eccezione a questa regola). I doppi legami negli acidi grassi polinsaturi naturali sono sempre isolati, cioè tra loro c'è almeno un gruppo metilenico (-CH = CH-CH 2 -CH = CH-). In quasi tutti gli acidi grassi insaturi presenti negli organismi viventi si trovano doppi legami cis configurazioni. Gli acidi grassi insaturi più comuni sono l’oleico, il linoleico, il linolenico e l’arachidonico.

Disponibilità cis-I doppi legami influenzano la forma della molecola di acido grasso (rendendola meno compatta), e di conseguenza le proprietà fisiche di queste sostanze: acidi grassi insaturi in cis-le forme hanno un punto di fusione inferiore a quelle corrispondenti trance isomero e acidi grassi saturi.

Gli acidi grassi si trovano negli organismi viventi principalmente come residui in altri lipidi. Tuttavia in piccole quantità si possono trovare anche in forma libera. Derivati ​​degli acidi grassi, gli eicosanoidi svolgono un ruolo importante come composti di segnalazione.

Acilgliceridi

Gli acilgliceridi (acilgliceroli, gliceridi) sono esteri dell'alcol trivalente glicerolo e degli acidi grassi. A seconda del numero di gruppi idrossilici esterificati nella molecola di glicerolo, questi si dividono in trigliceridi (triacilgliceroli), digliceridi (diacilgliceroli) e monogliceridi (monoacilgliceroli). I trigliceridi più comuni, che hanno anche il nome empirico di grassi neutri o semplicemente grassi.

I grassi possono essere semplici, cioè contenenti tre residui di acidi grassi identici, come la tristearina o la trioleina, ma più spesso si trovano grassi misti, contenenti residui di acidi grassi diversi, ad esempio 1-palmito-2-oleolinolene. Le proprietà fisiche dei trigliceridi dipendono dalla composizione degli acidi grassi: più residui contengono di acidi grassi insaturi lunghi, più alto è il loro punto di fusione e viceversa - più sono acidi grassi insaturi corti, più basso è. In generale i grassi vegetali (oli) contengono circa il 95% di acidi grassi insaturi, e quindi si trovano allo stato liquido aggregato a temperatura ambiente. I grassi animali, al contrario, contengono principalmente acidi grassi saturi (ad esempio, il burro vaccino è costituito principalmente da tristearina), e quindi sono solidi a temperatura ambiente.

La funzione principale degli acilgliceridi è quella di immagazzinare energia e sono il combustibile della cellula a maggior consumo energetico.

Cere

Le cere sono esteri di acidi grassi e alcoli monovalenti o bivalenti superiori, con un numero di atomi di carbonio da 16 a 30. Gli alcoli cetilico (C 16 H 33 OH) e miricillium (C 30 H 61 OH) si trovano spesso nelle cere. Le cere naturali di origine animale comprendono cera d'api, spermaceti, lanolina; tutte, oltre agli esteri, contengono anche una certa quantità di acidi grassi liberi e alcoli, nonché idrocarburi con un numero di atomi di carbonio compreso tra 21 e 35.

Sebbene alcune specie, come alcuni microrganismi planctonici, utilizzino le cere come forma di accumulo di energia, in genere svolgono altre funzioni, come l'impermeabilizzazione del tegumento sia degli animali che delle piante.

Steroidi

Gli steroidi sono un gruppo di lipidi naturali contenenti un nucleo di ciclopentano peridrofenantrene. In particolare, questa classe di composti comprende alcoli con un gruppo ossidrile nella terza posizione - steroli (steroli) e loro esteri con acidi grassi - steridi. Lo sterolo più comune negli animali è il colesterolo, che nella composizione non esterificata fa parte delle membrane cellulari.

Gli steroidi svolgono molte funzioni importanti in diversi organismi: alcuni di essi sono ormoni (ad esempio, gli ormoni sessuali e gli ormoni surrenali nell'uomo), vitamine (vitamina D), emulsionanti (acidi biliari), ecc.

Fosfolipidi

Il gruppo principale di lipidi strutturali sono i fosfolipidi che, a seconda dell'alcol incluso nella loro composizione, sono suddivisi in glicerofosfolipidi e sfingofosfolipidi. Una caratteristica comune dei fosfolipidi è la loro anfifilia: hanno parti idrofile e idrofobe. Questa struttura consente loro di formare micelle e doppi strati in un ambiente acquoso, questi ultimi che costituiscono la base delle membrane biologiche.

Glicerofosfolipidi

I glicerofosfolipidi (fosfogliceridi) sono derivati ​​dell'acido fosfatidico, costituiti da glicerolo, in cui i primi due gruppi idrossilici sono esterificati con acidi grassi (R 1 e R 2) e il terzo con acido fosfato. Un radicale (X), solitamente contenente azoto, viene aggiunto al gruppo fosfato in terza posizione. Nei fosfogliceridi naturali, un residuo di acido grasso saturo si trova molto spesso nella prima posizione e un acido grasso insaturo nella seconda.

I residui di acidi grassi non sono polari, quindi formano la parte idrofobica della molecola di glicerofosfolipide, le cosiddette code idrofobiche. Il gruppo fosfato in un ambiente neutro trasporta una carica negativa, mentre i composti contenenti azoto hanno una carica positiva (alcuni fosfogliceridi possono anche contenere un radicale carico negativamente o neutro), quindi questa parte della molecola è polare, forma una testa idrofila. In una soluzione acquosa, i fosfogliceridi formano micelle in cui le teste sono rivolte verso l'esterno (fase acquosa) e le code girofobiche sono rivolte verso l'interno.

I fosfogliceridi più comuni che fanno parte delle membrane degli animali e delle piante superiori sono la fosfatidilcolina (lecitina), in cui il radicale X è un residuo di colina, e la fosfatidiletanolammina, che contiene un residuo di etanolammina. Meno comuni sono la fosfatidilserina, in cui l'amminoacido serina è legato al gruppo fosfato.

Esistono anche glicerofosfolipidi privi di azoto: ad esempio, i fosfatididinositoli (radicale X - l'inositolo alcolico esaidrico ciclico), coinvolti nella segnalazione cellulare, e le cardiolipine - doppi fosfogliceridi (due molecole di acido fosfatidico collegate da fosfato), presenti nella membrana interna del mitocondri.

I glicerofosfolipidi includono anche i plasmalogeni; una caratteristica della struttura di queste sostanze è che in essi il residuo acilico sul primo atomo di carbonio è attaccato NON da un estere, ma da un legame estere. Nei vertebrati, i plasmalogenami, chiamati anche lipidi eterei, sono arricchiti nel tessuto del muscolo cardiaco. A questa classe di composti appartiene anche la sostanza biologicamente attiva fattore di attivazione piastrinica.

Sfingfosfolipidi

Gli sfingofosfolipidi (sfingomieline) sono costituiti da una ceramide contenente un residuo dell'amminoalcol a catena lunga sfingosina e un residuo di acido grasso, e un radicale girofilo attaccato alla sfingosina mediante un legame fosfodiesterine. La colina o l'etanolamina agiscono spesso come un radicale girofilo. Le sfingomieline si trovano nelle membrane di varie cellule, ma il tessuto nervoso ne è ricco, con un contenuto particolarmente elevato di queste sostanze nella guaina mielinica degli assoni, da cui il loro nome.

Glicolipidi

I glicolipidi sono una classe di lipidi contenenti residui mono- o oligosaccaridici. Possono essere derivati ​​del glicerolo o della sfingosina.

Gliceroglicolipidi

I gliceroglicolipidi (glicosilgliceroli) sono derivati ​​del diacilglicerolo in cui un mono- o oligosaccaride è attaccato al terzo atomo di carbonio del glicerolo mediante un legame glicosilico. I più comuni di questa classe di composti sono i galattolipidi, contenenti uno o due residui di galattosio. Costituiscono dal 70% all'80% di tutti i lipidi di membrana dei tilacoidi, rendendoli i lipidi di membrana più abbondanti nella biosfera. Si presume che le piante abbiano “sostituito” i fosfolipidi con glicolipidi perché il contenuto di fosfato nel suolo è spesso un fattore limitante e tale sostituzione ne riduce la necessità.

Insieme ai galattolipidi, le membrane vegetali contengono anche solfolipidi contenenti un residuo di glucosio solfato.

Sfingglicolipidi

Gli sfingoglicolipidi contengono ceramide e uno o più residui zuccherini. Questa classe di composti è divisa in diverse sottoclassi a seconda della struttura del radicale carboidrato:

• I cerebrosidi sono sfingoglicolipidi, la cui parte idrofila è un residuo monosaccaridico, solitamente glucosio o galattosio. I galattocerebrosidi sono distribuiti nelle membrane neuronali.
• I globosidi sono derivati ​​oligosaccaridici delle ceramidi. Insieme ai cerebrosidi sono detti glicolipidi neutri perché a pH 7 sono privi di carica.
• I gangliosidi sono glicolipidi complessi; la loro parte idrofila è rappresentata da oligosaccaridi, alla fine dei quali si trovano sempre uno o più residui di acido N-acetilneuraminico (sialico), quindi hanno proprietà acide. I gangliosidi sono più abbondanti nelle membrane dei neuroni gangliari.

Funzioni principali

La stragrande maggioranza dei lipidi negli organismi viventi appartiene a uno di due gruppi: quelli di riserva, che svolgono la funzione di immagazzinare energia (principalmente triacilgliceroli), e quelli strutturali, che sono coinvolti nella costruzione delle membrane cellulari (principalmente fosfolipidi e glicolipidi, come anche il colesterolo). Tuttavia, le funzioni dei lipidi non si limitano solo a queste due; possono anche essere ormoni o altre molecole di segnalazione, pigmenti, emulsionanti, idrorepellenti del tegumento, fornire isolamento termico, alterare la galleggiabilità e simili.

Lipidi di stoccaggio

Quasi tutti gli organismi viventi immagazzinano energia sotto forma di grassi. Ci sono due ragioni principali per cui queste sostanze sono le più adatte a svolgere questa funzione. Innanzitutto, i grassi contengono residui di acidi grassi, il cui livello di ossidazione è molto basso (quasi lo stesso degli idrocarburi del petrolio). Pertanto, la completa ossidazione dei grassi in acqua e anidride carbonica consente di ottenere più del doppio dell'energia rispetto all'ossidazione della stessa massa di carboidrati. In secondo luogo, i grassi sono composti idrofobici, quindi il corpo, che immagazzina energia in questa forma, non deve trasportare la massa aggiuntiva di acqua necessaria per l'idratazione, come nel caso dei polisaccaridi, 2 g di acqua per 1 g. Tuttavia, i trigliceridi sono una fonte di energia più lenta rispetto ai carboidrati.

I grassi vengono immagazzinati sotto forma di goccioline nel citoplasma della cellula. I vertebrati hanno cellule specializzate, gli adipociti, che sono quasi interamente riempiti da una grossa goccia di grasso. Anche i semi di molte piante sono ricchi di TG. La mobilitazione dei grassi negli adipociti e nelle cellule seme che germinano avviene grazie agli enzimi lipasi, che li scompongono in glicerolo e acidi grassi.

Nell'uomo la maggior quantità di tessuto adiposo si trova sotto la pelle (il cosiddetto tessuto sottocutaneo), soprattutto nell'addome e nelle ghiandole mammarie. Per una persona leggermente obesa (15-20 kg di trigliceridi), tali riserve possono essere sufficienti a fornire energia per un mese, mentre l'intera riserva di glicogeno durerà meno di un giorno.

Il tessuto adiposo, oltre a fornire energia, svolge anche altre funzioni: proteggere gli organi interni dai danni meccanici; isolamento termico, particolarmente importante per gli animali a sangue caldo che vivono in condizioni molto fredde, come foche, pinguini, trichechi; i grassi possono anche essere una fonte di acqua metabolica; è a questo scopo che gli abitanti del deserto utilizzano le loro riserve di trigliceridi: cammelli, canguri, ratti (Dipodomia).

Lipidi strutturali

Tutte le cellule viventi sono circondate da membrane plasmatiche, il cui principale elemento strutturale è un doppio strato di lipidi (doppio strato lipidico). 1 micron 2 di membrana biologica contiene circa un milione di molecole lipidiche. Tutti i lipidi che compongono le membrane hanno proprietà anfifiliche: hanno parti girofile e girofobiche. In un ambiente acquoso, tali molecole formano spontaneamente micelle e doppi strati a seguito di interazioni idrofobiche; in tali strutture, le teste polari delle molecole vengono restituite all'esterno della fase acquosa e le code non polari all'interno ; la stessa disposizione dei lipidi è caratteristica delle membrane naturali. La presenza di uno strato idrofobo è molto importante affinché le membrane possano svolgere le loro funzioni, poiché è impermeabile agli ioni e ai composti polari.

Il doppio strato lipidico delle membrane biologiche è un liquido bidimensionale, ovvero le singole molecole possono muoversi liberamente l'una rispetto all'altra. La fluidità delle membrane dipende dalla loro composizione chimica: ad esempio, con un aumento del contenuto di lipidi, che comprendono acidi grassi polinsaturi, aumenta.

I principali lipidi strutturali che compongono le membrane delle cellule animali sono i glicerofosfolipidi, principalmente fosfatidilcolina e fosfatidiletanolammina, nonché il colesterolo, che ne aumenta l'impermeabilità. Alcuni tessuti possono essere selettivamente arricchiti in altre classi di lipidi di membrana, ad esempio il tessuto nervoso contiene grandi quantità di sfingofosfolipidi, in particolare sfingomielina, nonché sfingoglicolipidi. Non c'è colesterolo nelle membrane delle cellule vegetali, ma si trova un altro steroide, l'ergosterolo. Le membrane tilacoidi contengono grandi quantità di galattolipidi e solfolipidi.

Le membrane archeali sono caratterizzate da una composizione lipidica unica: sono costituite dal cosiddetto glicerolo dialchil glicerol tetraetere (GDHT). Questi composti sono costituiti da due idrocarburi ramificati lunghi (circa 32 atomi di carbonio) attaccati ad entrambe le estremità ai residui di glicerolo mediante un legame estere. L'uso di un legame estere invece di un legame estere, caratteristico dei fosfo- e glicolipidi, è spiegato dal fatto che è più resistente all'idrolisi in condizioni di basso pH e alta temperatura, tipiche dell'ambiente in cui solitamente gli archaea vivere. A ciascuna estremità del GDHT, un gruppo idrofilo è attaccato al glicerolo. Il GDHT è in media due volte più lungo dei lipidi di membrana dei batteri e degli eucarioti e può penetrare attraverso la membrana.

Lipidi regolatori

Alcuni lipidi svolgono un ruolo attivo nella regolazione della vita delle singole cellule e dell'organismo nel suo insieme. In particolare, i lipidi comprendono gli ormoni steroidei secreti dalle gonadi e dalla corteccia surrenale. Queste sostanze vengono trasportate dal sangue in tutto il corpo e ne influenzano il funzionamento.

I lipidi includono anche messaggeri secondari, sostanze che prendono parte alla trasmissione di segnali da ormoni o altre sostanze biologicamente attive all'interno della cellula. In particolare, il fosfatidilinositolo 4,5 bifosfato (PI (4,5) P2) è coinvolto nella segnalazione con la partecipazione delle proteine ​​G, il fosfatidilinositolo 3,4,5 trifosfato avvia la formazione di complessi supramolecolari delle proteine ​​di segnalazione in risposta all'azione di alcuni fattori extracellulari, gli sfingolipidi, come la sfingomielina e il cermaid, possono regolare l'attività della proteina chinasi.

I derivati ​​dell'acido arachidonico - gli eicosanoidi - sono un esempio di regolatori paracrini di natura lipidica. A seconda delle loro caratteristiche strutturali, queste sostanze si dividono in tre gruppi principali: prostaglandine, trombossani e leucotrieni. Sono coinvolti nella regolazione di un'ampia gamma di funzioni fisiologiche, in particolare degli eicosanoidi necessari per il funzionamento del sistema riproduttivo, per l'induzione e il passaggio del processo infiammatorio (compresa la fornitura di aspetti come dolore e febbre), per il sangue coagulazione, regolazione della pressione sanguigna e possono anche essere coinvolti in reazioni allergiche.

Altre funzioni

Alcune vitamine, cioè sostanze necessarie al funzionamento dell'organismo in piccole quantità, sono classificate come lipidi. Sono combinati sotto il nome di vitamine liposolubili e sono divisi in quattro gruppi: vitamina A, D, E e K. Per natura chimica, tutte queste sostanze sono isoprenoidi. Gli isoprenoidi includono anche i trasportatori di elettroni ubichinone e plastochinone, che fanno parte delle catene di trasporto degli elettroni rispettivamente dei mitocondri e dei plastidi.

La maggior parte degli isoprenoidi contiene doppi legami coniugati, che rendono possibile la delocalizzazione degli elettroni nelle loro molecole. Tali composti vengono facilmente eccitati dalla luce, conferendo loro un colore visibile all'occhio umano. Molti organismi utilizzano gli isoprenoidi come pigmenti per assorbire la luce (ad esempio, i carotenoidi inclusi nei complessi di raccolta della luce dei cloroplasti), nonché per comunicare con individui della propria o di altre specie (ad esempio, l'isoprenoide zeaxantina conferisce alle piume di alcuni uccelli di colore giallo).

I lipidi nella dieta umana

Tra i lipidi presenti nella dieta umana predominano i trigliceridi (grassi neutri), che costituiscono una ricca fonte di energia, oltre che necessari per l’assorbimento delle vitamine liposolubili. Gli alimenti di origine animale sono ricchi di acidi grassi saturi: carne, latticini e alcune piante tropicali come il cocco. Gli acidi grassi insaturi entrano nel corpo umano attraverso il consumo di noci, semi, oliva e altri oli vegetali. Le principali fonti di colesterolo nella dieta sono la carne e gli organi animali, i tuorli d'uovo, i latticini e il pesce. Tuttavia, circa l’85% del colesterolo nel sangue viene sintetizzato dal fegato.

Organizzazione Associazione americana del cuore raccomanda di consumare lipidi in una quantità non superiore al 30% della dieta totale, di ridurre il contenuto di acidi grassi saturi nella dieta al 10% dei grassi totali e di non consumare più di 300 mg (la quantità contenuta in un tuorlo) di colesterolo al giorno. L’obiettivo di queste raccomandazioni è limitare i livelli di colesterolo e trigliceridi nel sangue a 20 mg/L.

I grassi hanno un alto valore energetico e svolgono un ruolo importante nella biosintesi delle strutture lipidiche, principalmente delle membrane cellulari. I grassi alimentari sono rappresentati da trigliceridi e sostanze lipidiche. I grassi animali sono costituiti da acidi grassi saturi con un alto punto di fusione. I grassi vegetali contengono quantità significative di acidi grassi polinsaturi (PUFA).

I grassi animali contengono strutto (90-92% di grassi), burro (72-82%), carne di maiale (fino al 49%), salsicce (20-40% per le diverse varietà), panna acida (20-30%), formaggi ( 15-30%). Le fonti di grassi vegetali sono oli (99,9% di grassi), noci (53-65%), farina d'avena (6,1%), grano saraceno (3,3%).

Acidi grassi essenziali

Il fegato svolge un ruolo chiave nel metabolismo degli acidi grassi, ma non è in grado di sintetizzarne alcuni. Per questo vengono detti essenziali e tra questi in particolare rientrano gli acidi grassi polinsaturi ω-3 (linolenico) e ω-6 (linoleico); si trovano soprattutto nei grassi vegetali. L'acido linolenico è un precursore per la sintesi di altri due acidi ω-3: acido eoosapentaenoico (EPA) e acido docosaesaenoico (DHA). Queste sostanze sono necessarie per la funzione cerebrale e hanno un effetto positivo sulle funzioni cognitive e comportamentali.

Anche il rapporto tra acidi grassi ω-6 e ω-3 nella dieta è importante: le proporzioni consigliate vanno da 1: 1 a 4: 1. Tuttavia, gli studi dimostrano che la maggior parte dei nordamericani consuma da 10 a 30 volte più acidi grassi ω-6. di ω-3. Questa dieta è associata ad un rischio di malattie cardiovascolari. Ma la “dieta mediterranea” è considerata molto più sana, è ricca di linolenico e altri acidi ω, la cui fonte sono piante verdi (lattuga), pesce, aglio, cereali integrali, verdure fresche e frutta. Si consiglia di consumare olio di pesce come integratore alimentare contenente acidi grassi ω-c.

Trance-acidi grassi insaturi

La maggior parte dei grassi naturali contiene acidi grassi insaturi con doppi legami cis-configurazioni. Se il cibo ricco di tali grassi rimane a lungo a contatto con l'aria, diventa amaro. Questo processo è associato alla scissione ossidativa dei doppi legami, che porta alla formazione di aldeidi e acidi carbossilici a basso peso molecolare, alcuni dei quali sono sostanze volatili.

Per aumentare la durata di conservazione e la resistenza alle alte temperature dei trigliceridi con acidi grassi insaturi, viene utilizzata una procedura di idrogenazione parziale. La conseguenza di questo processo è la trasformazione dei doppi legami in legami singoli, ma un effetto collaterale può anche essere la transizione dei doppi legami da cis- V trance-configurazioni. Il consumo dei cosiddetti “grassi trans” porta ad un aumento del contenuto di lipoproteine ​​a bassa densità (colesterolo “cattivo”) e ad una diminuzione del contenuto di lipoproteine ​​ad alta densità (colesterolo “buono”) nel sangue, che porta ad un aumento del rischio di malattie cardiovascolari, in particolare di insufficienza coronarica. Inoltre, i “grassi trans” contribuiscono ai processi infiammatori.

L'effetto negativo dei “grassi trans” si manifesta con il consumo di 2-7 g al giorno; questa quantità può essere contenuta in una porzione di patatine fritte fritte in oli parzialmente idrogenati. Alcune leggi vietano l'uso di questo olio, come Danimarca, Filadelfia e New York.

Nella coscienza popolare i lipidi sono solitamente intesi come grassi, ma in realtà queste parole non sono sinonimi e non vanno confuse. Proviamo a capire cos'è veramente e quali sono le funzioni dei lipidi nel nostro organismo.

caratteristiche generali

L'etimologia della parola è legata al greco "lipos", che significa grasso, da qui una certa confusione. Se segui la terminologia generalmente accettata, i lipidi sono legati ai grassi come generali e specifici. Ciò significa che tutti i lipidi sono grassi, ma non tutti i grassi sono lipidi. È inoltre importante comprendere che i lipidi sono composti organici, mentre lo stesso olio può essere inorganico.

Importante! I grassi e gli oli organici sono lipidi, ma il primo termine viene solitamente applicato a sostanze in stato solido di aggregazione e il secondo a liquidi.

Queste sostanze possono avere strutture diverse, ma contengono sempre alcol e acidi organici, ad esempio trigliceridi, cioè i grassi come tali si formano combinando glicerolo (l'alcol trivalente più semplice) e acidi carbossilici. Tutti i composti in esame sono caratterizzati da una proprietà: l'idrofobicità ("idro" - acqua, "fobia" - paura, paura). Questo termine, ovviamente, non significa paura fisica dell'acqua. Si applica a sostanze le cui molecole sembrano cercare di “stare lontane dall’acqua”. Quando avviene tale contatto, la sostanza sembra spingere via da sé il liquido, per cui quest'ultimo non si distribuisce sulla sua superficie, ma si raccoglie su di essa in gocce separate, “soddisfatte” della minima area “destinata” a Esso. È chiaro che i composti idrofobici non si dissolvono o si dissolvono molto male in acqua, il che, tuttavia, non impedisce loro di dissolversi bene in altre sostanze (ad esempio nell'alcool). Questa è la seconda caratteristica dei lipidi, che determina la loro separazione in un gruppo separato. I composti in questione sono presenti in tutti gli organismi viventi e sono presenti in tutti i tessuti e le cellule.
Esiste una grande varietà di lipidi diversi. Per comodità vengono solitamente divisi in semplici e complessi. Il primo, a sua volta, comprende grassi, acidi grassi, aldeidi grasse e alcoli grassi, cera e alcune altre sostanze, il secondo - -, glico-, fosfoglico-, sfingo-, lipidi arsenico, acilgliceridi, ceramidi, steroidi, ecc. che I composti sono classificati come semplici e quelli complessi sono determinati dalla loro composizione chimica, cioè se questa molecola contiene solo ossigeno, idrogeno o carbonio, oppure se sono presenti anche altri elementi.

Lo sapevate? Il fegato di una persona sana è costituito dal 7-14% di lipidi. Tuttavia, nei casi patologici con gravi malattie di questo organo, la quantità di grasso in esso contenuto può raggiungere quasi la metà.

Alcune di queste sostanze sono contenute in cellule strettamente definite (in alcuni organi), mentre altre sono presenti ovunque. Il principale “luogo di residenza” di questi composti nel nostro corpo è, ovviamente, il tessuto adiposo, ma ce ne sono molti anche nelle cellule nervose. Il trasporto dei lipidi sintetizzati dall'organismo o ottenuti da prodotti alimentari attraverso tutti gli organi e tessuti avviene attraverso il plasma sanguigno, dove queste sostanze sono contenute insieme alle proteine.

Funzioni principali

Forse non sarai in grado di elencare tutte le funzioni dei lipidi, ma è ovvio a tutti che il nostro corpo ha bisogno dei grassi per funzionare correttamente. Inoltre, non stiamo parlando solo del funzionamento del corpo come un unico sistema, ma anche della “salute” di ciascuna cellula specifica come del suo “mattone” individuale. Come è noto, una parte dei nutrienti ricevuti o formati da una cellula viene spesa per il mantenimento della sua attività vitale, una parte è necessaria alla cellula per dividersi, e il resto viene da essa trasferito “nel vaso comune”, cioè viene inviato per mantenere altre cellule e tessuti.
È consuetudine distinguere le seguenti funzioni biologiche svolte dai lipidi:

1. Strutturale.
2. Barriera (protettiva).
3. Energia.
4. Stoccaggio (riserva).
5. Isolamento termico.
6. Lubrificante.
7. Isolante elettrico.
8. Regolatore (ormonale, enzimatico).
9. Trasporto.
10. Nutriente.
11. Segnale.

Diamo un'occhiata ad alcuni di essi.

Strutturale

La funzione strutturale dei grassi è che sono direttamente coinvolti nella struttura della parete cellulare (membrana esterna), che protegge la cellula dall'ambiente. Qui torna molto utile l’idrofobicità dei lipidi e la loro proprietà di non dissolversi in acqua. La membrana cellulare protettiva nella sua struttura è un doppio strato, costituito dal 50% di proteine ​​e dal 50% di grassi. Tali materiali da costruzione nel nostro corpo sono principalmente fosfolipidi, ma anche colesterolo, glicolipidi e lipoproteine.
La funzione strutturale (costruzione) dei grassi fornisce alla cellula la capacità di mantenere la sua forma e regolare i processi metabolici con altri tessuti e l'ambiente. I favi, così come lo strato superficiale (cuticola) di alcune piante, sono costituiti da cera, che non consente il passaggio dell'acqua e, quindi, fornisce protezione contro l'ingresso di umidità (nel primo caso) e l'evaporazione (nel secondo caso ). Pertanto, la funzione strutturale dei lipidi è indissolubilmente legata alla funzione barriera e può essere considerata non solo a livello della struttura di una singola cellula.

Energia

Non meno importante è la funzione energetica dei lipidi. Quando vengono scomposti, i grassi rilasciano una grandissima quantità di energia necessaria al nostro corpo e ai suoi organi per svolgere le loro funzioni.

Importante! Tutti sanno che la principale fonte di energia per un organismo vivente è il glucosio, tuttavia, la quota dei lipidi in questo processo è piuttosto significativa: grazie a loro riceviamo quasi un terzo della nostra “carica”.

Il ruolo importante dei grassi è anche quello di rappresentare una sorta di “magazzino” per immagazzinare energia: una volta entrati in una cellula con il sangue, vi si depositano sotto forma di goccioline di grasso, dopodiché, se necessario (ad esempio durante attività fisica seria), l’organismo Non resta che “guardare nei bidoni” e ricavare da lì la ricarica necessaria.
È questa capacità di riservare energia sotto forma di depositi di grasso che consente a molti animali, durante il letargo, di restare senza cibo per diversi mesi. Un seme germina secondo lo stesso principio: finché la giovane pianta non forma il proprio apparato radicale, si nutre dei lipidi in essa contenuti (non sorprende che i semi di molte piante contengano così tanto olio da essere utilizzati come materia prima per la sua produzione industriale).

Isolamento termico

Sopra abbiamo già menzionato la funzione barriera dei lipidi, che ci consente di proteggere la cellula dalla penetrazione dell'umidità (o, al contrario, dalla sua perdita). Ma i grassi aiutano anche a mantenere calde le cellule.

Lo sapevate? Le riserve di grasso in diversi rappresentanti della fauna sono distribuite in modo diverso nel corpo. Pertanto, in un cammello sono concentrati nella gobba, nelle pecore dalla coda grassa - nell'area della coda, e nelle balene, nelle foche e in altri mammiferi marini artici - sono distribuiti in tutto il corpo. Ciò si spiega con il fatto che nei primi due casi i depositi di grasso sono necessari principalmente per mantenere le “riserve interne” (funzione energetica e di accumulo), e nel secondo - anche per l'isolamento termico, perché una pelliccia in acqua fredda è un “vestito” del tutto inappropriato.

Lungo il percorso notiamo un'altra manifestazione della funzione barriera dei lipidi: lo strato di grasso che avvolge organi come i reni e l'intestino nel corpo umano fornisce loro un'ulteriore protezione da danni meccanici accidentali.

Lubrificante

Questa caratteristica è talvolta chiamata anche idrorepellente. Abbiamo già menzionato una delle sue manifestazioni usando l'esempio di un nido d'ape. L'idrofobicità dei lipidi non consente la distribuzione dell'acqua sulla loro superficie; l'umidità sembra essere scrollata di dosso, raccogliendosi in piccole goccioline. Piume di uccelli, peli di animali e pelle umana sono ricoperti da un sottile strato di cera che conferisce elasticità e protegge dall'umidità. Ognuno di noi ha visto con quanta facilità un cane esce dall'acqua per l'umidità in eccesso: basta solo scrollarsi di dosso vigorosamente.
Prova ad asciugare allo stesso modo un materiale che assorbe l'umidità (come un telo da mare) e il ruolo idrorepellente dei lipidi diventerà evidente. A proposito, questo è il motivo per cui è molto dannoso fare il bagno frequentemente agli animali domestici (cani e gatti): insieme al sapone, lo strato di grasso protettivo viene lavato via dalla loro pelle e con esso la barriera invisibile contro la penetrazione di varie sostanze nocive attraverso di esso viene distrutto.

Normativa

Sarebbe sbagliato affermare che i lipidi svolgano un ruolo primario nei processi biologici di base. Tuttavia, la loro funzione normativa è ancora evidente, anche se indiretta. Se i lipidi non regolano direttamente i processi vitali, lo fanno come componenti di altre sostanze, in particolare ormoni ed enzimi.
Come esempio di come funziona questa funzione, è sufficiente fornire solo alcuni fatti:

• il colesterolo è la base per la formazione di ormoni importanti come il testosterone, il progesterone e una serie di altri ormoni sessuali;
• necessario per garantire il metabolismo del fosforo;
• Un altro ormone di origine “lipidica” è il cortisone, questa sostanza è chiamata anche ormone surrenale.

Importante! Una delle possibili cause di ictus è un fallimento nel metabolismo dei lipidi.

Da quanto detto, diventa del tutto chiaro che la mancanza di alcuni lipidi nel corpo porterà inevitabilmente al fatto che molti processi vitali in esso cominceranno a "scivolare", quindi abbiamo bisogno dei grassi, tra le altre cose, come sorta di regolatore.

Separatamente sull'aumento della galleggiabilità

Parlando della funzione dei lipidi nella cellula, abbiamo già detto che i grandi mammiferi marini hanno grandi riserve di grasso, che consentono loro di non congelare (più precisamente, di trattenere il proprio calore corporeo) in acqua fredda. Tuttavia, c'è un'altra ragione per cui la natura ha dotato questi animali di questa proprietà.

Come sai da un corso di fisica scolastico, un corpo nell'acqua è soggetto a una forza di galleggiamento pari alla massa del liquido che sposta. Questa legge influenza direttamente un concetto come la galleggiabilità. Maggiore è la differenza tra il peso specifico dell'acqua e il peso specifico del corpo (“nuotatore”) in essa immerso, maggiore è questo stato. Se il peso specifico di un corpo è inferiore a quello dell'acqua, l'oggetto galleggia in superficie (galleggiabilità positiva); se è maggiore, affonda (galleggiabilità negativa).
Ma cosa c’entra questo con i lipidi? Si scopre che è il più diretto! Il peso specifico del corpo dipende da due fattori: il peso effettivo dei tessuti e il grado di riempimento di ossigeno dei polmoni. A loro volta, i tessuti, se parliamo di mammiferi, ad esempio, sono costituiti da ossa, muscoli e grasso. Inoltre, la componente più pesante in noi sono le ossa e la più leggera è il grasso. In altre parole, un aumento del volume corporeo dovuto ai depositi di grasso ne riduce il peso specifico e quindi aumenta la galleggiabilità.

Lo sapevate? Le donne e i bambini dai 10 ai 12 anni hanno un peso corporeo specifico inferiore rispetto agli uomini, quindi sono più galleggianti. Ciò è direttamente correlato alla maggiore quantità di tessuto adiposo in questa categoria.

In natura questa proprietà viene utilizzata non solo dai mammiferi marini sopra menzionati, ma anche da altri organismi viventi che vivono nell'acqua (pesci e anche alcuni tipi di alghe). Aumentando lo strato di grasso, questi rappresentanti della flora e della fauna riescono a rimanere nella colonna d'acqua, facendo molto meno sforzo (dispendio energetico). Pertanto, l’importanza dei lipidi nella natura vivente è difficile da sopravvalutare. Questo dovrebbe essere sicuramente ricordato da coloro che, alla ricerca di una figura snella, costringono il proprio corpo a seguire diete a basso contenuto di grassi, senza rendersi conto del danno irreparabile che stanno causando alla propria salute.

Lipidi (grassi).

Lipidi- chiamata miscela complessa di composti organici (composti con carbonio C), con proprietà fisico-chimiche simili:

- insolubile in acqua.
- buona solubilità nei solventi organici (benzina, cloroformio)

I lipidi sono ampiamente distribuiti in natura. Insieme alle proteine ​​e ai carboidrati, costituiscono la maggior parte delle sostanze organiche di tutti gli organismi viventi, essendo una componente essenziale di ogni cellula. I lipidi sono il componente più importante del cibo e ne determinano in gran parte il valore nutrizionale e il gusto.
Nelle piante si accumulano principalmente nei semi e nei frutti. Negli animali e nei pesci, i lipidi sono concentrati nel tessuto adiposo sottocutaneo, nella cavità addominale e nei tessuti che circondano molti organi importanti (cuore, reni), nonché nel cervello e nei tessuti nervosi. Soprattutto molti lipidi sono presenti nel tessuto adiposo sottocutaneo delle balene (25-30% della loro massa), delle foche e di altri animali marini. Negli esseri umani, il contenuto lipidico varia in media dal 10 al 20%.

Tipi di lipidi.

Esistono molti tipi di classificazioni dei grassi, noi analizzeremo quella più semplice, li divide in tre grandi gruppi:

- Lipidi semplici
- Lipidi complessi
- Derivati ​​lipidici.

Diamo un'occhiata a ciascun gruppo di lipidi separatamente, cosa contengono e a cosa servono.

Lipidi semplici.

1) Grassi neutri (o semplicemente grassi).

I grassi neutri sono costituiti da trigliceridi.

Trigliceridi - un lipide o grasso neutro che contiene glicerolo combinato con tre molecole di acidi grassi.

Glicerolo- composto chimico con la formula C3H5(OH)3, (liquido incolore, viscoso, inodore, dolciastro.)

Acido grasso– composti naturali o creati con uno o più gruppi - COOH (carbossile) che non creano legami ciclici (aromatici), con il numero di atomi di carbonio (C) nella catena di almeno 6.

I trigliceridi sono prodotti dalla scomposizione dei grassi alimentari e rappresentano una forma di deposito di grasso nel corpo umano. La maggior parte dei grassi alimentari (98%) sono trigliceridi. Il grasso viene anche immagazzinato nel corpo sotto forma di trigliceridi.

Tipi di acidi grassi:

- Acidi grassi saturi- contengono solo legami singoli tra atomi di carbonio con tutti gli altri legami attaccati agli atomi di idrogeno. La molecola si combina con il maggior numero possibile di atomi di idrogeno, motivo per cui l'acido viene chiamato saturo e differiscono dagli acidi insaturi in quanto rimangono solidi a temperatura ambiente.

Gli alimenti che contengono più grassi saturi sono strutto e strutto, pollo, grasso di manzo e agnello, burro e margarina. Gli alimenti ricchi di tali grassi includono salsicce, salsicce e altre salsicce, pancetta, carne magra normale; varietà di carne dette “marmorizzate”; pelle di pollo, pancetta; gelati, creme, formaggi; la maggior parte della farina e degli altri prodotti dolciari.

- acidi grassi insaturi - contengono uno o più doppi legami lungo la catena principale del carbonio. Ogni doppio legame riduce il numero di atomi di idrogeno che possono legarsi all'acido grasso. I doppi legami provocano anche una "flessione" negli acidi grassi, che impedisce il legame tra di loro.

Gli acidi grassi insaturi si trovano nelle fonti vegetali.

Possono essere suddivisi in due tipologie:
1) acidi grassi monoinsaturi – insaturi con un doppio legame. (ad esempio - olio d'oliva)
2) polinsaturi - acidi grassi insaturi con due o più doppi legami. (ad esempio - olio di lino)

Ci sarà un ampio argomento a parte sui grassi alimentari, esaminando in dettaglio tutte le loro proprietà.

2) Cere.

Le cere sono sostanze grasse di origine animale o vegetale, costituite da esteri di alcoli monovalenti e acidi grassi.

Esteri– composti – COOH (carbossile) in cui l'atomo di idrogeno nel gruppo HO è sostituito da un gruppo organico.

Alcoli– Composti –OH legati ad un atomo di carbonio.

In parole semplici, le cere sono sostanze plastiche informi che si ammorbidiscono facilmente se riscaldate, sciogliendosi in un intervallo di temperature compreso tra 40 e 90 gradi Celsius.

La cera d'api viene secreta da speciali ghiandole delle api mellifere, dalle quali le api costruiscono i favi.

Lipidi complessi.

Un lipide complesso è una combinazione di un trigliceride con altre sostanze chimiche.
Ci sono tre tipi in totale.

Fosfolipidi– glicerolo combinato con uno o due acidi grassi oltre all'acido fosforico.

La membrana cellulare è costituita da fosfolipidi. Il più popolare nei prodotti alimentari è la lecitina.

Glicolipidi – composti di componenti grassi e carboidrati. (Contenuto in tutti i tessuti, principalmente nello strato lipidico esterno delle membrane plasmatiche.)

Lipoproteine– complessi di grassi e proteine. (Plasma del sangue)

Derivati ​​lipidici.

Colesterolo- una sostanza grassa, simile alla cera, presente in ogni cellula del corpo e in molti alimenti. Una certa quantità di colesterolo nel sangue è necessaria, ma livelli elevati possono portare a malattie cardiache.

Una grande quantità di colesterolo si trova nelle uova, nelle carni grasse, nelle salsicce e nei latticini grassi.

Una volta definita la classificazione generale, quali funzioni svolgono i lipidi?

Funzioni.

- Funzione strutturale.

I fosfolipidi partecipano alla costruzione delle membrane cellulari di tutti gli organi e tessuti. Sono coinvolti nella formazione di molti composti biologicamente importanti.

- Funzione energetica.

Quando i grassi vengono ossidati, viene rilasciata una grande quantità di energia, che va alla formazione di ATP. Una parte significativa delle riserve energetiche del corpo è immagazzinata sotto forma di lipidi, che vengono consumati in caso di carenza di nutrienti. Gli animali e le piante in letargo accumulano grassi e oli e li usano per mantenere i processi vitali. L'alto contenuto di lipidi nei semi delle piante garantisce lo sviluppo dell'embrione e della piantina prima che passino alla nutrizione indipendente. I semi di molte piante (palma da cocco, olio di ricino, girasole, soia, colza, ecc.) servono come materia prima per la produzione industriale di olio vegetale. Con la scomposizione completa di 1 g di grasso vengono rilasciati 38,9 kJ di energia. che è circa 2 volte di più rispetto ai carboidrati e alle proteine.

- Isolamento protettivo e termico

Accumulandosi nel tessuto sottocutaneo e attorno ad alcuni organi (reni, intestino), lo strato di grasso protegge il corpo dell'animale e i suoi singoli organi dai danni meccanici. Inoltre, a causa della bassa conduttività termica, lo strato di grasso sottocutaneo aiuta a trattenere il calore, il che consente, ad esempio, a molti animali di vivere in climi freddi.
Lubrificante e idrorepellente.
La cera copre la pelle, la lana, le piume, le rende più elastiche e le protegge dall'umidità. Le foglie e i frutti di molte piante hanno un rivestimento ceroso.

- Normativa.

Molti ormoni sono derivati ​​del colesterolo, ad esempio gli ormoni sessuali (testosterone A uomini e progesterone nelle donne) e corticosteroidi. Derivati ​​del colesterolo, la vitamina D svolgono un ruolo chiave nel metabolismo del calcio e del fosforo. Gli acidi biliari sono coinvolti nei processi di digestione. Nelle guaine mieliniche (carica non conduttiva) degli assoni delle cellule nervose, i lipidi svolgono la funzione isolante durante la conduzione degli impulsi nervosi.

- Fonte di acqua metabolica.

L'ossidazione di 100 g di grasso produce circa 105-107 g di acqua. Quest'acqua è molto importante per alcuni abitanti del deserto, in particolare per i cammelli, che possono fare a meno dell'acqua per 10-12 giorni: il grasso immagazzinato nella gobba viene utilizzato proprio per questi scopi. Orsi, marmotte e altri animali in letargo ottengono l'acqua di cui hanno bisogno per vivere attraverso l'ossidazione dei grassi.

I lipidi sono una classe di composti organici. Svolgono un ruolo importante nella vita umana. Esistono 2 tipi di sostanze: lipidi complessi e semplici. Quelli semplici contengono molecole di alcol e acido biliare, mentre quelli complessi contengono composti molecolari aggiuntivi.

I lipidi sono presenti in molti prodotti, sono inclusi in molti farmaci e vengono utilizzati nell'industria alimentare. Le cellule lipidiche si trovano in tutti gli organi e tessuti umani e sono una fonte di energia.

Differenza tra lipidi e grassi

Sebbene i grassi siano un sottotipo di lipidi, hanno un profilo leggermente diverso e differiscono per struttura, densità e composizione. I grassi (trigliceridi) comprendono solo alcuni tipi di lipidi, che consistono in composti di alcol glicerolico e acidi di carbonio. I grassi, come le cellule lipidiche, sono elementi integrali per il pieno funzionamento del corpo.

Proporzione di lipidi nella cellula

Cosa sono i lipidi: concetto e funzioni

Ogni tipo di lipide svolge un ruolo speciale nella formazione, nel funzionamento e nella costruzione del corpo umano. La mancanza di qualsiasi sostanza si manifesta con disfunzioni d'organo, debolezza delle membrane dei globuli rossi e indica alcuni problemi di salute. Le cellule lipidiche sono coinvolte nei processi:

• convertire le sostanze che entrano nel corpo in energia;
• divisione e processo catalitico di rigenerazione cellulare;
• produzione di sostanze ormonali ed elementi del sangue;
• invio di impulsi nervosi al cervello;
• protezione degli organi;
• respiro.

La loro partecipazione ai processi fisiologici non si limita a questo, ma queste sono le principali funzioni svolte dai composti lipidici.

Se consideriamo il ruolo dei lipidi per il corpo, sono coinvolti in quasi tutti i processi. Senza sostanze lipidiche, il funzionamento delle cellule nel corpo è impossibile.

Senza lipidi, una persona non sarebbe in grado di esistere pienamente. Ci sono 7 funzioni principali.

1. Energia. La disgregazione delle cellule lipidiche libera energia, che consente all'organismo di svolgere processi importanti (respirazione, crescita, mobilità, ecc.).
2. Riserva. Con l'energia in eccesso che entra nel corpo con i lipidi, le sostanze si depositano, creando una riserva energetica, che una persona vede sul suo corpo come chili in più e centimetri in vita. Quando il volume dei lipidi è insufficiente o non necessario, il tessuto lipidico viene scomposto, rilasciando la quantità di energia necessaria.
3. Strutturale e barriera. I lipidi agiscono come una sorta di membrana nella struttura spaziale e strutturale delle cellule. Formano una doppia parete, proteggendo la cellula dalla distruzione e garantendo la conservazione della sua forma. Di conseguenza, la cellula funziona normalmente, eseguendo le sue funzioni.
4. Trasporto. Il trasporto di sostanze in tutto il corpo è un compito secondario dei lipidi. Questa funzione è eseguita dalle lipoproteine, che includono le cellule proteiche del plasma. Sono le proteine ​​che aiutano a trasportare le sostanze tra gli organi e i sistemi del corpo.
5. Enzimatico. Senza lipidi, il corpo non sarebbe in grado di produrre enzimi coinvolti nella scomposizione dei composti organici. Il valore delle cellule lipidiche sta nell'aiutare ad assorbire i grassi sani. Sebbene i lipidi non siano sostanze enzimatiche, svolgono un ruolo essenziale nella digestione.
6. Segnale. Sono coinvolti composti lipidici complessi. I glicolipidi consentono la trasmissione degli impulsi tra le cellule del sistema nervoso.
7. Normativa. Come per gli enzimi, la funzione regolatrice è considerata secondaria. I lipidi nel sangue hanno scarso effetto sul decorso dei processi somatici. Tuttavia, sono presenti negli ormoni prodotti dalle ghiandole surrenali e dal sistema genito-urinario. Le sostanze ormonali steroidee regolano il funzionamento del sistema riproduttivo, sono responsabili della crescita e dello sviluppo del corpo e supportano il sistema immunitario. Pertanto, con una carenza di lipidi, la funzione regolatrice verrà interrotta, il che influenzerà molti processi nel corpo.

Membrana cellulare

Formazione del doppio strato da parte di monomeri lipidici

Le molecole monomeriche sono una miscela di sostanze chimiche che possono formare composti complessi quando legati tra loro. Le pareti della membrana cellulare hanno un doppio strato lipidico. La molecola che forma la membrana è composta da 2 parti: idrofoba (la coda, che non è a contatto con l'ambiente acquoso) e idrofila (la testa, che è a contatto con l'acqua).

L'idrofobicità è una proprietà fisica di una molecola che tende a non entrare in contatto con l'acqua.

Il doppio strato si forma a causa della rotazione del lato idrofilo sia verso l'interno che verso l'esterno della cellula. Gli idrofobi, che evitano l'acqua, praticamente si toccano, trovandosi tra i 2 strati. All'interno del doppio strato risultante possono essere presenti altre sostanze miste, ad esempio: carboidrati e altri composti complessi. Forniscono la regolazione della penetrazione delle sostanze organiche attraverso lo spessore della parete cellulare.

Formazione del doppio strato e metodi di unione delle molecole

Biochimica dei lipidi

Poiché il ruolo biologico dei lipidi è importante, essi sono strettamente correlati a molti processi vitali. Si trovano in quasi tutti i prodotti alimentari, saturando il corpo di energia. Quando c'è una carenza di trigliceridi, il corpo scompone proteine ​​e carboidrati per garantire la funzione degli organi.

I lipidi nel sangue sono strettamente correlati al metabolismo delle sostanze.

1. ATP. L'acido è considerato l'unità energetica della materia vivente. L'acido adenosina trifosforico assicura il trasporto dei nutrienti, la disinfezione degli elementi tossici e la divisione cellulare.
2. Acido nucleico. Parte strutturale del DNA. Quando i lipidi vengono scomposti, parte dell'energia viene spesa nella divisione cellulare, durante la quale si formano nuovi filamenti di DNA.
3. Aminoacidi. Parte strutturale delle proteine. Combinandosi con i lipidi, si trasformano in lipoproteine ​​che trasportano sostanze utili nel corpo.
4. Steroidi. Ormoni con alti livelli di lipidi. Se sono scarsamente assorbiti, aumenta il rischio di patologie del sistema endocrino in una persona.

Acidi nucleici

Metabolismo dei lipidi

I grassi entrano nel corpo principalmente attraverso il cibo. Viene schiacciato in bocca, il cibo viene mescolato con la saliva, che provoca una parziale solubilità sotto l'influenza della lipasi, uno dei componenti della saliva.

Sotto l'influenza della lipasi, gli esteri dell'acilglicerolo vengono idrolizzati.

L'emulsificazione del grasso (miscelazione con acqua) rende il substrato idrofobo suscettibile all'attacco della lipasi. Quando il cibo viene ingerito, entra nello stomaco, dove i lipidi vengono scomposti in sostanze semplici nell'acido cloridrico.

Poiché i lipidi non sono solubili in acqua, non si disintegrano immediatamente quando entrano nell'intestino. Lì, la fosfolipasi scompone i fosfolipidi e la colesterolo esterasi scompone il colesterolo grazie al succo pancreatico secreto. Successivamente, gli enzimi lipidici insolubili vengono assorbiti nelle pareti dell'intestino tenue.

Il compito di ciascun enzima è distruggere forti legami molecolari o composti di atomi nelle molecole.

Trasporto dei lipidi

L'importanza dei trigliceridi per la salute dell'epidermide e dei capelli

La pelle contiene ghiandole sebacee che secernono secrezioni ricche di grassi. La carenza di lipidi influenza il corso dei processi fondamentali nella rigenerazione delle cellule dermiche e ciliate. I grassi sono importanti per la salute della pelle e degli annessi adiacenti:

• i capelli contengono la maggior parte dei lipidi complessi, senza i quali si ammalano, perdono il loro aspetto sano e curato e la loro lucentezza;
• la carenza di grasso porta ad una mancanza di energia per la rigenerazione delle cellule della pelle;
• il derma si secca e perde elasticità se il corpo sperimenta regolarmente una carenza di trigliceridi;
• la scarsa secrezione delle ghiandole sebacee non fornirà una buona protezione dello strato corneo del derma dai fattori ambientali aggressivi;
• Un contenuto di grassi sufficiente rende le unghie più dure.

Per sopperire alla carenza è necessario seguire una dieta sana e utilizzare cosmetici appositi contenenti lipidi.

Classificazione

Classificazione e caratteristiche dei tipi di lipidi

La classificazione si basa sulla struttura chimica strutturale dei lipidi: semplice e complessa. Ma ci sono altre sostanze che vengono suddivise secondo criteri particolari.

1. Esogeno ed endogeno. I primi entrano nell'organismo dall'esterno (cosmetici, farmaci, ecc.), dopodiché vengono assorbiti dai grassi. Inoltre, alcuni componenti della loro sintesi vengono convertiti in altri composti: lipidi endogeni.
2. Acido grasso. Elemento lipidico strutturale. Le proprietà delle sostanze acide grasse variano a seconda del loro contenuto. Un esempio è una fonte di energia - trigliceridi, lipidi (suddivisi in acilgliceridi neutri e cere) - il risultato della combinazione dell'alcool glicerolico con alcuni acidi o altri triacilgliceroli neutri e lipidi alchilici, triacilgliceroli. Il corpo riceve un complesso di acidi grassi insieme al cibo, dopo di che vengono convertiti e utilizzati per svolgere funzioni biologiche. Le migliori fonti di acidi sono i grassi animali e quelli ottenuti da piante, vegetali tropicali e grassi industriali.
3. Saturato e insaturo. I primi non hanno praticamente qualità utili, poiché sono scarsamente assorbiti. Questi ultimi si dividono in 2 tipologie: monoinsaturi (aiutano a ridurre i livelli di colesterolo nel siero del sangue) e polinsaturi (non prodotti dall'organismo, forniti solo con il cibo).
4. Fosfolipidi. Insieme al colesterolo, costituiscono la materia prima per la creazione delle pareti cellulari. I glicerofosfolipidi aiutano a trasportare i nutrienti in tutto il corpo.
5. Glicerolo e trigliceridi. I glicerolipidi sono responsabili dell’approvvigionamento energetico. I trigliceridi rilasciano energia, mantenendo i muscoli attivi.
6. Lipidi beta. Il secondo nome è beta lipoproteine. L'eccesso di sostanza danneggia i vasi sanguigni, causando lo sviluppo dell'aterosclerosi. La ragione di ciò è il colesterolo, che i beta-lipidi trasportano in tutto il corpo. A volte capita che rimanga incastrato nei lumi dei vasi sanguigni.

Struttura e formula molecolare dei fosfolipidi

Lipidi nella dieta

Come i carboidrati (oligosaccaridi, polisaccaridi e monosaccaridi) e le proteine, la maggior parte dei grassi lipidici sono ottenuti dal cibo, ma alcuni sono sintetizzati dal fegato. Hanno il più alto contenuto calorico tra gli altri elementi, quindi il loro consumo eccessivo provoca un aumento di peso, poiché il corpo inizierà automaticamente a immagazzinare il grasso in eccesso. La carenza servirà da impulso per lo sviluppo di molte patologie, tra cui disturbi del sistema muscolo-scheletrico, depressione delle capacità mentali, ecc.

L'organismo consuma ogni giorno una certa quantità di lipidi, durante il movimento e a riposo, bruciandoli e convertendoli in energia. Dopotutto, più una persona si muove, migliore è il suo metabolismo naturale, più veloce è la catalisi dei grassi, perde peso o mantiene invariato il suo peso. Con una carenza a lungo termine di lipidi, che devono essere forniti con il cibo, i sistemi interni e gli organi consumano riserve precedentemente “nascoste” di grassi sottocutanei. Per le donne è più difficile utilizzare i depositi che per gli uomini.

Il volume elementare principale dei lipidi si trova nella carne, nel latte, nelle noci, nei formaggi e nel burro. Si consiglia di includere questi prodotti nel menu giornaliero per aumentare i livelli lipidici.

Le noci sono ricche di lipidi

Per determinare il livello generale delle sostanze organiche, è possibile sottoporsi ad un'analisi speciale, sulla base dei risultati della quale il medico trarrà una conclusione, confronterà gli indicatori con una tabella di standard stabiliti, prescriverà un trattamento e deciderà la necessità di ulteriori diagnosi. I livelli dei lipidi devono essere ridotti o aumentati sotto la supervisione di uno specialista in base al regime terapeutico prescritto.

L'autosomministrazione di farmaci è vietata poiché può provocare cambiamenti distruttivi della membrana e disfunzione del metabolismo lipidico. Se una donna incinta assume il trattamento sbagliato, il feto o il neonato potrebbero subire un'interruzione del processo di mielinizzazione (rivestimento delle fibre nervose con mielina).

È meglio condurre lo studio in cliniche private, ad esempio: nella rete di laboratori Invitro. Ci sono filiali di questa organizzazione medica in quasi tutte le città. Queste istituzioni mediche dispongono di moderne attrezzature funzionali, grazie alle quali è possibile ottenere rapidamente risposte di analisi con decodifica e caratteristiche della formula del sangue.

Puoi vedere chiaramente come avviene il metabolismo dei lipidi e informazioni di base sulla sostanza in questo video educativo:

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