Какую функцию в клетке выполняют липиды, источники их пополнения

ЛПНП (липопротеиды низкой плотности, бета-липопротеиды) — норма и отклонения

Биохимический анализ определения концентрации ЛПНП (липопротеидов низкой плотности, бета-липопротеидов) в крови — специфичный тест для оценивания риска патологических процессов в сердце и сосудах, назначения эффективного лечения этой проблемы.В кровяном русле человека циркулируют комплексы жиров и протеинов — липопротеиды, которые отличаются концентрацией в них жироподобного вещества, синтезированного печенью — холестерина. Различают:

• очень низкую плотность липопротеидов;
• альфа-липопротеиды (высокую плотность);
• бета-липопротеиды (низкую плотность).

Липопротеиды низкой плотности состоят из белковой оболочки (апопротеина — 25%), жирных кислот (триглицеридов — 10%), других жиров (липидов — 10%), холестерина (55%). Именно поэтому ЛПНП называют «плохим холестерином» и считают главным фактором, провоцирующим атеросклероз — патологию, поражающую крупные сосуды в результате накопления холестерина и образования «жировых бляшек».Холестерин является незаменимым компонентом клеточной оболочки (мембраны) и участвует в синтезе гормонов стероидной группы, витамина Д и желчных кислот

В артериальную систему человеческого организма холестерин поступает с липопротеидами низкой плотности, это и объясняет высокий риск развития заболевания атеросклероза и нарушения кровоснабжения сердечной мышцы (коронарной болезни) при повышении уровня этих липопротеидов.Для классификации гипер-липопротеидемии и проведения эффективного лечения этой патологии важное значение отводится биохимическому исследованию концентрации бета-липопротеидов.

Показания для проведения биохимического анализа

Исследование уровня липопротеидов низкой плотности входит в состав липидной панели, в которую включены тестирование общего холестерина, альфа-липопротеидов и триглицеридов.Опытные терапевты и кардиологи назначают проведение биохимического анализа для оценивания риска развития атеросклероза и ишемии пациентам при:

• повышенном артериальном давлении;
• сахарном диабете;
• заболеваниях печени;
• избыточной массе тела;
• злоупотреблении никотином и спиртными напитками;
• низкой физической активности;
• возрасте после 55 лет;
• перенесенном инсульте или инфаркте.

Методика проведения исследования уровня ЛПНП

Биохимический анализ проводится из плазмы без фибриногена, забор крови производят в лечебном учреждении из вены.Пациентам необходимо:1. За день до отбора крови ограничить физические нагрузки.2. Ужинать до 19 часов, запрещено спиртное и жирная пища.3. Утром нельзя пить кофе, сок и курить.За день до отбора крови ограничить физические нагрузки.Для определения уровня бета-липопротеидов используют прямую ферментативно-колориметрическую методику, основанную на взаимодействии искомого вещества со специфическими реагентами. Количество фракции определяет фотоколориметр.

Интерпретация результата анализа

Концентрацию ЛПНП в крови различают по следующим степеням:

• оптимальная: от 0,3 до 2,4 ммоль/л;
• близкая к оптимальной: от 2,5 до 3,1 ммоль/л;
• погранично высокой: от 3,2 до 3,9 ммоль/л;
• высокой: от 4,0 до 4,8 ммоль/л;
• очень высокой: более 4,8 ммоль/л.

Высокий уровень липопротеидов низкой плотности наблюдается при:

• гипотиреозе;
• почечной недостаточности;
• сахарном диабете;
• нервной анорексии;
• беременности;
• наследственной гипер-беталипопротеинемии;
• порфириновой патологии;
• дефекте иммунной системы — снижении уровня иммуноглобулинов.

Низкая концентрация бета-липопротеидов характерна для:

• гипертиреоза;
• стресса;
• хронической анемии;
• воспалительных заболеваний суставного аппарата;
• хронических болезней легких;
• тяжелых патологиях печени.

Повышению уровня ЛПНП способствует прием анаболических стероидов, кортикостероидов, андрогенов, а также длительное голодание и употребление продуктов, содержащих животные жиры.

Липиды в составе диеты человека

Среди липидов в диетическом питании человека обычно используются триглицериды – нейтральные жиры. Они являются богатым источником энергии, а также они требуются для всасывания витаминов с жирорастворимой структурой.

Насыщенные кислоты имеются в составе следующей пищи:

• различных видов мяса – говядины, свинины, баранины, птицы;
• молочных продуктов;
• некоторых тропических фруктов, а именно кокосов.

Ненасыщенные виды кислот могут попадать в организм человека при употреблении следующих видов продуктов:

• орехов;
• семечек подсолнечника;
• оливкового и других растительных масел.

Главными источниками холестерола в рационе является мясо, внутренние органы животных, яичные желтки, молочные продукты, рыба.

Для справки! Организация American Heart Association советует потреблять липиды в количестве не больше 30% от общего рациона. При диете стоит уменьшить содержание насыщенных кислот до 10% от всех жиров. Не нужно принимать больше 300 мг холестерола в сутки (этот объем входит в состав одного яичного желтка).

Липиды – важные элементы, которые имеют огромное значение для природы и человека. Данные вещества обладают сложным составом, а их классификация объединяет множество групп и подгрупп, которые обладают разными свойствами и отличительными функциями.

Простые липиды

К простым липидам относятся триацилглицеролы (нейтральные жиры) и воска (см. Рис. 1).

1. Нейтральные жиры – это самые распространенные липиды, встречающиеся в природе. Их молекулы образуются в результате присоединения трех остатков высокомолекулярных жирных кислот к одной молекуле трехатомного спирта глицерина.

Среди соединений этой группы различают жиры, остающиеся твердыми при температуре 20 °С, и масла, которые в этих условиях становятся жидкими.

2. Воска – это сложные эфиры, образуемые жирными кислотами и многоатомными спиртами. Они покрывают кожу, шерсть, перья животных, смягчая их и защищая их от воды. Также из восков пчёлы строят соты.

Рис. 1. Простые липиды

Основные функции жиров в организме человека

Какие функции в организме выполняют жиры? Их множество — химические, физические, питательные, защитные и даже эстетические.

Биохимические методы исследования

Биохим, определение Л. проводится гл. обр. в плазме или сыворотке крови, значительно реже в кале (с целью диагностики стеатореи) и моче (при липурии). Определение Л

в плазме крови особенно важно при заболеваниях, сопровождающихся повышением их концентрации в крови (гиперлипидемиях). К ним относятся некоторые заболевания печени (острые и хрон, гепатиты, цирроз и др.), липоидный нефроз (нефротическая гиперлипидемия), сахарный диабет, атеросклероз, панкреатиты, гипотиреоз

Широко применяется определение Л. (холестерина и триглицеридов) в крови при фенотипировании первичных и вторичных гиперлипопротеинемий с целью диагностики и рационального диетического и медикаментозного лечения. Снижение содержания Л. в крови (гиполипидемия) наблюдается реже — при длительном голодании или резко ограниченном потреблении жиров и при гипертиреозе.

При исследовании Л. в крови необходимо строго придерживаться следующих общих принципов: 1) взятие крови производится натощак спустя 10—12 час. после последнего приема пищи; 2) плазма (сыворотка) крови, используемая для анализа, не должна быть гемолизированной; 3) для экстрагирования Л. применяются органические растворители высокой степени очистки; 4) стандарты или референтные препараты Л. сопоставляют с международными стандартами и хранят в замороженном состоянии.

Существует несколько методов определения общих Л. в плазме (сыворотке) крови. Широкое применение нашли гравиметрические методы, основанные на экстрагировании Л. из плазмы крови смесью органических растворителей, с последующим их выпариванием и взвешиванием липидного остатка. Эти методы, однако, не отличаются высокой точностью.

Ряд методов основан на окислении общих Л. хромовой кислотой с последующим титриметрическим или колориметрическим количественным определением (см. Колориметрия, Титриметрический анализ). Широко применяется метод, основанный на цветной реакции, к-рую дают продукты распада Л. с сульфофосфованилиновым реактивом. Метод определения общих Л. в сыворотке крови с сульфофосфованилиновым реактивом принят у нас в стране в качестве унифицированного; содержание Л. в сыворотке крови здорового человека, определенное этим методом, в среднем составляет 350—800 мг%.

Концентрацию общих Л. в сыворотке крови определяют также методом Свана в модификации Л. К. Баумана (окрашенные судаковым черным Л. количественно извлекаются из сыворотки крови и определяются фотометрически) и турбидиметрическим методом (метод Хуэрго), в основу к-рого положено измерение оптической плотности жировой эмульсии, образуемой при взаимодействии серной к-ты с n-диоксановым экстрактом Л. сыворотки крови. Методом Хуэрго в сыворотке крови здорового человека определяется 500 — 700 мг% общих Л.

Для определения триглицеридов наиболее часто применяют методы, в основе которых лежит гидролитическое расщепление триглицеридов. Образовавшийся в результате гидролиза глицерин окисляют до формальдегида и последний определяют колориметрически. Наибольшей точностью из таких методов обладает метод Карлсона, часто применяемый в модификации Игнатовской (H. Ignatowsca).

Для определения холестерина используют методы, основанные на цветной реакции Либерманна— Бурхарда (см. Либерманна-Бурхарда реакция), причем наибольшей точностью из них обладает метод Абелля (см. Абелля метод). Кроме того, для определения холестерина и триглицеридов в крови начинают применять высокоспецифические энзиматические методы с использованием готовых наборов реактивов. Наконец, для определения этих Л. используют автоанализаторы — отечественный прибор АБМ-1, автоанализатор АА-2 фирмы «Техникой» и др. (см. Автоанализаторы).

Методы определения фосфолипидов основаны на экстрагировании или осаждении фосфолипидов из плазмы (сыворотки) крови, минерализации фосфолипидного фосфора, проведении цветной реакции на фосфор и колориметрическом измерении интенсивности окраски (см. Блура метод).

Для определения неэтерифицированных жирных к-т используют титриметрические и колориметрические методы. Из последних наиболее часто применяют методы, основанные на том, что жирные к-ты образуют с медью соли, которые в свою очередь образуют цветные комплексы с диэтил дитиокарбаматом натрия и другими соединениями.

Для разделения Л. используют методы тонкослойной хроматографии, часто с последующим анализом жирных к-т с помощью газожидкостной хроматографии (см. Хроматография).

Значение липидов в клетке. Строение и функции липидов

Липиды не имеют единой химической характеристики. В большинстве пособий, давая определение липидам , говорят, что это сборная группа нерастворимых в воде органических соединений, которые можно извлечь из клетки органическими растворителями — эфиром, хлороформом и бензолом. Липиды можно условно разделить на простые и сложные.

Простые липиды в большинстве представлены сложными эфирами высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина — триглицеридами. Жирные кислоты имеют: 1) одинаковую для всех кислот группировку — карбоксильную группу (–СООН) и 2) радикал, которым они отличаются друг от друга. Радикал представляет собой цепочку из различного количества (от 14 до 22) группировок –СН₂–. Иногда радикал жирной кислоты содержит одну или несколько двойных связей (–СН=СН–), такую жирную кислоту называют ненасыщенной . Если жирная кислота не имеет двойных связей, ее называют насыщенной . При образовании триглицерида каждая из трех гидроксильных групп глицерина вступает в реакцию конденсации с жирной кислотой с образованием трех сложноэфирных связей.

Если в триглицеридах преобладают насыщенные жирные кислоты , то при 20°С они — твердые; их называют жирами , они характерны для животных клеток. Если в триглицеридах преобладают ненасыщенные жирные кислоты , то при 20 °С они — жидкие; их называют маслами , они характерны для растительных клеток.

1 — триглицерид; 2 — сложноэфирная связь; 3 — ненасыщенная жирная кислота;4 — гидрофильная головка; 5 — гидрофобный хвост.

Плотность триглицеридов ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают, находятся на ее поверхности.

К простым липидам также относят воски — сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов (обычно с четным числом атомов углерода).

Сложные липиды . К ним относят фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины и др.

Фосфолипиды — триглицериды, у которых один остаток жирной кислоты замещен на остаток фосфорной кислоты. Принимают участие в формировании клеточных мембран.

Гликолипиды — см. выше.

Липопротеины — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения липидов и белков.

Липоиды — жироподобные вещества. К ним относятся каротиноиды (фотосинтетические пигменты), стероидные гормоны (половые гормоны, минералокортикоиды, глюкокортикоиды), гиббереллины (ростовые вещества растений), жирорастворимые витамины (А, D, Е, К), холестерин, камфора и т.д.

Классификация

Жиры являются сложными соединениями, которые могут встречаться в разных модификациях, они выполняют разные функции

Они представляют особую важность для клеток, принимают участие в многочисленных процессах человеческого организма. По этой причине классификация липидов достаточно обширная, она включает множество видов жиров, их основные признаки

Ниже в таблице имеется полная классификация жиров в зависимости от строения.

Описанные жиры относятся к омыляемым, во время их гидролиза получается мыло. Отдельно в группу неомыляемых жиров, а именно не вступающих в реакцию с водой, включают стероиды.

В зависимости от строения стероиды подразделяют на подгруппы:

• Стерины. Это стероидные спирты. Они содержатся в составе животных и растительных тканей (холестерин, эргостерин).
• Желчные кислоты. Производные холевой кислоты. Они содержат одну группу –СООН. Обеспечивают полноценное растворение холестерина и переваривание липидов. К этой группе можно отнести такие виды жирных кислот, как холевая, дезоксихолевая, литохолевая.
• Стероидные гормоны. Обеспечивают усиленный рост и развитие организма. К этой группе относятся гормоны – кортизол, тестостерон, кальцитриол.

Существует большая группа – липопротеины. Это сложные соединения жиров и белков (аполипопротеинов). Липопротеины относятся к сложным белкам, но не к жирам.

В их составе имеются разнообразные сложные эфиры:

• холестерины;
• фосфолипиды;
• нейтральные жиры;
• жирные кислоты.

Выделяют две группы липопротеинов:

• Растворимые. Содержатся в плазме крови, молоке, желтке.
• Нерастворимые. Имеются в составе плазмалеммы, оболочки нервных волокон, хлоропластов.

Жиры в зависимости от физической структуры разделяют на твердые, жиры, масла. По нахождению в организме выделяют резервные (непостоянные, зависят от питания) и структурные (генетические обусловленные) жиры. В соответствии с происхождением бывают животными и растительными.

Типы жировой ткани

Основные функции жиров в организме человека зависят также от типа жировой ткани, в которой они находятся. Выделяют несколько ее видов.

Подкожный и висцеральный жир

Первый представляет собой жировую прослойку на всем теле человека. Ее толщина неодинакова и достигает максимальных значений на спине, ногах, плечах. Главная функция — сохранение тепла и защита от повреждений. При ее избыточной толщине возрастает нагрузка на сердце и увеличивается потребность в энергии. Висцеральный жир накапливается только в районе брюшной полости. Помимо тех же защитной и терморегулирующей функций, он также помогает внутренним органам сохранять правильное положение и участвует в выработке некоторых гормонов, например, половых. Избыток этого типа жира грозит травмами органов брюшной полости, воспалительными процессами и нарушением репродуктивных функций.

Белый и бурый жир

Бурая (коричневая) жировая ткань у людей достигает максимального значения в детском возрасте (5% от массы тела), а затем постепенно уменьшается. У взрослых она сохраняется в небольшом количестве только в области шеи, плеч, спины и почек. Весь остальной жир в организме человека является белым (желтым). Основное отличие в их функциях состоит в следующем. Белая ткань используется для хранения запасов энергии, а бурая — для производства тепла и поддержания энергетического баланса. Вот почему бурый жир более типичен для животных, впадающих в спячку. Он позволяет мгновенно сжигать жирные кислоты и превращать их в тепло, минуя фазу синтеза АТФ. Таким образом, он ускоряет метаболизм, предотвращая развитие ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Опыты подтверждают, что белый жир превращается в бурый при интенсивных физических нагрузках, а также в холодном климате .

По материалам:

1. https://study.com/academy/answer/what-are-fats.html
2. https://healthyeating.sfgate.com/lipids-used-body-8282.html
3. https://www.eufic.org/en/whats-in-food/article/facts-on-fats-dietary-fats-and-health
4. https://healthyeating.sfgate.com/lipids-used-body-8282.html
5. https://www.bodybuilding.com/fun/drobson4.htm
6. https://www.topsante.co.uk/womens-health/much-fat-body-need-function-properly/
7. https://healthyeating.sfgate.com/normal-amount-body-fat-man-woman-should-have-7932.html
8. https://primalxfitness.com/what-is-the-function-of-fats-in-our-diet-why-are-they-so-important/
9. https://www.helpguide.org/articles/healthy-eating/choosing-healthy-fats.htm/
10. https://www.eufic.org/en/whats-in-food/article/facts-on-fats-dietary-fats-and-health

Список продуктов насыщенных и ненасыщенных жиров, чем отличаются

Польза оливкового масла для организма

Мононенасыщенные жиры

Как трансжиры обозначают на продуктах?

Как вывести трансжиры из организма?

Нейтральные липиды

Нейтральные липиды представляют собой сложные эфиры высших жирных кислот и спиртов (высших одноатомных, глицерина, холестерина и др). Наиболее важными из них являются триацилглицериды и воски.

Триацилглицериды

Триацилглицериды – это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот.

Общая формула:

Простые триацилглицериды содержат остатки одинаковых, смешанные – разных жирных кислот. Названия триацилглицеридов строятся на основе названий ацильных остатков, входящих в их состав жирных кислот.

Смешанные триацилглицериды могут содержать хиральный атом углерода в положении 2 и иметь энантиомеры, например:

Для их обозначения используется стереоспецифическая нумерация (sn). Если в проекции Фишера группа ОН (или ее производное) при С₂находятся слева, то атому С над ней присваивается номер 1, а под ней – номер 3 и наоборот, например:

Триацилглицериды – малополярные, не растворимые в воде вещества, так как их молекулы не содержат сильнополярных или заряженных групп. Триацилглицериды, содержащие преимущественно остатки ненасыщенных кислот, при обычных условиях являются жидкостями, насыщенных кислот – твердыми веществами. Они входят в состав животных жиров и растительных масел, которые представляют собой смеси триацилглицеридов. Животные жиры содержат в основном триацилглицериды с остатками насыщенных кислот и поэтому имеют твердую консистенцию. Растительные масла включают в основном остатки ненасыщенных кислот и являются жидкостями. Основная биологическая функция триацилглицеридов – запасные вещества животных и растений.

Химические свойства триацилглицеридов определяются наличием сложноэфирной связи и ненасыщенностью. Как сложные эфиры триацилглицериды гидролизуются под действием кислот и щелочей, а также вступают в реакцию переэтерификации.

При щелочном гидролизе (омылении) жиров образуются соли жирных кислот (мыла). Их молекулы дифильны (содержат полярную “голову” и неполярный “хвост”), что обуславливает их повехностно-активные свойства и моющее действие.

По реакции переэтерификации получают смеси сложных эфиров жирных кислот, которые в отличие от самих кислот легко летучи и могут быть разделены путем перегонки или газожидкостной хроматографии. Далее путем гидролиза их превращают в индивидуальные карбоновые кислоты или используют в виде эфиров, например, в качестве лекарственных препаратов, восполняющих недостаток незаменимых жирных кислот в организме (лекарственный препарат линетол ).

Триацилглицериды, содержащие остатки ненасыщенных жирных кислот, вступают в реакции присоединения по двойной связи.

Реакция присоединения галогенов используется для определения содержания остатков ненасыщенных кислот в жирах. Количественной характеристикой степени ненасыщенности жиров служит иодное число – количество иода (в г), которое могут поглотить 100 г жира. У животных жиров иодное число меньше 70, у растительных масел больше 70.

Важным промышленным процессом является гидрогенизация жиров – каталитическое гидрирование растительных масел, в результате которого водород насыщает двойные связи, и жидкие масла превращаются в твердые жиры (маргарин). В процессе гидрогенизации происходит также изомеризация – перемещение двойных связей (при этом из полиненасыщенных кислот образуются кислоты с реакционноспособными, в том числе и в реакциях окисления, сопряженными двойными связями) и изменение их стереохимической конфигурации ( цис в транс ), а также частичное расщепление сложноэфирных связей. Существует мнение, что при этом образуются вещества небезопасные для организма. Наибольшей пищевой ценностью обладают растительные масла, которые наряду с незаменимыми жирными кислотами содержат необходимые для организма фосфолипиды, витамины, полезные фитостерины (предшественники витамина D) и практически не содержат холестерин.

Воски

Воски – это сложные эфиры жирных кислот и высших одноатомных спиртов (С12– С46). Воски входят в состав защитного покрытия листьев растений и кожи человека и животных

Они придают поверхности характерный блеск и водоотталкивающие свойства, что важно для сохранения воды внутри организма и создания барьера между организмом и окружающей средой

Гистохимические методы определения липопротеидов в тканях

Л. входят в состав клеточных мембран, мембран митохондрий, ядра, микро-сом, пластинчатого комплекса (аппарата Гольджи). Гистохим, методы определения Л. в тканях основаны на экстрагировании липидов из липидно-белкового комплекса Л., поэтому методы определения Л. идентичны методам определения липидов в тканях (см .Липиды). Однако в связи с гем, что липиды в Л. прочно связаны с белком, ткани нуждаются в предварительной обработке. Так, именно при окраске мазков крови на липиды было обнаружено, что при обработке мазков органическими к-тами (уксусной, лимонной, щавелевой, муравьиной) с последующим окрашиванием созревающим р-ром судана черного В в 70% спирте усиливается окраска митохондрий в лимфоцитах, начинают окрашиваться тромбоциты. Многие структуры, содержащие Л., начинают окрашиваться также после длительного промывания срезов или после сушки их в горячем воздухе, а также после нагревания до кипения в спиртовом р-ре судана черного В.

Число методов определения Л. в тканях (связанных липидов) очень невелико. Наиболее распространен метод Беренбаума с применением судана черного В, растворенного в ацетоне, при окрашивании к-рым связанные липиды хроматина, ядрышек, гранул нейтрофильных лейкоцитов приобретают черный цвет. Для научно-исследовательской работы при определении Л. в замороженных срезах рекомендуют бенз(а)пирен — кофеиновый метод Берга. Среди методов электронной гистохимии также существует очень небольшое число методов для определения Л. При этом часто приходится прибегать к параллельному исследованию с помощью световой микроскопии. При фиксации тканей для электронно-микроскопического исследования в р-ре четырехокись осмия — йодид цинка интенсивно контрастируются такие компоненты клетки, как пластинчатый комплекс, лизосомы, гранулярная эндоплазматическая сеть, митохондрии. Считают, что эту реакцию дают Л., входящие в состав мембран клеточных органелл.