Функции жиров в организме и в клетке

От чего зависит появление жира в организме?

• Гены. По оценкам исследования 2017 года, около 50 процентов распределения жира может быть определено генетикой. Если у большинства людей в вашей семье большие животы или полные бедра, есть большая вероятность, что вас настигнет та же участь.
• Пол. Уровень полезного жира в организме у мужчин составляет от 6 до 24 процентов, а у женщин – от 14 до 31. Мужчины, как правило, накапливают больше жира в средней части, в то время как женщины накапливают его больше в бедрах и ягодицах.
• Возраст. У пожилых людей содержание жира в организме выше из-за замедления метаболизма и уменьшения мышечной ткани. 
• Уровень гормонов. Вес и гормоны тесно взаимосвязаны, особенно после 40 лет. Это объясняется естественным снижением тестостерона у мужчин и эстрогена у женщин.

В теле человека сосредоточены следующие типы жира:

• Белый. Это именно тот вид, о котором думает большинство людей, слыша слово «жир». Тело женщин в норме состоит из него на 15-30%. Он помогает накапливать энергию и вырабатывает гормоны. 
• Бурый. В отличие от белого жира, он энергию расходует, а также обеспечивает тело термогенезом. Его содержание в организме незначительно, располагается в области почек, спины, плеч и шеи.
• Подкожный. Соответствует своему названию и локализован под эпидермисом. Составляет 90% всего жира в теле. Он также защищает от переохлаждения, накапливает энергию, а также предусмотрен для беременности и кормления грудью.
• Висцеральный. Самый опасный вид жира, расположенный вокруг органов в брюшной полости. Вызывает проблемы сердечно-сосудистой системы, повышает холестерин и может привести к диабету второго типа.

Три главных фактора, способствующих накоплению жира – несбалансированное питание, сидячий образ жизни (отсутствие физических нагрузок) и стресс. Более того, хронический стресс заставляет организм набирать именно висцеральный жир, который так опасен для человека. 

Основные функции жиров в организме человека

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

Углеводы

Углеводами называют органические соединения, состоящие из углерода, водорода, кислорода. Содержат карбонильную группу и множество карбоксильных групп. Служат источником энергии для клеток.

Классификация углеводов

Химические свойства углеводов

Химические свойства углеводов обусловлены строением. Соединения вступают в реакции по карбоксильной группе, по спиртовому гидроксилу или кетонной группе в зависимости от природы сахаров в составе. 

Реакции гидролитического разложения сложных сахаров идут по схеме:

Реакции гидрирования характерны для сахаров, содержащих карбонильную группу (например, глюкоза), которая в результате восстанавливается до спиртового гидроксила при повышенной температуре в присутствии никелевого катализатора:

Альдегидная группа в составе вступает в характерную реакцию с гидроксидом меди. Образуется оксид меди II кирпично-красного цвета:

По альдегидной группе проходит и реакция «серебряного зеркала» с серебра нитратом в аммиачной среде. Образуется осадок серебра, глюконат аммония, аммиак и вода:

Спиртовой гидроксил в составе определяет взаимодействие с гидроксидом двухвалентной меди. Осадок голубого цвета переходит в насыщенный синий раствор медного комплекса:

Процессы брожения

Процесс ферментативного разложения глюкозы на этиловый спирт и углекислый газ называют спиртовым брожением:

Продуктом молочнокислого брожения становится молочная кислота. Возможны процессы масляно-кислого, лимонно-кислого брожения: 

Растворы моносахаров

В растворе моносахара соединяются между собой через альдегидные группы. Раствор глюкозы содержит две модификации: альфа-форму и бета-форму:

Полисахара сгорают до углекислого газа и воды:

(С₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂ → 6nCO₂ + 5nH₂O

Характерная реакция крахмала с раствором йода:

Образуется ярко синее окрашивание. При повышении температуры цвет исчезает, при охлаждении снова проявляется.

Биологические функции углеводов

Углеводы выполняют функции в организме такие, как:

• энергетическая;
• защитная (иммунная);
• структурная;
• запасающая;
• рецепторная.

Углеводы образуют стенки клеток, обеспечивают распознавание клеток, присоединение к ним биологически активных веществ, участвуют в фотосинтезе.

Смотри также:

• Теория строения органических соединений: гомология и изомерия (структурная и пространственная). Взаимное влияние атомов в молекулах
• Характерные химические свойства предельных одноатомных и многоатомных спиртов, фенола
• Характерные химические свойства альдегидов, карбоновых кислот, сложных эфиров
• Характерные химические свойства азотсодержащих органических соединений: аминов и аминокислот. Важнейшие способы получения аминов и аминокислот
• Взаимосвязь органических соединений

Липиды функции. Биологические функции липидов

1. Энергетическая. В количественном отношении липиды – основной энергетический резерв организма. Они содержатся в клетках в виде жировых капель, служащих «метаболическим топливом». Липиды окисляются в митохондриях до воды и диоксида углерода с образованием большого количества АТФ .

При полном окислении 1 г жиров до углекислого газа и воды выделяется около 39 кДж энергии, что намного больше по сравнению с полным окислением такого же количества углеводов. Это дает возможность животным, впадающим в спячку, расходовать накопленные летом и осенью жировые запасы для поддержания процессов жизнедеятельности в зимний период. Высокое содержание липидов в семенах растений обеспечивает энергией развитие зародыша и проростка, пока он не перейдет к самостоятельному питанию.

1. Структурная (строительная). Ряд липидов принимает участие в построении клеточных мембран. Типичными мембранными липидами являются фосфолипиды, гликолипиды и холестерин. Интересно, что мембраны совсем не содержат жиров.
2. Изолирующая (защитная). Жировые отложения в подкожной ткани и вокруг различных органов обладают высокими теплоизолирующими свойствами, благодаря тому, что жиры плохо проводят тепло. У синего кита толщина подкожного жирового слоя превышает 50 см, доходя до 1 м, поэтому он может жить в холодных водах.

Липиды предохраняют внутренние органы от механических повреждений (например, почки человека покрыты жировым слоем, защищающим их от травм, сотрясения при ходьбе и прыжках), так они выполняют роль амортизатора.

Как основной компонент клеточной мембраны липиды изолируют внутреннюю часть клетки от окружающей среды и за счёт гидрофобных свойств обеспечивают образование мембранных потенциалов.

Воск покрывает тонким слоем листья растений, не давая им намокать во время обильных дождей, препятствуя испарению воды в жарком климате.

У водоплавающих птиц и некоторых зверей воски выделяются специальными железами и служат смазкой для перьев и волос, придавая им водоотталкивающие свойства.

Миелиновые липиды в мембранах шванновских клеток образуют оболочку вокруг аксонов нейронов, за счёт этого мембрана поверхности нервной клетки электрически изолируется и импульсы по ней проходят намного быстрее.

1. Сигнальная (регуляторная). Стероиды, эйкозаноиды и некоторые метаболиты фосфолипидов выполняют сигнальные функции. Они служат в качестве гормонов, медиаторов и вторичных переносчиков (мессенжеров). Половые гормоны и кортикостероиды регулируют процессы развития и размножения, обмена веществ.

Витамины группы D, которые являются производными холестерина, играют важную роль в обмене кальция и фосфора. Другие витамины липидной природы: А, Е, К. Желчные кислоты участвуют в пищеварении: они обеспечивают эмульгирование жиров пищи и всасывание продуктов их расщепления.

1. Запасающая. Жиры служат источником энергии и воды в клетках. Они хранятся в жировых депо: капли жира внутри клетки, жировые тела насекомых, подкожная клетчатка. При окислении 100 г жиров выделяется 107 мл воды. Благодаря эндогенному образованию воды в пустыне могут жить многие животные, например песчанки и тушканчики. С этим связано накопление жира в горбах верблюда.

Развитие эмбрионов птиц и рептилий в яйце при запасе энергии и воды в виде жира, образуется в результате окисления из запасов в желтке. Киты не могут пить солёную воду, которой они окружены, и полагаются полностью на метаболическую воду.

1. Другие функции липидов. Отдельные липиды выполняют роль «якоря», удерживающего на мембране белки и другие соединения. Некоторые являются кофакторами, принимающими участие в ферментативных реакциях, например в свёртывании крови или в трансмембранном переносе электронов.

Светочувствительный каротиноид ретиналь играет центральную роль в процессе зрительного восприятия.

Жиры способствуют плавучести водных животных от мельчайших диатомовых водорослей, до китов.

Поскольку некоторые липиды не синтезируются в организме человека, они должны поступать с пищей в виде незаменимых жирных кислот и жирорастворимых витаминов. (рис.) Ненасыщенные жирные кислоты – арахидоновая, линолевая и линоленовая. Линолевая и линоленовая кислоты могут превращаться в арахидоновую за счёт наращивания цепи и, следовательно, являются её заменителями.

Положительные свойства жиров

Все липиды, кроме трансжиров, необходимы для нормального функционирования организма. Трансжиры, ещё раз повторюсь, употреблять нельзя!

Липиды выполняют такие полезные функции:

• укрепляют мембраны клеток;
• участвуют в синтезе половых гормонов;
• регулирует теплообмен;
• защищают внутренние органы от повреждений;
• служат стратегическим запасом энергии;
• участвуют в усвоении витаминов А, Д, Е, К;
• нормализуют работу сердца;
• улучшают работу головного мозга, память, концентрацию внимания и настроение;
• необходимы для нормального функционирования нервной системы, так как входят в состав оболочек нервов и участвуют в прохождении нервных импульсов;
• стимулируют выработку желчи и участвуют в пищеварении;
• улучшают потенцию у мужчин и работу репродуктивной системы;
• снижают уровень холестерина;
• снимают боли и воспаление в суставах;
• ускоряют процессы регенерации, способствуют омоложению;
• нормализуют гормональный фон;
• улучшают состояние кожи, волос, ногтей;
• предотвращают развитие онкологических заболеваний, инсультов, артритов.

Как видим, исключение всех жиров из рациона – это самая глупая затея, которая может прийти в голову человеку, желающему узнать, как быстро похудеть.

Признаки нехватки

существует ряд признаков, которые говорят о том, что в организме есть недостаток липидов, а именно:

• Постоянное чувство голода. После того как в организм попадают липиды, человек длительное время ощущает сытость и наслаждение. В принципе по этой причине у некоторых наблюдается зависимость от фастфуда.
• Тусклая и сухая кожа. Если вдруг вы начали наблюдать эти симптомы, то пересмотрите свой рацион, возможно организму не хватает полезных жиров.
• Тяжело сконцентрироваться. Липиды отвечают за хорошую память и правильную работу мозговых клеток, соответственно, если их не хватает, то начинаются проблемы.
• Ощущение подавленности и нервного напряжения.
• Не получается похудеть. Как ни странно, но это факт. Связано это с тем, что человек, который ограничил себя в употреблении жиров, начинает компенсировать их недостаток повышенным употреблением углеводов, отсюда – рост массы тела.
• Проблемы со зрением.
• Снижение выносливости.

Недостаток жиров также может проявляться в виде авитаминоза и проблем с зачатием малыша.

Суточная потребность жиров

Потребность в жирах рассчитывается индивидуально

Потребность в жирах рассчитывается индивидуально для каждого человека. Норма жиров составляет 0,7-2 грамма на килограмм веса. Человеку с нормальным весом нужно употреблять около 1 грамма жиров в сутки, с избыточным весом — около 0,7-0,8 грамма на килограмм, но не меньше. Людям же с недостаточным весом необходимо не менее 1,7-2 грамм этих органических веществ.

Способы снизить количество жиров в рационе при похудении:

• Не жарить еду на масле, а использовать антипригарную сковороду.
• Есть творог с процентом жирности не больше 5.
• Снимать кожу и срезать жир с птицы и мяса во время готовки.
• Не употреблять фастфуд, колбасы и полуфабрикаты.

На заметку. Придерживаясь диеты, нельзя исключать жиры из рациона. Это приведёт к плачевным последствиям.

Если говорить кратко, состояние кожи ухудшится, она начнёт краснеть и шелушиться. Волосы потеряют блеск, начнут выпадать и сечься. Ногти станут ломаться и слоиться. Не стоит доводить до крайности питание ради похудения. Здоровье улучшится лишь в том случае, если питаться правильно и сбалансировано.

https://youtube.com/watch?v=FFhHmHMIEcQ

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?

Общая формула

Чтобы рассчитать единицу полезного количества жира, который должен поступать в организм каждый день, желательно обратиться к специалисту для более точной консультации, так как только доктор может учесть все особенности, в том числе медицинские показатели.

Важно! Животные жиры, также холестерин, поступают в пищу практически со всеми продуктами, поэтому нужно тщательно создавать рацион питания. Какое количество жиров в среднем должно поступать в организм в сутки:

Какое количество жиров в среднем должно поступать в организм в сутки:

• В целом, общее количество должно составлять порядка 100 г.
• Растительные масла — 25-30 г.
• ПНЖК — 2-3 г.
• Холестерин — 1 г.
• Фосфолипиды — 1 г.

В суточном рационе жиры составляют 30% от всех поступающих веществ, а проживающим в северных регионах, нужно повышать это количество до 40%. Учеными доказано, что максимальный объем жиров содержится именно в очищенном растительном масле, и составляет 99,8%, в сливочном масле 91,6%, в маргарине 82%.

Жиры должны составлять в среднем 30% рациона

Какое химическое вещество входит в состав молекулы жира? Чтобы дать ответ на этот вопрос, нужно понять, что такое жиры. Жирами называется группа веществ, которая может состоять из 1 или нескольких сложных эфиров, которые содержатся в высокомолекулярной карбоновой кислоте и глицерине. Формула жиров очень проста, так как в составе может быть до 4 атомов углерода и такие вещества будут относиться к высшим жирным. В химии уравнение жиров можно составить самым различным образом, все будет зависеть от их происхождения, вида и типа, а их состав напрямую варьируется от того, из какого источника жиры проникают в организм человека. Помимо выше перечисленных компонентов, там могут присутствовать высокомолекулярные кислоты, ароматизирующие вещества и пигменты

Каков химический состав молекулы жира? Важно понимать, что эти вещества могут отличаться друг от друга по структурной особенности кислотного остатка. А именно, они бывают:

• насыщенными;
• ненасыщенными.

В первом случае, атомы углерода имеют между собой только одинарной связью. В составе среди насыщенных кислот выделяют самую маленькую — масляную, причем при длительном хранении у сложноэфирной связи может произойти разрушение, что приводит к освобождению кислот. У свободной масляной кислоты резкий запах и горький вкус, что и становится причиной ухудшения качества жира, если он не используется на протяжении длительного времени.

Важно! Насыщенная высшая карбоновая кислота содержится в основном в животном жире

Среди кислот, распространенных в природном жире, та, у которой наибольшее количество атомов углерода и более высокая масса молекул, называется пальмитиновой и стеариновой. Пальмитиновая была впервые выделена из пальмового масла, в котором она содержится в концентрации 50%. Стеариновая извлекалась их свиного сала. Любая насыщенная кислота плохо растворяется в воде, что существенно усложняет осуществление естественной функции жиров (расщепления).

Ненасыщенными жирами называется группа сложных эфиров, в которых присутствует значительное содержание ненасыщенных высокомолекулярных кислот, а именно:

• олеиновая;
• линолевая;
• арахидоновая.

Сам термин «ненасыщенные» означает тот факт, что между атомами углерода присутствует не одинарная, а двойная связь. Другими словами, такие вещества не имеют полноценной насыщенности водородом.

Важно! Именно у масел растений с низкой температурой плавления в состав входят жиры ненасыщенного вида. В нормальных условиях жиры будут присутствовать в жидком виде

Кислоты ненасыщенного типа делятся на группы:

В нормальных условиях жиры будут присутствовать в жидком виде. Кислоты ненасыщенного типа делятся на группы:

• Олеиновая и другие, имеющие такое же структурное строение.
• Линолевая и аналогичными составами.
• Гомолоки в составе линоленовой.
• Арахидоновая.

Во всех (кроме первой) группах присутствуют более 1 связи между молекулами, а потому они относятся к полиненасыщенным кислотам. По устаревшим терминам они бы назывались витаминами группы А. На сегодня линоленовая кислота — это омега-3, а линолевая и арахидоновая — омега-6.