ליפידים יכולים לבצע פונקציות איתות. סיווג של ליפידים פשוטים ומורכבים. מה הם ליפידים

ליפידים- תרכובות אורגניות דמויות שומן, בלתי מסיסות במים, אך מסיסות מאוד בממיסים לא קוטביים (אתר, בנזין, בנזן, כלורופורם וכו'). ליפידים שייכים למולקולות הביולוגיות הפשוטות ביותר.

מבחינה כימית, רוב השומנים הם אסטרים גבוהים יותר חומצות קרבוקסיליותומספר אלכוהולים. המפורסם שבהם שומנים. כל מולקולת שומן נוצרת על ידי מולקולה של האלכוהול התלת-הידרי גליצרול וקשרי אסטר של שלוש מולקולות של חומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר המחוברות אליה. לפי המינוח המקובל, שומנים נקראים טריאצילגליצרולים.

כאשר שומנים עוברים הידרוליזה (כלומר מתפצלים עקב הכנסת H+ ו-OH - לקשרי אסטר), הם מתפרקים לגליצרול וחומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר חופשיות, שכל אחת מהן מכילה מספר זוגי של אטומי פחמן.

אטומי פחמן במולקולות של חומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר יכולים להיות מחוברים זה לזה על ידי קשרים בודדים וכפולים. בין החומצות הקרבוקסיליות המגבילות (הרוויות) הגבוהות יותר, הרכב השומנים כולל לרוב:

• פלמיטי CH 3 - (CH 2) 14 - COOH או C 15 H 31 COOH;
• סטיארי CH 3 - (CH 2) 16 - COOH או C 17 H 35 COOH;
• ארכידי CH 3 - (CH 2) 18 - COOH או C 19 H 39 COOH;

בין הבלתי מוגבלים:

• oleic CH 3 - (CH 2) 7 - CH \u003d CH - (CH 2) 7 - COOH או C 17 H 33 COOH;
• לינולאית CH 3 - (CH 2) 4 - CH \u003d CH - CH 2 - CH - (CH 2) 7 - COOH או C 17 H 31 COOH;
• לינולני CH 3 - CH 2 - CH \u003d CH - CH 2 - CH \u003d CH - CH 2 - CH \u003d CH - (CH 2) 7 - COOH או C 17 H 29 COOH.

מידת אי הרוויה ואורך השרשרת של חומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר (כלומר מספר אטומי הפחמן) קובעים את התכונות הפיזיקליות של שומן מסוים.

לשומנים עם שרשראות חומצה קצרות ובלתי רוויות יש טמפרטורה נמוכההַתָכָה. בטמפרטורת החדר מדובר בנוזלים (שמנים) או בחומרים שומניים. לעומת זאת, שומנים עם שרשראות ארוכות ורוויות של חומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר הם מוצקים בטמפרטורת החדר. לכן הידרוגנציה (רוויה של שרשראות חומצה עם אטומי מימן בקשרים כפולים) הופכת חמאת בוטנים נוזלית, למשל, לחמאת בוטנים הומוגנית וחמאתית. שמן חמניות- במרגרינה. בעלי חיים החיים באקלים קר, כמו דגים בים הארקטי, מכילים בדרך כלל יותר טריאצילגליצרולים בלתי רוויים מאלה החיים בקווי הרוחב הדרומיים. מסיבה זו, גופם נשאר גמיש גם בטמפרטורות נמוכות.

לְהַבחִין:

פוספוליפידים- תרכובות אמפיפיליות, כלומר, יש להן ראשים קוטביים וזנבות לא קוטביים. הקבוצות היוצרות את הראש הקוטבי הינן הידרופיליות (מסיסות במים), בעוד שקבוצות הזנב הלא קוטביות הינן הידרופוביות (בלתי מסיסות במים).

הטבע הכפול של שומנים אלו קובע את תפקידם המרכזי בארגון הקרומים הביולוגיים.

דוֹנַג- אסטרים של אלכוהול אדנואטומי (עם קבוצת הידרוקסיל אחת) מקרומולקולריים (בעלי שלד פחמן ארוך) וחומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר.

קבוצה נוספת של שומנים הם סטֵרֵאוֹדִים. חומרים אלו בנויים על בסיס אלכוהול כולסטרול. סטרואידים מסיסים בצורה גרועה מאוד במים ואינם מכילים חומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר.

אלה כוללים חומצות מרה, כולסטרול, הורמוני מין, ויטמין D וכו'.

קרוב לסטרואידים טרפנים(חומרי גידול צמחים - ג'יברלין; פיטול, שהוא חלק מכלורופיל קרוטנואידים - פיגמנטים פוטוסינתטיים; שמנים חיונייםצמחים - מנטול, קמפור וכו').

ליפידים יכולים ליצור קומפלקסים עם מולקולות ביולוגיות אחרות.

ליפופרוטאינים- תצורות מורכבות המכילות טריאצילגליצרולים, כולסטרול וחלבונים, שלאחרונים אין קשרים קוולנטיים עם שומנים.

גליקוליפידים- זוהי קבוצה של שומנים הבנויה על בסיס אלכוהול ספינגוזין ומכילה, בנוסף לשאר החומצות הקרבוקסיליות הגבוהות יותר, מולקולת סוכר אחת או יותר (לרוב גלוקוז או גלקטוז).

פונקציות של שומנים

מִבנִי. פוספוליפידים יחד עם חלבונים יוצרים ממברנות ביולוגיות. הממברנות מכילות גם סטרולים.

אֵנֶרְגִיָה. כאשר 1 גרם של שומן מתחמצן, משתחררים 38.9 קילו-ג'יי של אנרגיה, אשר עוברת ליצירת ATP. בצורת שומנים נאגרים חלק ניכר ממאגרי האנרגיה של הגוף, הנצרכים כאשר יש מחסור ברכיבי תזונה. בעלי חיים וצמחים בתרדמת חורף צוברים שומנים ושמנים ומשתמשים בהם לשמירה על תהליכי חיים. תכולת השומנים הגבוהה של הזרעים מספקת אנרגיה להתפתחות העובר והשתיל עד למעבר לתזונה עצמאית. זרעים של צמחים רבים (דקל קוקוס, קיק, חמניות, סויה, לפתית ועוד) משמשים כחומרי גלם לייצור תעשייתי של שמן.

בידוד מגן ותרמי. מצטברת ברקמת השומן התת עורית וסביב איברים מסוימים (כליות, מעיים), שכבת השומן מגנה על הגוף מפני נזק מכני. בנוסף, בשל המוליכות התרמית הנמוכה שלה, שכבת השומן התת עורי מסייעת בשמירת החום, מה שמאפשר, למשל, לבעלי חיים רבים לחיות באקלים קר. בלווייתנים, בנוסף, הוא ממלא תפקיד נוסף - הוא תורם לציפה.

סיכה ודוחה מים. שעווה מכסה את העור, הצמר, הנוצות, הופכת אותם לגמישים יותר ומגינה עליהם מפני לחות. עלים ופירות של צמחים מכוסים בציפוי שעווה; השעווה משמשת את הדבורים בבניית חלות דבש.

רגולטורים. הורמונים רבים נגזרים מכולסטרול, כמו הורמוני מין (טסטוסטרון אצל גברים ופרוגסטרון אצל נשים) וקורטיקוסטרואידים (אלדוסטרון).

מטבולי. נגזרות של כולסטרול, ויטמין D ממלאות תפקיד מפתח בחילופי סידן וזרחן. חומצות מרה מעורבות בתהליכי עיכול (אמולסיפיקציה של שומנים) ובספיגה של חומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר.

ליפידים הם המקור למים מטבוליים. כאשר השומן מתחמצן, נוצרים כ-105 גרם מים. מים אלה חשובים מאוד לחלק מתושבי המדבר, במיוחד עבור גמלים שיכולים ללכת ללא מים במשך 10-12 ימים: השומן שנאגר בגיבנת משמש למטרה זו. דובים, מרמוטות ושאר בעלי חיים בתרדמת חורף מקבלים את המים הדרושים לחיים כתוצאה מחמצון השומן.

קבוצה של חומרים אורגניים, לרבות שומנים וחומרים דמויי שומן (ליפואידים), נקראת ליפידים. שומנים נמצאים בכל התאים החיים, משמשים כמחסום טבעי, מגביל את חדירות התאים, ומהווים חלק מהורמונים.

מִבְנֶה

ליפידים מאת טבע כימי- אחד מ שלושה סוגיםחומר אורגני חיוני. הם כמעט אינם מתמוססים במים; הן תרכובות הידרופוביות, אך יוצרות תחליב עם H 2 O. ליפידים מתפרקים בממיסים אורגניים - בנזן, אצטון, אלכוהול וכו'. על ידי תכונות גשמיותשומנים הם חסרי צבע, חסרי טעם וריח.

לפי המבנה, שומנים הם תרכובות של חומצות שומן ואלכוהול. כאשר קבוצות נוספות (זרחן, גופרית, חנקן) מחוברות, נוצרים שומנים מורכבים. מולקולת שומן כוללת בהכרח אטומי פחמן, חמצן ומימן.

חומצות שומן הן אליפטיות, כלומר. לא מכיל קשרי פחמן מחזוריים, חומצות קרבוקסיליות (קבוצת-COOH). הם שונים במספר קבוצות -CH2-.
ייצור חומצות:

• בלתי רווי - לכלול קשר כפול אחד או יותר (-CH=CH-);
• עָשִׁיר - אינם מכילים קשרים כפולים בין אטומי פחמן

אורז. 1. מבנה חומצות השומן.

בתאים, הם מאוחסנים בצורה של תכלילים - טיפות, גרגירים, באורגניזם רב תאי - בצורה של רקמת שומן, המורכבת משומן שומן - תאים המסוגלים לצבור שומנים.

מִיוּן

ליפידים הם תרכובות מורכבות המתרחשות בשינויים שונים ומבצעות פונקציות שונות. לכן, הסיווג של שומנים הוא נרחב ואינו מוגבל לתכונה אחת. הסיווג השלם ביותר לפי מבנה ניתן בטבלה.

הליפידים שתוארו לעיל הם שומנים הניתנים לסיבון - כאשר הם עוברים הידרוליזה נוצר סבון. בנפרד, בקבוצת השומנים הבלתי ניתנים לסיבון, כלומר. אין ליצור אינטראקציה עם מים, לשחרר סטרואידים.
הם מחולקים לתת-קבוצות בהתאם למבנה:

• סטרולים - אלכוהול סטרואידים המהווים חלק מרקמות בעלי חיים וצמחים (כולסטרול, ארגוסטרול);
• חומצות מרה - נגזרות של חומצה כולית, המכילות קבוצה אחת -COOH, תורמות לפירוק הכולסטרול ולעיכול שומנים (חומצות כוליות, דאוקסיכוליות, ליטכוליות);
• הורמוני סטרואידים - לתרום לצמיחה והתפתחות של הגוף (קורטיזול, טסטוסטרון, קלציטריול).

אורז. 2. תכנית לסיווג שומנים.

ליפופרוטאינים מבודדים בנפרד. אלו הם קומפלקסים מורכבים של שומנים וחלבונים (אפוליפופרוטאין). ליפופרוטאינים מסווגים כחלבונים מורכבים, לא שומנים. הם כוללים מגוון שומנים מורכבים - כולסטרול, פוספוליפידים, שומנים ניטרליים, חומצת שומן.
ישנן שתי קבוצות:

• מָסִיס - הם חלק מפלסמת הדם, חלב, חלמון;
• לֹא מָסִיס - הם חלק מהפלזמה, המעטפת של סיבי עצב, כלורופלסטים.

אורז. 3. ליפופרוטאינים.

ליפופרוטאין פלזמה נחקרו הכי הרבה. הם משתנים בצפיפות. ככל שיותר שומן, הצפיפות נמוכה יותר.

4 המאמרים המוביליםשקרא יחד עם זה

ליפידים מסווגים לפי המבנה הפיזי שלהם לשומנים ושמנים מוצקים. על ידי הימצאות בגוף, מבודדים שומנים מילואים (לא קבועים, תלויים בתזונה) ומבניים (קבועים גנטית). לפי מוצא, שומנים יכולים להיות צמחיים ובעלי חיים.

מַשְׁמָעוּת

יש לצרוך שומנים עם מזון ולהשתתף בחילוף החומרים. בהתאם לסוג השומנים לבצע בגוף פונקציות שונות:

• טריגליצרידים שומרים על חום הגוף;
• שומן תת עורי מגן על איברים פנימיים;
• פוספוליפידים הם חלק מהממברנות של כל תא;
• רקמת השומן היא רזרבה של אנרגיה - פירוק של 1 גרם שומן נותן 39 קילו ג'יי של אנרגיה;
• גליקוליפידים ומספר שומנים אחרים מבצעים תפקיד קולטן - הם קושרים תאים, קולטים ומוליכים אותות המתקבלים מהסביבה החיצונית;
• פוספוליפידים מעורבים בקרישת הדם;
• שעווה מכסה את עלים של צמחים, ובו זמנית מגנה עליהם מפני התייבשות והירטבות.

עודף או מחסור של שומנים בגוף מוביל לשינוי בחילוף החומרים ולהפרה של תפקודי הגוף בכללותו.

מה למדנו?

לשומנים מבנה מורכב, מסווגים לפי קריטריונים שונים ומבצעים מגוון פונקציות בגוף. ליפידים מורכבים מחומצות שומן ואלכוהול. כאשר קבוצות נוספות מחוברות נוצרים שומנים מורכבים. חלבונים ושומנים יכולים ליצור קומפלקסים מורכבים - ליפופרוטאינים. שומנים הם חלק מהפלזמה, דם, רקמות של צמחים ובעלי חיים, מבצעים פונקציות בידוד חום ואנרגיה.

חידון נושא

הערכת דוח

דירוג ממוצע: 3.9. סך הדירוגים שהתקבלו: 263.

יחד עם חלבונים, פחמימות וחומצות גרעין חשיבות רבהעבור כל האורגניזמים החיים, יש להם גם שומנים. אלו הן תרכובות אורגניות הממלאות תפקידים ביולוגיים חשובים. לכן, המילוי המתמיד של הגוף איתם הוא פשוט הכרחי לחיים נורמליים. מה הם מנקודת מבט של כימיה ואיזה שומנים בתא מבצעים פונקציות, אנו לומדים ממאמר זה.

ליפידים: מושג כללי

אם נותן מאפיינים כללייםנחשבים תרכובות, אז אנחנו יכולים לומר כי ליפידים הם מולקולות מורכבות דמויי שומן הכוללות חלק הידרופילי והידרופובי בהרכבן.

במילים פשוטות, הכל ממקור מן החי, שעווה, כולסטרולים, הורמונים רבים, טרפנים הם כולם שומנים. המונח הזה פשוט מתייחס לכל קבוצת התרכובות הדומות במאפיינים. כולם אינם מסיסים במים, אך מסיסים בחומרים אורגניים שאינם קוטביים. שמנוני למגע.

הרכב השומנים מנקודת המבט של הכימיה הוא מורכב למדי ותלוי באיזו תרכובת מסוימת מדובר. לכן, נשקול נושא זה בנפרד.

מִיוּן

ניתן לחלק את כל השומנים לקבוצות לפי קריטריונים שונים. אחד הסיווגים הנפוצים ביותר מבוסס על יכולתן של מולקולות לבצע הידרוליזה. לפי מאפיין זה, מבדילות בין שתי קבוצות גדולות של שומנים אורגניים.

1. ניתנים לסיבון - אלו שעוברים הידרוליזה ומתפרקים לחלקים מרכיבים. דוגמאות: שעווה, פוספוליפידים, אסטרים סטרולים, שומנים ניטרליים.
2. חומרים בלתי ניתנים לסיבון הם אלו שאינם עוברים הידרוליזה. אלה כוללים טרפנים, סטרולים, ויטמינים מסיסים בשומן (A, D, E, K), כולסטרול, אסטרדיול, טסטוסטרון ואחרים.

יש עוד סימן לסיווג החומרים הנבחנים - מספר הרכיבים הכלולים בהרכב. אז, הקצו:

• דו-רכיבי, או פשוט (שומנים ושעווה של צמחים);
• רב רכיבים, או מורכבים (פוספוליפידים, גליקוליפידים, אורניתינוליפידים ואחרים).

באופן כללי, השומנים בתא ממלאים תפקידים חשובים מאוד, מכיוון שהם משתתפים ישירים או עקיפים בכל התהליכים החיוניים. לכן, המגוון שלהם גדול מאוד.

הרכב ליפידים

מנקודת מבט כימית, הרכב מולקולה של חומרים דמויי שומן כולל שני מרכיבים עיקריים:

• מרכיב הידרופובי;
• הידרופילי.

מכיוון שיש הרבה ליפידים, יש גם דוגמאות רבות לשני החלקים. כדי להבין את ההרכב הכימי של התרכובת, אנו נותנים דוגמאות.

אילו תרכובות הן המרכיבים ההידרופוביים של מולקולות שומנים?

1. חומצות שומן גבוהות יותר (HFAs).
2. אלכוהול גבוה יותר.
3. אלדהידים גבוהים יותר.

הרכיבים ההידרופיליים של המולקולות הם כדלקמן:

• גליצרול;
• אמינודיולים;
• פחמימות;
• חומצות זרחתיות וגופרית;
• אלכוהול אמינו;
• חומצות אמינו.

שילובים שונים של רכיבים אלה, המוחזקים זה ליד זה עקב אינטראקציות יוניות, קוולנטיות, כוחות משיכה אלקטרוסטטיים וקשרי מימן, יוצרים את כל מגוון התרכובות השמנוניות הבלתי מסיסות במים, המכונות ביחד ליפידים.

מבנה ותכונות

המאפיינים של שומנים מוסברים על ידי המבנה הכימי שלהם. אז, אם ההרכב כולל גבוה יותר בלתי רווי וגליצרין, אז השומן יראה מאפייניםחומצה ואלכוהול תלת-הידרי. אם הוא מכיל אלדהיד, אזי התגובות יהיו אלו האופייניות לקבוצת הקטו.

לכן, הקשר בין התכונות והמבנה הכימי של המולקולה ברור למדי. המאפיינים המשותפים היחידים לכל סוגי השומנים הם:

• מסיסות בבנזן, הקסאן, כלורופורם וממיסים לא קוטביים אחרים;
• שמנוני או שמנוני למגע.

טרנספורמציה בתא

אותם שומנים הממלאים את הפונקציה של חומר תזונתי רזרבה, מקור אנרגיה בגוף, הם שומנים ניטרליים. לפי סיווג החומרים הנבדקים, יהיו אלה תערובות של טריאצילגליצרולים. תרכובות הידרופוביות, בלתי מסיסות במים, לא קוטביות, שהן היווצרות של גליצרול ושלוש מולקולות של חומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר.

ליפידים אלה מעובדים בתאים של אורגניזמים חיים. מה זה התמורות האלה? זהו תהליך הידרוליזה על ידי אנזימים מיוחדים הנקראים ליפאז. כתוצאה מביקוע מלא, נוצרת מולקולת גליצרול וחומצות שומן. לאחר מכן הם שוב נכנסים לתאים עם זרימת הדם ועוברים עיבוד נוסף - שומנים מסונתזים בתא, כבר בעלי מבנה שונה.

ישנן מספר חומצות שומן גבוהות יותר שהן הכרחיות לבני אדם, מכיוון שהן אינן נוצרות באופן עצמאי בתאים. זה:

• oleic;
• לינולאית;
• לינולנית.

לשמירה תקינה על רמות השומנים, יש צורך לצרוך מזונות עשירים בחומצות אלו: בשר, דגים, ביצים, עופות, ירקות, אגוזים, גבינת קוטג' ודגנים נוספים.

תפקיד השומנים בתא

מהי חשיבות השומנים לגוף? ליפידים בתא מבצעים את הפונקציות הבאות:

• אנרגיה מילואים;
• מִבנִי;
• אוֹת;
• מָגֵן.

כל אחד מהם חשוב ביותר לשמירה על תפקוד תקין של כל יצור חי.

חשיבות מיוחדת הם אלה שנוצרו על ידי חומצות בלתי רוויות, מכיוון שאין להם תחליף. הם מעורבים ביצירת מולקולות מיוחדות של פרוסטגלנדינים, אשר, בתורם, מווסתים של תהליכים רבים. כמו כן, תכונות השומנים בקבוצה זו הן שיכולות לנטרל כולסטרול ולמנוע התפתחות של טרשת עורקים.

מילואים-אנרגיה ותפקוד מבני

Triacylglycerols או הם מקור האנרגיה העיקרי עבור רבים איברים פנימיים(כבד, כליות, שריר). בעת פיצול 1 גרם של שומנים, משתחררים 9.3 קק"ל של חום, אשר עולה באופן משמעותי על הנתון המקביל לפירוק פחמימות וחלבונים.

לכן, בזמן הצום לגוף, שומנים הם מקור חיוניותואנרגיה. ליפידים בתא מבצעים פונקציות מבניות, שכן הם חלק ממברנות התא. אלו הן מולקולות כגון:

• גליקוליפידים;
• פוספוליפידים;
• כולסטרול.

שומן כמו פוספטידילכולין הוא מרכיב מבני חיוני של תאי כבד. לכן, תפקוד הרזרבה של שומנים הוא אחסונם בחלקים נפרדים של הגוף. האנרגיה מתפצלת, במידת הצורך, עם שחרור האנרגיה. והמבני טמון בעובדה שמשומנים בנויים כמה קישורים של תאים ורקמות.

איתות ומגן

תפקיד האיתות של שומנים הוא שרבים מהם הם נשאים אותות חשוביםמחוץ לתא ונכנס אליו. אלו שומנים כגון:

• פוספטידילינוזיטול;
• איקוסנואידים;
• גליקוליפידים.

הם נקשרים להורמונים ומספקים במהירות פנימה ומחוץ לתא. שומנים מספקים גם ויסות של פונקציות רבות המבוצעות על ידי תאים.

התפקיד המגן של השומנים טמון בעובדה שמסת השומן התת עורי מספקת בידוד תרמי ותרמי, כמו גם הגנה מכנית של איברים פנימיים מפני נזק. בבני אדם (נשים), ריכוז השומן העיקרי במהלך ההריון הוא הבטן. שהוא גם מכשיר להגנה על העובר מפני מהמורות, התנגשויות והשפעות אחרות.

בנוסף, לפוספוליפידים תפקיד חשוב על ידי הפעלת חלבונים והורמונים הפועלים במהלך קרישת הדם. מכיוון שתהליך זה הוא גם אמצעי מגן של הגוף, תפקיד השומנים במקרה זה זהה.

ליפידים מבטיחים תפקוד תקין של כל מערכות הגוף. הם חומר העתודה המובטח שדרכו אדם יכול לשרוד במצבים בלתי צפויים.

שומנים הם אבני הבניין הנחוצות ליצירת מבנים ותרכובות חשובות רבות לגוף האדם. ליפידים הם בעיקר אסטרים של חומצות שומן שונות תרכובת כימיתאלכוהול. אם שומנים פשוטים נחשבים, אז אנחנו מתכוונים לאלמנטים כאלה במבנה שלהם כמו פחמן, מימן וחמצן. תפקידי השומנים בגוף מגוונים. ללא תרכובות אלה, העבודה המתפקדת היטב של כל איבר בתוך המערכת המורכבת של חילוף החומרים האנושית אינה מתקבלת על הדעת.

ליפידים הם תרכובות אורגניות שאינן ניתנות לערבב עם תמיסה מימית הכלולה בתאים הממלאים מגוון פונקציות.

שומנים הם תרכובות של גליצרול עם חומצות שומן. אחרת הם נקראים טריגליצרידים.

שומנים מן החי והצומח מכילים סוגים שוניםחומצות שומן בעלות מבנים שונים. זה קובע מאפיין כזה כמו מצב הצבירה: מוצק או נוזלי. הרכב חומצות השומן קובע גם איכויות פיזיקליות וכימיות אחרות.

ניתן לחלק את כל סוגי התהליכים המטבוליים בתאים אנושיים המתרחשים בהשתתפות שומנים ל-3 קבוצות כלליות:

• התהליך שבו שומן מתפרק ונספג במערכת העיכול;
• התהליך שבו מוצרי מחשוף מומרים לחומרים אורגניים אחרים;
• תהליך בידוד מוצרים סופיים כתוצאה מפירוק שומנים.

כאשר שומנים חודרים למעיים, הם מתפרקים לגליצרול וחומצות שומן. אז חומרים אלו מחלחלים דרך דפנות האיבר ושוב הופכים לשומנים שנלקחים על ידי תאי הדם. הם מעבירים שומנים לרקמות, שם הם פועלים כאנרגיה וחומרי בניין.

חומצות שומן מורכבות ברירית המעי הופכות לטריגליצרידים ופוספוליפידים, העוברים דרך הלימפה והדם כטיפות קטנות. לפיכך, יש להם בדרך כלשהי פונקציות בנייה מורכבות, שבמהלך ביצוען הם נכנסים לתאים, שם מתרחש תהליך הטרנספורמציה הביוכימית העיקרי שלהם. פוספוליפידים מעורבים ביצירת קרומי התא, טריגליצרידים עוברים למחזור החמצון בטא, שם, לאחר שחרור אנרגיה, הם מתפרקים, לאחר שעברו שלבים מתאימים נוספים, ל-H2O ו-CO2. במקביל, גופי קטון (כמו אצטון) נוצרים משומנים.

לשומנים יש תכונות ייחודיות רבות. אחד המאפיינים החשובים ביותר שלהם הוא שהתרכובות הללו ניתנות למחזור כמעט לחלוטין. יסודות חומצות השומן המגיעים עם המזון יוצאים מגוף האדם רק בכמות של 5% (למשל בצואה ובשתן יש שאריות של חומצות שומן וגופי קטון). שומנים שנותרו ברקמות ובאיברים מומרים לתרכובות מורכבות של גליצרול וחומצות שומן.

יש גם שומני רזרבה. המאפיינים והמבנה שלהם למעשה אינם שונים מהמבנה של שומנים פשוטים, אך יש להם פונקציות שונות במקצת.

שומנים מהחי הם תרכובות מורכבות המכילות אחוז גדול של חומצות שומן רוויות. שומנים צמחיים מכילים חומצות בלתי רוויות.

תכונות השומנים קובעות את ערכם הביולוגי. שומנים שיש להם אחוז גדול של חומצות שומן בלתי רוויות במבנה שלהם בריאים הרבה יותר. והערך הגדול ביותר עבור גוף האדם הוא הנוכחות של חומצות שומן רב בלתי רוויות. אלו הן חומצות השומן החיוניות, הכרחיות כמעט, לתפקוד תקין של כל המערכות.

ניתן לחלק את כל הפונקציות של תרכובות שומנים בגוף האדם לשתי קבוצות:

• אֵנֶרְגִיָה;
• מבני-פלסטיק.

שומנים מספקים לגוף אנרגיה. כאשר 1 ק"ג מתרכובות אלו מתחמצנים, משתחררים 9 קק"ל של אנרגיה. אם נשווה תהליכים דומים של פירוק פחמימות וחלבונים, אז הם פחות מרווחים. הרס של אותן כמויות של תרכובות אורגניות אלו נותן רק 4 קק"ל. מצב עניינים זה הפך את הליפידים לחומר העתודה העיקרי המשמש את הגוף לאחר מחלה, וכן לאחר הרעבה כפויה (כאבני בניין המהוות בסיס לבניין).

מצד שני, ליפידים הם תרכובות מורכבות הכלולות בתאים ובממברנות בין-תאיות. הם תומכים במבנה של מבנים תאיים, כלומר, הם ממלאים תפקיד חשוב מאוד ביצירת תאים חדשים, ובכך מבצעים פונקציה מבנית ופלסטית.

ליפידים נושאים את כל סוגי הוויטמינים המסיסים בשומן, כגון A, D, E, K. כך מממשים עוד תפקיד אחד שלהם - הובלה.

הם גם אחראים לכיוון זרימת האותות העצביים. ליפידים הם מרכיבים חשובים של מעטפת המיאלין של סיבי עצב, מספקים את המבנה המתאים של כל תא עצב ותהליכים של קצות העצבים.

שומנים לוקחים חלק פעיל בסינתזה של הורמוני מין וויטמין D. הם נחוצים ליצירת תרומבפלסטין ומיאלין של רקמות עצב, חומצת מרה, פרוסטגלנדין. שומנים הם, למעשה, אותם מזווה המספקים מוצר כה חשוב לגוף כמו הורמונים סטרואידים.

לדברי מדענים, שכבת השומן מעורבת גם בוויסות ההומורלי של תפקודי הגוף. כתוצאה מכך, הורמוני סטרואידים ממין זכר יכולים להפוך להורמונים נשיים.

שומנים מונעים איבוד חום כאשר אדם נקלע למצבים לא נוחים. כך בא לידי ביטוי פונקציה נוספת – ויסות האיזון התרמי של הגוף.

עור האדם מורכב למעשה משומנים, המעניקים לו, כמו גם לדפנות כלי הדם, ולכל האיברים הפנימיים, גמישות מסוימת. בנוסף, שומנים מעורבים בסינתזה של תרכובות הנחוצות לגוף, המגנות מפני תנאים שליליים. זו תפקיד ההגנה שלהם.

אפיון זה אינו שלם לחלוטין, אך התכונות העיקריות מצוינות כאן. בנוסף, ראוי לציין שכאשר כמות עודפת של שומן חודרת לגוף, היא מופקדת כרזרבה "אסטרטגית" מתאימה ברקמת השומן. לכן, למשל, ספורטאים כמות רגילהשומן נחשב לפחות 10-12% ממשקל הגוף הכולל.

שומנים באיברים ומערכות שונות

בשל קיומם של שומנים ניטרליים, יש לאדם מקור אנרגיה נוסף. למעשה, חמצון השומן מספק לגוף כחמישים אחוז מפוטנציאל האנרגיה שלו. השומנים בכל מערכות האדם הם עד 20%, בעוד שהם מקור למים אנדוגניים (אחרת זה נקרא "מטבולי"). איכות זו של תרכובות אלו היא אחת החשובות ביותר לשמירה על חיוניות.

לכן, לשומנים המופקדים ברקמה התת עורית יש תכונות כאלה והם מקור האנרגיה המאפשר לגוף לשמור על חום כאשר הוא נחשף לתנאים קיצוניים. אלו המצטברים ליד האיברים הפנימיים יוצרים הגנה מפני נזק מכני. שומן יכול להיות מופקד גם בתאי הכבד, כמו גם בשרירים.

פונקציות של שומני ממברנה

המבנה של הממברנות כולל נוכחות של שני מרכיבים: חלבונים ושומנים ישירות. אפילו אותם עשרה אחוזים ממבנה הממברנה כולו המרכיבים את הפחמימות מיוצגים על ידי התרכובות שלהם: גליקוליפידים וגליקופרוטאין.

המאפיין החשוב ביותר של שומני הממברנה הוא הגיוון הרב שלהם, המושג באמצעות הכללת מולקולות חלבון ופחמימות בהרכבם. סביר להניח שהסיבה לכך עשויה להיות מספר רב של פונקציות שמבצעים חומרים שומניים אלו.

אילו סוגי שומנים בקרום קיימים

כל שומני הממברנה, בהתאם למשימות שבוצעו, מחולקים לסוגים הבאים:

• glycerorphospholipids - הם הנפוצים ביותר;
• פוספוספינגוליפידים;
• גליקוגליצרוליפידים;
• גליקוספינגוליפידים;
• סטרולים - נמצאים כמעט בכל הממברנות של אורגניזמים חיים: צמחים, בעלי חיים וחיידקים;
• רכיבים מינוריים.

תכונות ומגוון פונקציות של שומני ממברנה

העובדה שלממברנות למטרות שונות יש גם שומנים בעלי מאפיינים שונים טרם נחקרה במלואה. לא ידוע אילו מנגנונים פועלים כאן. לכל קרום יש כמאה תצורות שומנים שונות.

יחד עם זאת, ישנם גורמים מסוימים המשפיעים על הרכב השומנים של הממברנה. תערובת השומנים תמיד יוצרת שכבה. הודות לארגון המרחבי הזה ניתן לממש את כל הפונקציות של שומני הממברנה, ולעתים קרובות דורשים השתתפות נוספת של חלבונים.

ישנם ליפידים התורמים לייצוב סדר המקטעים המעוקלים של הממברנה, יצירת קשרים בין ממברנות או שילוב של חלבונים, שכן צורת מולקולות השומן מעדיפה את האריזה הדרושה של הדו-שכבה בנקודות מסוימות על גבי הממברנה. .

כמה שומנים הם מווסתים ביולוגיים חשובים. שאלת תפקידם של התהליכים הרגולטוריים של נגזרת הפוספטידילינוזיטול בממברנות של תאים אוקריוטיים נחקרה בצורה מקסימלית.

חלק מהליפידים מפעיל את התהליך המגביר את התגובות של הביוסינתזה. לדוגמה, בתאי E. coli, phosphatidylglycerol מספק חלק גליצרופוספט בביוסינתזה של אוליגוסכרידים פריפלסמיים. ישנם גם שומנים התומכים ברמת הפעילות של אנזימים מסוימים.

עוד על שומנים

למי שיש רצון להכיר ביתר פירוט וחזותי את תפקידי שומני הממברנה ותפקידם החשוב ביותר בארגון העבודה של כל המערכות והאיברים האנושיים, לרבות מבנה התא והמרחב הבין-תאי, יש כזה דרך להציג מידע כמצגת.

חלקיו, ככלל, מכילים מידע על שומנים מורכבים ואסטרים, טבלה עם הסיווג הנפוץ ביותר של שומנים ותכונותיהם, מספר סכמות ביוכימיות מורכבות המכילות את נוסחאות השומנים המורכבות ביותר, המבנה שלהם, מיקומם בתאים, ומציינים כיצד מתרחש חילוף חומרים.ליפידים, מה צריך להיות היחס בין שומנים וחלבונים.

המצגת היא בדרך כלל הזדמנות לראות תמונה רחבה יותר של חשיבותם של סוגי שומנים אלו לבני אדם, ולהעריך באמת את התפקיד העצום שממלאים החומרים השומניים החיוניים הללו.

להכנת חומר הסברתי כמו מצגת יכולים להיות כיוונים רבים ושונים, בהתאם למטרה הסופית של היכרות עם החומר המוצג בתוכן.

לעתים קרובות, כאשר בוחנים את התכונות של האינטראקציה של שומנים עם שונים יסודות כימייםהשאלה היא: "רשום את הפונקציות האופייניות של האיברים האנושיים החשובים ביותר שלא ניתן לבצע ללא פירוק של תאי שומן." למעשה, אין כמעט פונקציות כאלה. מכיוון שניתן להבחין בנוכחות של שומנים בכל חלל תאי בגוף, הודות לתרכובות אלו מתרחשת העבודה המתואמת של כל המערכות.

תרכובות אלו, בין היתר, מספקות מעין תהליכים סינרגיסטיים באיברים אנושיים מרכזיים שונים הקשורים לייצור הורמוני גדילה. לפיכך, ללא ליפידים, אי אפשר להתאים נכון את תפקודי הגוף לביצוע המשימות של מתן תזונה לאיברים חיוניים בזמן.

בנוסף לחלוקה לפשוטים ומורכבים, ניתן לחלק ליפידים לניתנים לסיבון ולבלתי ניתנים לסיבון.

סיווג השומנים מאפשר לך להבין את הניואנסים של השתתפותם של מיקרו-אלמנטים אלה במגוון תהליכים ביולוגיים של חיי אדם. הביוכימיה והמבנה של כל חומר כזה שהוא חלק מהתאים עדיין גורמים להרבה מחלוקת בקרב מדענים ונסיינים.

ליפידים, כידוע, הם תרכובות טבעיות הכוללות שומנים שונים בהרכבם. ההבדל בין חומרים אלה לבין נציגים אחרים של קבוצה אורגנית זו הוא שהם כמעט אינם מנוצלים במים. בהיותם אסטרים פעילים של חומצות עם רמה גבוהה של תכולת שומן, הם אינם מסוגלים לחסל את עצמם לחלוטין בעזרת ממיסים מסוג אנאורגני.

שומנים נמצאים בגוף האדם. חלקם מגיע לממוצע של 10-15% מכלל הגוף. אי אפשר לזלזל בחשיבותם של שומנים: הם משמשים כספק ישיר של חומצות שומן בלתי רוויות. מבחוץ נכנסים לגוף חומרים עם ויטמין F החשוב ביותר לתפקוד תקין של מערכת העיכול.

בנוסף, שומנים הם משאב נוזלי נסתר בגוף האדם. מחומצן, 100 גרם שומנים מסוגלים ליצור 106 גרם מים. אחת המטרות העיקריות של אלמנטים אלה היא לבצע את הפונקציה של ממס טבעי. בזכותה יש במעיים ספיגה מתמשכת של חומצות שומן יקרות ערך וויטמינים המתמוססים בממיסים אורגניים. כמעט מחצית מכל מסת המוח שייכת לליפידים. בהרכב של רקמות ואיברים אחרים, גם מספרם גדול. בשכבות השומן התת עורי יכול להיות עד 90% מכלל השומנים.

הסוגים העיקריים של תרכובות שומנים

הביוכימיה של חומרים אורגניים שומניים והמבנה שלהם קובעים מראש הבדלי מעמדות. הטבלה מאפשרת לך להדגים חזותית מה הם שומנים.

כל חומר המכיל שומן שייך לאחת משתי קטגוריות של שומנים:

• ניתן לסיבוב;
• בלתי ניתנת לסיבוב.

אם נוצרו מלחים של חומצות שומן גבוהות על ידי הידרוליזה באמצעות אלקלי, עלולה להתרחש כיבוד. במקרה זה, מלחי אשלגן ונתרן נקראים סבונים. חומרים הניתנים לסיבון הם הקבוצה הגדולה ביותר של שומנים.

בתורו, ניתן לחלק באופן מותנה את קבוצת האלמנטים הניתנים לסיבון לשתי קבוצות:

• פשוט (המורכב רק מאטומי חמצן, פחמן דו חמצניומימן);
• מורכבים (אלה תרכובות פשוטות בשילוב עם בסיסי זרחן, שאריות גליצרול או ספינגוזין בלתי רווי בעל שני נפחים).

ליפידים פשוטים

ביוכימיה מסווגת חומצות שומן שונות ואסטרים אלכוהוליים כשומנים פשוטים. בין החומרים האחרונים, הנפוצים ביותר הם כולסטרול (מה שנקרא אלכוהול מחזורי), גליצרול ואלכוהול אולאי.

אחד מהאסטרים של גליצרול יכול להיקרא טריאציגליצרול, המורכב ממספר מולקולות של חומצות שומן עתירות. למעשה, תרכובות פשוטות הן חלק מהאפודוציטים של רקמות השומן. יש לציין גם שמגעי אסטר עם חומצות שומן יכולים להתרחש בשלוש נקודות בבת אחת, שכן גליצרול הוא אלכוהול תלת-הידרי. במקרה זה, נוצרות תרכובות הנוצרות מהקשר האמור לעיל:

• טריאצילגליצרידים;
• דיאצילגליצרידים;
• מונואצילגליצרידים.

החלק העיקרי של שומנים מהסוג הנייטרלי קיים בגוף של בעלי חיים בעלי דם חם. במבנה שלהם הוא רובשאריות של חומצות פלמיטית, סטאריות עם תכולת שומן גבוהה. בנוסף, שומנים ניטרליים ברקמות מסוימות יכולים להיות שונים באופן משמעותי בתכולתם משומנים באיברים אחרים באותו אורגניזם. לדוגמה, רקמה תת עורית אנושית מועשרת בחומצות כאלה בסדר גודל גבוה יותר מהכבד, המורכב משומנים בלתי רוויים.

שומנים ניטרליים

שני סוגי החומצות, ללא קשר לרוויה, שייכים לסוג החומצות הקרבוקסיליות האליפטיות. ביוכימיה מאפשרת להבין עד כמה החומרים הללו חשובים לליפידים על ידי השוואה בין מיקרו-נוטריאנטים לאבני בניין. הודות להם, כל שומן נבנה.
אם אנחנו מדברים על הסוג הראשון, על חומצות רוויות, אז בגוף האדם אתה יכול למצוא לרוב חומצות פלמיטיות וסטאריות. לעתים רחוקות יותר, ליגנוצרין מעורב בתהליכים ביוכימיים, שמבנהם מורכב יותר (24 אטומי פחמן). יחד עם זאת, חומצות רוויות, עם פחות מ-10 אטומים בהרכבן, כמעט חסרות בשמנים של בעלי חיים.

הקבוצה האטומית הנפוצה ביותר של חומצות בלתי רוויות היא תרכובות המורכבות מ-18 אטומי פחמן. הסוגים הבאים של חומצות בלתי רוויות נחשבות הכרחיות, בעלות מ 1 עד 4 קשרים כפולים:

• oleic;
• לינולאית;
• לינולנית;
• ארכידוני.

פרוסטגלנדידים ושעווה

במידה רבה או פחותה, כולם מחזיקים בגוף של יונקים. ערך רביש נגזרות של חומצות בלתי רוויות, שהן פרוסטגלנדידים. מסונתזים על ידי כל התאים והרקמות, למעט אריתרוציטים, יש להם השפעה עצומה על תפקוד המבנים והתהליכים העיקריים של גוף האדם:

• מערכת הדם והלב;
• חילוף חומרים וחילופי אלקטרוליטים;
• מערכת העצבים המרכזית והפריפריאלית;
• איברי עיכול;
• תפקוד רבייה.

בקבוצה נפרדת נמצאים אסטרים של חומצות מורכבות ואלכוהול עם אטום אחד או שניים בשרשרת - שעווה. מספר כוללחלקיקי הפחמן שלהם יכולים להגיע ל-22. בשל המרקם המוצק, חומרים אלו נתפסים על ידי שומנים כמגנים. בין השעווה הטבעית המסונתזת על ידי אורגניזמים, הנפוצות ביותר הן שעוות דבורים, לנולין ואלמנט המכסה את פני העלים.

שומנים מורכבים

כיתות ליפידים מיוצגות על ידי קבוצות של תרכובות מורכבות. ביוכימיה כוללת:

• פוספוליפידים;
• גליקוליפידים;
• סולפוליפידים.

פוספוליפידים הם מבנים ביולוגיים בעלי מבנה מורכב. הם בהכרח כוללים זרחן, תרכובות חנקן, אלכוהול ועוד הרבה יותר. עבור הגוף, הם ממלאים תפקיד משמעותי, בהיותם מרכיב בסיסי בתהליך הבנייה של ממברנות ביולוגיות. פוספוליפידים נמצאים בלב, בכבד ובמוח.

תת-המעמד של שומנים מורכבים כולל גם גליקוליפידים - אלו תרכובות המכילות אלכוהול ספינגוזין, ומכאן גם פחמימות. יותר מכל רקמה אחרת בגוף, מעטפת העצבים עשירה בגליקוליפידים.

מגוון של גליקוליפידים המכילים שאריות חומצה גופרתית נחשבים לסולפוליפידים. בינתיים, סיווג השומנים מרמז תמיד על הקצאת חומרים אלה לקבוצה נפרדת. ההבדל העיקרי בין שתי התרכובות המורכבות טמון בתכונות המבנה שלהן. במקום הגלקטוז של אטום הפחמן השלישי של הגליקוליפיד, יש שאריות חומצה גופרתית.

קבוצה של שומנים בלתי ניתנים לסיבוב

בניגוד לקבוצת הליפידים הניתנים לסיבון, המרשימה מבחינת מספר הזנים, השומנים הבלתי ניתנים לסיבון משחררים לחלוטין חומצות שומן ואינם עוברים הידרוליזה בפעולה בסיסית. חומרים אלו הם משני סוגים:

• אלכוהול גבוה יותר;
• פחמימנים גבוהים יותר.

הקטגוריה הראשונה כוללת ויטמינים הנבדלים באיכויות מסיסות בשומן - A, E, D. הנציג המפורסם ביותר של הסוג השני של סטרולים - אלכוהול גבוה יותר - הוא הכולסטרול. מדענים הצליחו לבודד את היסוד מאבני מרה על ידי בידוד אלכוהול חד-הידרי לפני כמה מאות שנים.

לא ניתן למצוא כולסטרול בצמחים, בעוד שביונקים הוא קיים בכל התאים. הנוכחות שלו היא תנאי חשובתפקוד מלא של מערכת העיכול, ההורמונלית והגניטורינארית.

כאשר בוחנים פחמימנים גבוהים יותר, שהם גם בלתי ניתנים לסיבון, חשוב להתייחס להגדרה שניתנה על ידי הביוכימיה. אלמנטים אלה הם מבחינה מדעית הרכיבים המיוצרים על ידי איזופרן. המבנה המולקולרי של פחמימנים מבוסס על שילוב של חלקיקי איזופרן.

ככלל, אלמנטים אלה נמצאים בתאי צמחים של מינים ריחניים במיוחד. בנוסף, הגומי הטבעי הידוע - פוליטרפן - שייך לקבוצת הפחמימנים הגבוהים הבלתי ניתנים לסיבון.