Вещества, които изграждат растенията. Хранителни вещества за съхранение на растения Неразтворими хранителни вещества за съхранение на растителни клетки

Биологично активните вещества са химически вещества, необходими за поддържане на жизнените функции на живите организми, притежаващи висока физиологична активност при ниски концентрации по отношение на определени групи живи организми или техните клетки, злокачествени тумори, селективно забавящи (или ускоряващи) растежа им или напълно потискащи техните развитие.

Естествените биологично активни вещества се образуват по време на живота на живите организми. Те могат да се образуват по време на метаболизма, да се отделят в околната среда (екзогенни) или да се натрупват в тялото (ендогенни). Ефективността на синтеза на биологично активни вещества зависи от физиологичните характеристики на живите организми и факторите на околната среда.

Екзогенните естествени биологично активни вещества включват:

колини - органични съединения, секретирани от висшите растения през кореновата система, причинявайки потискане на по-ниските растения;

фитонциди - летливи органични съединения, отделяни от висшите растения в атмосферния въздух, причиняващи смъртта на патогенни микроорганизми;

антибиотици - органични вещества - отпадъчни продукти на микроорганизмите в процеса на метаболизма, отделяни в околната среда или натрупващи се вътре в клетката, потискащи или инхибиращи други видове микроорганизми;

маразмините са органични вещества, секретирани от микроорганизми, които причиняват потискане на по-низши растения.

Ефектът на едни живи организми върху други поради производството на биологично активни вещества се нарича алелопатия.

Микотоксините са биологично активни вещества, произвеждани от гъби (от рода Fusarium, Aspergillus и др.) в процеса на метаболизма, които се отделят в организма на висшите растения (житни) по време на съвместното им развитие и причиняват заболяване на последните. Опасността от микотоксини е свързана с тяхната стабилност по време на съхранение, термична обработка и способността им бързо да се разпространяват в органите и тъканите на тялото, причинявайки инхибиране на протеиновия синтез, увреждане на сърдечно-съдовата система, клетките на костния мозък и лимфните възли. Много микотоксини имат канцерогенни свойства.

Ендогенните биологично активни вещества включват: протеини, мазнини, въглехидрати, аминокиселини, витамини, ензими, хормони, багрила.

Протеините са естествени полимери, чиито молекули са изградени от аминокиселинни остатъци. Според структурата си протеините се делят на прости и сложни. Протеините (от гръцки protas - първи, важен) са прости протеини. Те включват албумини, глобулини, глутемини.

Протеидите принадлежат към сложни протеини, които в допълнение към протеиновите макромолекули съдържат непротеинови молекули. Те включват нуклеопротеини (в допълнение към протеина съдържат нуклеинови киселини), липопротеини (в допълнение към протеина съдържат липиди), фосфолипиди (в допълнение към протеина те съдържат фосфорна киселина). Протеините играят ключова роля в живота на клетката. Те са необходими за образуването на клетки и телесни тъкани, формират основата на биомембраните, както и поддържат жизнените функции на живите организми. Протеините изпълняват каталитични (ензими), регулаторни (хормони), транспортни (хемоглобин, миоглобин), структурни (колаген, фиброин), двигателни (миозин), защитни (имуноглобулин, интерферон) функции, които намаляват риска от инфекциозни или стресови ситуации, както и като резерв (казеин, албумин), биоенергийни функции. От своя страна, биологичната активност на протеините е тясно свързана с техния аминокиселинен състав. Протеините съдържат 20 аминокиселини и два амида (аспаргин, глутамин). Растенията и повечето микроорганизми са способни да синтезират всичките си съставни аминокиселини от прости вещества - въглероден диоксид, вода и минерални соли. Някои аминокиселини не могат да се синтезират в тялото на животните и хората и трябва да се доставят готови като хранителни компоненти. Такива киселини се наричат незаменими. Те включват: валин, левцин, изолевцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Дългосрочната липса на поне една незаменима аминокиселина в тялото води до сериозни заболявания при хора и животни. Всички необходими аминокиселини трябва да се съдържат в протеините в определени пропорции, които отговарят на нуждите на даден организъм. Ако поне една аминокиселина е дефицитна, тогава други аминокиселини, които са в излишък, не се използват за протеиновия синтез. Протеините, които имат оптимално съдържание на аминокиселини, се считат за биологично пълноценни.

Количеството на всяка аминокиселина, липсваща в нормата, се балансира чрез добавяне на "чисти" препарати от дефицитни аминокиселини или протеинова маса, която има по-високо съдържание на тази аминокиселина в сравнение със стандарта. В растенията концентрацията на протеинови вещества варира в зависимост от условията на отглеждане, климата, времето, типа на почвата, агротехниката и др. Много микроорганизми се характеризират с висока интензивност на протеинов синтез, а протеините на микробните клетки имат високо съдържание на незаменими аминокиселини.

Витамините са нискомолекулни органични вещества, които имат висока биологична активност и действат като биорегулатори. Биологичната активност на витамините се определя от факта, че те като активни групи са част от каталитичните центрове на ензимите или са носители на функционални групи.

При липса на тези вещества активността на съответните ензими намалява и в резултат на това биохимичните процеси, протичащи с участието на тези ензими, се отслабват или напълно спират, което води до сериозни заболявания. Организмите на хората и животните не са в състояние да синтезират витамини. Основният източник на тяхното навлизане в организма на човека и животните са растенията и микроорганизмите, които синтезират почти всички витамини (с изключение на В12). Почти всички витамини съдържат хидроксилна група (-OH) или карбонилна група (-C=O). Има мастноразтворими и водоразтворими витамини.

Липидите са сложна смес от органични съединения със сходни физикохимични свойства, които участват в изграждането на клетъчните мембрани. Те са основен компонент на клетката. Тяхната обща характеристика е наличието на дълговерижни въглеводородни радикали и естерни групи в молекулата. По химическа природа мазнините са естери на глицерол и мастни киселини, които се различават по естеството на мастните киселини.

При растенията мазнините се натрупват в плодовете и семената; при животните и рибите те се концентрират в подкожните мастни тъкани, коремната кухина и тъканите около много важни органи (сърце, бъбреци), както и в мозъчните и нервните тъкани. Дългосрочното отсъствие от живия организъм води до нарушаване на централната нервна система, намаляване на устойчивостта към инфекции и съкращаване на продължителността на живота. За да се извлекат липидите, е необходимо да се разруши връзката им с протеини, въглехидрати и други клетъчни компоненти. Когато липидите се извличат от естествени суровини, се получава смес, състояща се от липиди и мастноразтворими вещества (пигменти, витамини, стероиди).

Ензимите (на латински fermentum - квас) или ензимите (enzime - мая) са протеинови биокатализатори, които ускоряват метаболизма в клетките и имат молекулно тегло от 15 000 до 1 000 000.

Има еднокомпонентни (мономерни) ензими, състоящи се само от протеин (нагънати полипептидни вериги) и двукомпонентни ензими, състоящи се от протеинови макромолекули и непротеинови молекули. Активността на ензима се определя от структурата на белтъчната част. Ензимите се използват в различни области на практическата човешка дейност като биологични катализатори. Дълго време гъбите са били основният доставчик на ензими. В момента все повече се използват бактериални ензими. Нивата на натрупване на ензими в клетките могат да се увеличат 100-1000 пъти чрез генетичен обмен и подбор на хранителни среди. Култивирането на производители на ензими е икономично само когато циклите на ферментация са кратки, хранителните среди са сравнително евтини и специфичността на вътре- или извънклетъчните ензимни протеини е висока. Микробните ензими се използват като терапевтични средства в клинични тестове, както и като фуражна добавка (0,1-1,5% от сухото тегло на фуража) за подобряване на ефективността на използване на растителни фуражи (зърно, силаж, груби фуражи и др.) чрез селскостопански животни, съдържащи несмилаеми вещества: фибри, лигнин, хемицелулоза. Например при преживните фибрите се усвояват с 40-65%, растителните протеини с 60-80%, липидите с 60-70%, нишестето и полифруктозидите с 70-80%. Освен това при приготвянето на фуражи чрез силажиране се използват ензимни препарати за ускоряване на млечнокисела ферментация.

Липидите са голяма група естествени вещества, разнообразни по химична структура и физикохимични свойства. Има няколко интерпретации на концепцията за липиди и различни класификационни схеми, базирани на свойствата на тези вещества. Общо свойство на липидните съединения е способността да се разтварят в етер, хлороформ и други органични разтворители (но не и във вода).

Липидите могат да бъдат разделени на две големи групи въз основа на тяхната структура.

1. Прости липиди или неутрални мазнини, представени в повечето организми от ацилглицероли, т.е. глицеролови естери на мастни киселини (свободните мастни киселини се намират в клетките само като второстепенен компонент). 2. Комплексните липиди, които включват липиди, съдържащи фосфорна киселина в моно- или диестерна връзка, са фосфолипиди, които включват глицерофосфолипиди и сфинголипиди. Комплексните липиди включват съединения, свързани чрез гликозидна връзка с един или повече монозахаридни остатъци или гликолипиди, както и съединения от стероидна и изопреноидна природа, включително каротеноиди.

До 20-те години на нашия век липидите, особено неутралните, се разглеждат само като резервен материал, който може да бъде заменен с други вещества със същото калорично съдържание, без да навреди много на жизнените функции на тялото. Първото доказателство, че липидите съдържат съединения, физиологично необходими за висшите животни, е получено през 1926 г. от холандски изследователи Evans и Boer. Малко по-късно беше установено, че тези съединения са полиненаситени мастни киселини (линолова, линоленова и арахидонова) - физиологично необходими за повечето живи организми (витамин F).

По-късно беше установено, че в микробните клетки липидите изпълняват различни биологични функции. Те са част от такива важни структури като клетъчната мембрана, митохондриите, хлоропластите и други органели. Липопротеиновите комплекси играят важна роля в метаболитните процеси. Те са свързани до голяма степен с активния трансфер на различни вещества през граничните мембрани и разпределението на тези вещества в клетката. Съставът на липидите до голяма степен се свързва с такива свойства на организмите като термотолерантност и термофилност, психрофилност, киселинна устойчивост, вирулентност, устойчивост на йонизиращо лъчение и други характеристики. В допълнение, липидите могат да функционират като продукти за съхранение. Те включват поли-β-хидроксимаслена киселина, произвеждана от много бактерии, и ацилглицероли, по-специално тридилглицерол, натрупан в големи количества от някои дрожди и други гъбички.

Систематичното изследване на микробните липиди започва през 1878 г., след като немските изследователи Nägeli и Löw съобщават за образуването на мастни капчици в дрожди, растящи при условия на обилно снабдяване с кислород. Общото количество липиди в микроорганизмите обикновено варира от 0,2 до 10% от абсолютно сухите вещества на клетката. Въпреки това, при условия, благоприятни за натрупването на тези метаболитни продукти, съдържанието на липиди може да достигне 60-70% от сухото вещество. Само някои представители на микроорганизмите имат способността за такъв "суперсинтез" на липиди. От нишковидните гъби значителни количества липиди (40 - 70%) се образуват от представители на родовете PeniclUium, Rhizopus, Fusarium и някои други. Приблизително същото количество липиди синтезират и дрождите – представители на родовете Cryptococcus, Rhodotorula, Lipomyces, Sporobolomyces. Сред бактериите микобактериите са интересни, способни да натрупват до 40% липиди. В редица бактерии количеството полихидроксибутират достига 60%, например във водород-окисляващия вид Alcaligenes eutrophus. При определени условия на култивиране някои микроформи на водорасли натрупват до 60% или повече липиди.

Максимално съдържание на липиди в някои микроорганизми

Микроорганизъм	Липиди спрямо сухото вещество на клетките, %
Actinnmyccs albaduncus
Alcatigenes eutrophus
Miicibacterlum smegmatis
Ps".iuintnonas mallei
Cryplncoccus terricolus
Encloniicopsis vernalis
Lipomyces Upoferus
Lipomyces starkeyl
Rhodoiorula gracilis
Sporobolomyces roseus
Blacesiea trispora
Geotrichum candidum
Geotrichum wallroth
PenicHHum yavanicutn
Rhizopus arrhizus
Chlorella pyrenoidosa

Липидният състав на различните микроорганизми често е различен. Бактериите са склонни да имат много фосфолипиди. Микобактериите съдържат значителни количества восъци, а при архебактериите неутралните липиди са представени от прости изопропилглицеринови етери, т.е. не съдържат мастни киселини, чието присъствие е характерно за други организми. Мастните киселини в еубактериите обикновено съдържат от 10 до 20 въглеродни атома (предимно 15-19). Сред тях са наситени киселини с права верига от въглеродни атоми, мононенаситени с права верига, с разклонена верига (изо- и анте-изо-), с циклопропанов пръстен и хидрокси киселини. Но по-голямата част от бактериите нямат полиненаситени мастни киселини, типични за липидите на еукариотните организми.

Мастните киселини на микобактериите и свързаните с тях форми са по-сложни от тези на други бактерии. В допълнение към обичайните мастни киселини, микобактериите, коринебактериите и нокардиите съдържат в липидния си състав уникални миколови киселини, характерни само за тези микроорганизми, които са високомолекулни β-хидрокси киселини с дълга алифатна верига в b-позиция.

Мастните киселини с циклопропанов пръстен са широко разпространени в грам-положителни и грам-отрицателни еубактерии (бацил, клостридия, стрептококи, ентеробактерии и бруцела).

Актиномицетите и бацилите се характеризират с високо съдържание на разклонени мастни киселини, чието количество достига 80% от общите мастни киселини.

Съставът на мастните киселини на липидите от филаментозни гъби е до голяма степен идентичен със състава на растителните масла. В тази връзка липидите от гъби могат да намерят приложение в различни сектори на националната икономика (селско стопанство, бояджийска и лакова промишленост, производство на лекарства). През последните години сред нишковидните гъби са открити високоактивни производители на арахидонова киселина и е разработен метод за превръщането й в определени простагландини (биологично активни вещества, които са производни на полиненаситени мастни киселини, чиято молекула съдържа 20 въглеродни атома) .

От дрождите съставът на липидите е най-изучен при представителите на родовете Candida, Saccharomyces, Rhodotorula и Cryptococcus. Мастни киселини от C4 до C26 се намират в Saccharomycetes. Аеробните и анаеробните култури на Saccharomyces имат значително различен състав на мастни киселини. При дрождите от род Rhodotorula дълговерижните мастни киселини (C22, C24, C26) са по-чести, отколкото при Lipotnyces и Cryptococcus. Съставът на мастните киселини в липидите на водораслите е подобен на този на различни растения.

Наред с вътреклетъчните липиди, някои видове дрожди и нишковидни гъби имат способността да образуват извънклетъчни липиди. Има описания на няколко форми на липиди, открити в средата. В културите на Pullularia, Rhodotorula и Hansenula извънклетъчните липиди се появяват под формата на капчици с различен диаметър. Когато дрождите Candida bogoriensis се отглеждат в дълбочина, извънклетъчните липиди се откриват под формата на капчици с различен диаметър и под формата на дълги бели кристали. Изследванията на химичния състав на извънклетъчните липиди показват, че четири основни вида от тези съединения се екскретират от дрождите:

1) полиолови естери на мастни киселини, в които наситени, ненаситени и хидрокси киселини са свързани чрез естерни връзки към С5 и С6 полиоли;

2) сфинголипиди (тетраацетил С18-фитосфингозин и др.);

3) софорозиди на хидрокси киселини;

4) заместени киселини, например еритро-8, 9, 13-триацето-оксидокозанова киселина.

Триацилглицеролите не се срещат в състава на извънклетъчните липиди. Сравнително изследване на екстра- и интрацелуларни липиди на Rhodotorula glutinis показа значителни разлики в състава на техните мастни киселини. Само шест органични киселини са идентифицирани във вътреклетъчните липиди (основната е олеинова). В допълнение, C19, C20, хидроксистеаринова и хидроксиарахидова киселина липсват във вътреклетъчните липиди. Последните две заедно представляват повече от 50% от всички мастни киселини в извънклетъчните липиди.

Наблюдава се обратна връзка между синтеза на извънклетъчни липиди и полизахариди. При температура на култивиране под оптималната R. igtutinis рязко инхибира синтеза на екстрацелуларни липиди и в средата се натрупват значителни количества екзополизахариди. Същото явление се наблюдава при условия на ниско pH.

Многобройни експерименти показват, че дрождевите липиди и техните преработени продукти могат да се използват в голямо разнообразие от сектори на националната икономика: текстилна, керамична, кожарска, металообработваща (валцуване от стоманени листове, теглене на тел, калайдисване) индустрии. Дрождените липиди могат също да се използват в производството на каучук, каучук, фармацевтични продукти, козметика, сапун, изсушаващи масла, процеси на флотация на руда и т.н. И накрая, както показват експериментите, дрождените липиди могат да бъдат широко използвани в храненето на селскостопански животни и птици. В този случай процесът на тяхното извличане от клетките се изключва от схемата за производство на липиди - богатата на мазнини биомаса от микроорганизми се използва за фуражни цели.

След Втората световна война значителен брой работи бяха насочени към изследване на възможността за получаване на микробни липиди за хранителни цели. Шведският изследовател Lundin показа, че мазнината от дрожди (Rhodotocula gracilis), богата на физиологично незаменими мастни киселини, може успешно да се използва в допълнение към технически и хранителни нужди. Диета от 25 g мазна мая може да осигури на човешкото тяло 10 g липиди, 6 g протеин и много други основни вещества, което задоволява 20% от дневната нужда от тези съединения.

Производството на микробна мазнина за хранителни цели е имало още през Първата световна война в Германия. Като хранителна среда се използва меласа или други субстрати, съдържащи захар, като производител служи дрождеподобната гъба Endomycopsls vemails. Богатата на мазнини биомаса се използва като храна, от която се приготвя паста, известна като „Evernal” или „Myceta”.

Чрез комбиниране на хранителни среди, както и избор на производител и условия на неговото култивиране, е възможно да се получат липиди, чийто състав отговаря на изискванията на различни индустрии и селско стопанство. Например при хранене на птици се предпочитат липиди, съдържащи до 65-70% ненаситени мастни киселини. Микробните липиди, съдържащи значително количество мастни киселини с две двойни връзки, могат да се използват за приготвяне на лакове и бои, както и за приготвяне на лекарства, които помагат за предотвратяване на атеросклероза и тромбоза. Липиди с преобладаване на наситени мастни киселини могат да се използват за производството на технически смазочни материали. В първите случаи на тези изисквания отговарят липидите на нишковидните гъби и дрождите Lipomyces lipoferus, а във вторите - липидите на Candida humicola, отглеждани върху дървесен хидролизат.

Обобщавайки казаното, трябва да се отбележи, че съставът на липидите (и следователно областта на тяхното възможно използване) до голяма степен се определя от системното положение на произвеждащия организъм. В същото време съотношението на отделните компоненти в състава на липидите се определя от спецификата на използваните суровини и физикохимичните условия на отглеждане. Тези модели на липидогенеза са много важни при организирането на промишленото производство на микробна мазнина, тъй като при определени условия те позволяват да се получи продукт със строго определен състав и свойства. Такъв контролиран микробен синтез може да отговори на изискванията за липиди в различни сектори на националната икономика.

ПО дяволите. Микитюк, с.ш. № 589, Москва

Около 100 химични елемента се намират в земната кора, но само 16 от тях са необходими за живота (Таблица 1). Четирите най-често срещани елемента в живите организми са водород, въглерод, кислород и азот. Те представляват повече от 99% както от масата, така и от броя на атомите, които изграждат всички живи организми.

Какви растителни вещества се образуват от тези елементи? Най-много вода в растенията има H2O - от 60 до 95% от общата маса на тялото. В допълнение, растенията съдържат „градивни елементи“ - прости органични съединения, от които са изградени биомакромолекули (Таблица 2).

Така от сравнително малък брой видове молекули се получават всички макромолекули и структури на живите клетки.

Макромолекулите са полимери, изградени от много повтарящи се единици. Единиците, които изграждат макромолекулите, се наричат мономери. Има три вида макромолекули: полизахариди, протеини и нуклеинови киселини (фиг. 1). Мономерите за тях са съответно монозахариди, аминокиселини и нуклеотиди (табл. 3).

Ориз. 1. Полимерни макромолекули:

а - полизахарид (разклонен); b - фрагмент от двойна спирала на ДНК (полинуклеотид);

c - полипептид (фрагмент от миоглобинова молекула)

Въглехидрати

Въглехидратите са основният хранителен и поддържащ материал на растителните клетки и тъкани. В молекулите на повечето въглехидрати водородът и кислородът присъстват в същото съотношение като във водната молекула (например глюкоза C6H12O6 или C6(H2O)6). Всички въглехидрати са многофункционални съединения. Те включват монозахариди - полихидроксиалдехиди (алдози), полихидроксикетони (кетози) и полизахариди (нишесте, целулоза и др.) (виж таблица 4).

Въглехидратите са един от най-важните класове естествени вещества, открити в растенията. Те представляват до 90% от сухото вещество на растенията.

Въглехидратите са основните продукти на фотосинтезата в зелените растения:

В много растения въглехидратите се натрупват в големи количества под формата на захар и нишесте в корени, грудки и семена и след това се използват като резервни хранителни вещества.

Растения, от които се произвежда захар промишлено:

а - захарно цвекло; b - захарна тръстика

Полизахаридите са полезни като хранителни вещества за съхранение поради редица причини. Първо, големият размер на молекулите ги прави практически неразтворими във вода. Следователно полизахаридите нямат нито осмотичен, нито химичен ефект върху клетката. Второ, полизахаридните вериги могат да се сгъват компактно и, ако е необходимо, лесно да се превърнат в захари чрез хидролиза:

Стените на растителните клетки и растителните влакна са съставени предимно от целулоза. Въглехидратите също преобладават в плодовете и плодовете. Въглехидратите са нишесте, фибри (целулоза), захари, пектинови вещества и много други съединения от растителен произход (фиг. 3). По време на разграждането на въглехидратите организмите получават по-голямата част от енергията, необходима за поддържане на живота и биосинтеза на други сложни съединения.

Растителни продукти - доставчици на нишесте и целулоза:

а - картофи; b - царевица; в - зърно; g - памук; d - дърво

1. Каква е разликата между молекулните и структурните формули на съединенията?

2. Напишете структурните формули на линейните и цикличните изомери на глюкозата C6H12O6.

3. Какви са молекулните формули на монозахаридите, които се различават по броя на въглеродните атоми в молекулата: триоза (3C), тетроза (4C), пентоза (5C), хексоза (6C) и хептоза (7C)?

4. Каква е валентността на елементите С, Н и О в техните съединения?

5. Колко хидроксилни групи има в линейните и цикличните форми на въглехидратите: а) рибоза; б) глюкоза?

6. Посочете кои от посочените захари са пентози и кои хексози.

7. От какви глюкозни остатъци (а- или б-форма) са изградени молекулите: а) нишесте, б) целулоза?

Фрагмент от молекула амилопектин (нишесте).

Фрагмент от целулозна молекула

8. Какви химични връзки в ди- и полизахаридните молекули се наричат гликозидни връзки?

Липидите са неразтворими във вода органични вещества, които могат да бъдат извлечени от клетките с органични разтворители – етер, хлороформ и бензен. Класическите липиди са естери на мастни киселини и тривалентен алкохол глицерол. Те се наричат триацилглицероли или триглицериди.

Връзката между карбонилния въглерод и кислорода в алкиловата група на мастната киселина се нарича естерна връзка:

Триолеат

Триацилглицеролите обикновено се разделят на мазнини и масла в зависимост от това дали остават твърди при 20 °C (мазнини) или имат течна консистенция при тази температура (масла). Колкото по-ниска е точката на топене на един липид, толкова по-висок е делът на ненаситените мастни киселини в него.

Повечето RCOOH мастни киселини съдържат четен брой въглеродни атоми, от 14 до 22 (най-често R = C15 и C17). Растителните мазнини обикновено съдържат ненаситени (с една или повече двойни С=С връзки) киселини – олеинова, линолова и линоленова киселини и наситени мастни киселини, в които всички С-С връзки са единични. Някои масла съдържат големи количества редки мастни киселини. Например, рициновото масло, получено от семената на рицина, натрупва много рицинолова киселина (виж таблицата).

Липидите, съдържащи се в растенията, могат да бъдат под формата на резервна мазнина или да бъдат структурен компонент на клетъчния протопласт. Съхраняващите и „структурните“ мазнини изпълняват различни биохимични функции. Резервната мазнина се отлага в определени органи на растението, най-често в семената, и се използва като хранително вещество при тяхното съхранение и покълване. Липидите на протопластите са необходим компонент на клетките и се съдържат в тях в постоянни количества. Липидите и съединенията от липиден характер (комбинации с протеини - липопротеини, въглехидрати - гликолипиди) се използват за изграждане на цитоплазмената мембрана на повърхността на клетките и мембраните на клетъчните структури - митохондрии, пластиди, ядра. Благодарение на мембраните се регулира пропускливостта на клетките към различни вещества. Количеството мембранни липиди в листата, стъблата, плодовете и корените на растенията обикновено достига 0,1-0,5% от теглото на влажната тъкан. Съдържанието на резервна мазнина в семената на различните растения е различно и се характеризира със следните стойности: за ръж, ечемик, пшеница - 2-3%, памук, соя - 20-30% (фиг. 4).

Маслодайни семена: а - ленено; b - слънчоглед; в - коноп; g - маслина; d - соя

Интересно е, че при приблизително 90% от всички растителни видове основното резервно вещество в семената не е нишестето (като при зърнените култури), а мазнините (като при слънчогледа). Това се обяснява с факта, че по време на покълването на семената като източник на енергия се използват предимно резервни мазнини. Съхранението на мазнини е полезно за растенията, тъй като тяхното окисление освобождава приблизително два пъти повече енергия от окисляването на въглехидрати или протеини.

Основните константи, характеризиращи свойствата на мазнината, са нейната точка на топене, киселинно число, число на осапуняване и йодно число. По-долу са точките на топене на някои растителни масла:

памучно масло -1... -6 °C;

зехтин -2... -6 °C;

слънчогледово масло -16... -18 °C;

ленено масло -16... -27 °C.

Киселинното число на една мазнина е броят милиграми KOH алкали, необходими за неутрализиране на свободните мастни киселини, съдържащи се в 1 g мазнина. Качеството на мазнините се контролира от киселинното число.

Числото на осапуняване е броят милиграми KOH алкали, необходими за неутрализиране на свободни и свързани киселини под формата на глицериди, съдържащи се в 1 g мазнина. Числото на осапуняване характеризира средното молекулно тегло на една мазнина.

Йодното число е броят на грамовете халоген I2, които могат да се добавят към 100 g мазнина. Йодното число характеризира степента на ненаситеност на мастните киселини в мазнините. Йодните числа на повечето растителни мазнини са в диапазона 100-160.

7. От какви глюкозни остатъци (а- или б-форма) са изградени молекулите: а) нишесте, б) целулоза?

Фрагмент от молекула амилопектин (нишесте).

Фрагмент от целулозна молекула

8. Какви химични връзки в ди- и полизахаридните молекули се наричат гликозидни връзки?

Липиди

Връзката между карбонилния въглерод и кислорода в алкиловата група на мастната киселина се нарича естерна връзка:

Липидите, съдържащи се в растенията, могат да бъдат под формата на резервна мазнина или да бъдат структурен компонент на клетъчния протопласт. Съхраняващите и „структурните“ мазнини изпълняват различни биохимични функции. Резервната мазнина се отлага в определени органи на растението, най-често в семената, и се използва като хранително вещество при тяхното съхранение и покълване. Липидите на протопластите са необходим компонент на клетките и се съдържат в тях в постоянни количества. Липидите и съединенията от липиден характер (комбинации с протеини - липопротеини, въглехидрати - гликолипиди) се използват за изграждане на цитоплазмената мембрана на повърхността на клетките и мембраните на клетъчните структури - митохондрии, пластиди, ядра. Благодарение на мембраните се регулира пропускливостта на клетките към различни вещества. Количеството мембранни липиди в листата, стъблата, плодовете и корените на растенията обикновено достига 0,1-0,5% от теглото на суровата тъкан. Съдържанието на резервна мазнина в семената на различните растения е различно и се характеризира със следните стойности: за ръж, ечемик, пшеница - 2-3%, памук, соя - 20-30% (фиг. 4).

А- спално бельо; b- слънчоглед; V- коноп; Ж- маслини; д- соя

Основните константи, характеризиращи свойствата на мазнината, са нейната точка на топене, киселинно число, число на осапуняване и йодно число. По-долу са точка на топененякои растителни масла:

памучно масло -1... -6 °C;
зехтин -2... -6 °C;
слънчогледово масло -16... -18 °C;
ленено масло -16... -27 °C.

Йодното число е броят на грамовете халоген I 2, които могат да се добавят към 100 g мазнина. Йодното число характеризира степента на ненаситеност на мастните киселини в мазнините. Йодните числа на повечето растителни мазнини са в диапазона 100-160.

Следва продължение

В резултат на фотосинтезата в клетките на зелените растения се образуват органични вещества, част от които се съхраняват като запаси. Основните групи органични съединения - въглехидрати, липиди и протеини - се намират като резервни хранителни вещества. Те се натрупват в плодовете и семената, корените, стъблата, грудките и коренищата. По време на процесите на растеж тези вещества се включват в метаболизма като източник на енергия и метаболити.

Различни форми на резервни хранителни вещества принадлежат към категорията на включванията - временни компоненти на клетките, които могат да се образуват и ензимно разграждат в различни периоди от техния живот.

Въглехидрати. Основните въглехидрати за съхранение включват нишесте. Това е един от най-често срещаните полизахариди, който се отлага във всички растения, с изключение на гъбите и цианобактериите. Според физиологичното си предназначение и местонахождение нишестето се разделя на три вида: асимилиращо, преходно и запасяващо.

Протеиновите кристали се намират в клетките на много растения и имат формата на правилни кристални образувания. В клетките на картофите кристалоидите лежат в повърхностните слоеве, където имат формата на правилен куб. Протеиновите кристали се локализират директно в цитоплазмата, в клетъчния сок и понякога в ядрото

По-често резервните протеини се съдържат в клетките под формата на специфични образувания - протеинови тела или се наричат алейронови зърна. Те са често срещани в семената, които съдържат много протеини, липиди и нишесте. Алейроновите зърна се състоят от обвивка и аморфна протеинова маса, в която се намират три вида включвания: глобоиди, кристалоиди и кристали от калциев оксалат. Глобоидите са предимно сферични и има един или повече глобоиди в едно алейроново зърно. Включванията в алейроновите зърна са специфични и по формата им може да се определи вида на растението. Глобоидите са източник на магнезиеви, калциеви и фосфорни йони, които подпомагат разтварянето на протеинови вещества. Те съдържат богати на енергия резервни вещества и най-дефицитните елементи, използвани от ембриона при развитието и образуването на нови тъкани. В зърната на житните култури алейроновите зърна са разположени във външния слой на ендосперма под обвивката на плода, образувайки специализиран алейронов слой от клетки, а в семената на бобовите растения те са разположени в клетките на котиледоните сред нишестените зърна.

Липидите - триацилглицероли - принадлежат към групата на органичните съединения и се съхраняват в резерв. Те се съдържат в цитоплазмата на растителните клетки под формата на безцветни или жълти топчета. Като протоплазмени включвания, липидите играят ролята на най-ефективната форма за съхранение на хранителни вещества в семена, спори, ембриони, меристематични клетки и диференцирани клетки, особено в презимуващите растителни органи. Липидите се отлагат предимно в течно състояние и се наричат масла. В зависимост от количеството и съотношението на наситените и ненаситените мастни киселини се разделят на съхнещи, образуващи здрав еластичен филм и поради това се използват за производство на лакове и бои и несъхнещи. Растенията в умерените ширини натрупват течни масла, докато растенията в тропиците натрупват твърди масла.

Маслата се отлагат не само в плодовете и семената, но и в стъблата, корените, грудките, луковиците и други органи.

В живота на растенията липидите за съхранение са основните продукти, които се използват в процесите на енергиен метаболизъм, особено по време на покълването на семената. Количеството липиди в семената на някои растения достига до 70%, много ги има в семената на слънчогледа, ореха, лена, конопа, рапицата, камината...

танини.

Растителните клетъчни сокове съдържат различни танини. Това е група от съединения, които могат да придобият тен на кожата, тоест да образуват неразтворими във вода утайки с кожен колаген и да проявяват стипчив вкус. Танините присъстват в почти всички растения. Има ги в гъбите, водораслите, лишеите, но най-вече в двусемеделните. Тези вещества се намират във вакуолите на клетките в кората, листата, корените и плодовете. Броят им намалява с узряването на плодовете.

47. Метаболизъм на въглехидратите при поникване на семената.

Метаболизъм на въглехидратите по време на покълването на семената

Има три основни части в едно семе:

) покривни тъкани, чиято функция е да предпазват вътрешните части от механични повреди, да предотвратяват неблагоприятни външни въздействия върху ембриона, да регулират обмена на газ и вода;

) ембрионални тъкани (рудиментарно стъбло, корени, листа);

) контейнер за резервни вещества.

При повечето двусемеделни растения котиледоните служат като вместилище за резервни вещества, а при едносемеделните ендоспермът се образува от вторичното ядро на ембрионалната торбичка след сливането му със сперматозоидите на поленовата тръба.

Според химичния състав зрелите семена на селскостопанските растения могат да бъдат разделени на три групи:

) семена, богати на нишесте;

) семена, богати на протеини;

) семена, богати на мазнини.

Семената на всички растения съдържат фитин. Основната функция на фитина е да снабдява ембриона с фосфорни съединения. В същото време фитинът съдържа известно количество К, Mg и Ca. Семената също съдържат ензими и хормони, но в неактивно състояние. Разпределението на веществата в семената е неравномерно. Тъканите на ембриона са обогатени с минерални елементи.

Процесът на покълване на семената също включва онези процеси, които се случват в семето, преди да се появят признаци на видим растеж.

За покълването са необходими определени условия. На първо място, имате нужда от вода. Изсушените на въздух семена съдържат до 20% вода и са в състояние на принудителен покой. Сухите семена бързо поемат вода, набъбват, ембрионалната част нараства и външната обвивка на семето се разкъсва.

Навлизането на вода в семената може да бъде разделено на три етапа.

Първият етап се осъществява главно поради потенциала на матрицата или силите на хидратация. Хидратацията е спонтанен процес. Резервните хранителни вещества, открити в семената, съдържат голям брой хидрофилни групи, като - OH, - COOH, - NH2. Водните молекули около хидратираните вещества придобиват структура, подобна на лед. Привличайки водни молекули, хидрофилните групи намаляват нейната активност. Водният потенциал става по-отрицателен, водата се втурва в семената.

На втория етап на водопоглъщане силите на набъбване или матриксният потенциал също са основни. Но осмотичните сили - осмотичният потенциал - започват да играят роля, тъй като през този период настъпва интензивна хидролиза на сложни съединения в по-прости.

На третия етап, който настъпва по време на периода на кълване на семената, когато клетките се разтягат и се появяват вакуоли, основната сила, предизвикваща потока на водата, стават осмотичните сили - осмотичен потенциал.

Още в процеса на набъбване на семената започва мобилизирането на хранителни вещества - мазнини, протеини и полизахариди. Всички те са неразтворими, трудно подвижни сложни органични вещества. По време на процеса на покълване те се превръщат в разтворими съединения, които лесно се използват за хранене на ембриона, така че са необходими подходящи ензими. Ензимите присъстват частично в ендосперма или ембриона в свързано, неактивно състояние и под въздействието на набъбване стават активни.

По време на покълването, под въздействието на ензими, започва повишена мобилизация, настъпва разграждането на сложни неразтворими съединения в прости разтворими: нишестето се разпада на захари, протеините - на аминокиселини (а последните на органични киселини и амоняк), полизахаридите - на монозахариди, мазнини - в мастни киселини, хидрокси киселини, алдехиди, които се консумират от ембриона. Ендоспермът се изпразва, поради което обикновено се набръчква и след това изсъхва, а котиледоните, които играят ролята на първите листа, излизат на повърхността, позеленяват и растат.

По-късно, когато ембрионът се превърне в разсад, възрастно растение, функцията на котиледоните като първите листа изчезва. Растежът на семенния ембрион се състои от новообразуване, увеличаване на размера на рудиментарните органи - корени, листа - в резултат на клетъчно делене и пролиферация на меристемни тъкани.

Благодаря ти

Сайтът предоставя справочна информация само за информационни цели. Диагностиката и лечението на заболяванията трябва да се извършват под наблюдението на специалист. Всички лекарства имат противопоказания. Необходима е консултация със специалист!

Какъв вид вещества са липидите?

Липидипредставляват една от групите органични съединения, които са от голямо значение за живите организми. Според химичния си строеж всички липиди се делят на прости и сложни. Простите липиди са съставени от алкохол и жлъчни киселини, докато сложните липиди съдържат други атоми или съединения.

Като цяло липидите са от голямо значение за хората. Тези вещества са включени в значителна част от хранителните продукти, използват се в медицината и фармацията и играят важна роля в много индустрии. В живия организъм липидите под една или друга форма са част от всички клетки. От хранителна гледна точка е много важен източник на енергия.

Каква е разликата между липидите и мазнините?

По принцип терминът "липиди" идва от гръцки корен, означаващ "мазнини", но все пак има някои разлики между тези определения. Липидите са по-голяма група вещества, докато мазнините се отнасят само за определени видове липиди. Синоним на „мазнини“ са „триглицериди“, които се получават от комбинация от глицеринов алкохол и карбоксилни киселини. Както липидите като цяло, така и триглицеридите в частност играят важна роля в биологичните процеси.

Липидите в човешкото тяло

Липидите са част от почти всички тъкани на тялото. Техните молекули присъстват във всяка жива клетка и без тези вещества животът е просто невъзможен. В човешкото тяло има много различни липиди. Всеки тип или клас от тези съединения има свои собствени функции. Много биологични процеси зависят от нормалното снабдяване и образуване на липиди.

От биохимична гледна точка липидите участват в следните важни процеси:

производство на енергия от тялото;

клетъчно делене;
предаване на нервни импулси;
образуване на кръвни съставки, хормони и други важни вещества;
защита и фиксиране на някои вътрешни органи;
клетъчно делене, дишане и др.

Следователно липидите са жизненоважни химични съединения. Значителна част от тези вещества влизат в тялото с храната. След това структурните компоненти на липидите се абсорбират от тялото и клетките произвеждат нови липидни молекули.

Биологична роля на липидите в живата клетка

Липидните молекули изпълняват огромен брой функции не само в мащаба на целия организъм, но и във всяка жива клетка поотделно. По същество клетката е структурна единица на живия организъм. Това е мястото, където се случва асимилация и синтез ( образование) някои вещества. Някои от тези вещества отиват за поддържане живота на самата клетка, други за делене на клетките, а други за нуждите на други клетки и тъкани.

В живия организъм липидите изпълняват следните функции:

енергия;
резерв;
структурни;
транспорт;
ензимен;
съхраняване;
сигнал;
регулаторен

Енергийна функция

Енергийната функция на липидите се свежда до тяхното разграждане в организма, при което се освобождава голямо количество енергия. Живите клетки се нуждаят от тази енергия, за да поддържат различни процеси ( дишане, растеж, делене, синтез на нови вещества). Липидите навлизат в клетката с кръвен поток и се отлагат вътре ( в цитоплазмата) под формата на малки капки мазнина. Ако е необходимо, тези молекули се разграждат и клетката получава енергия.

резерв ( съхраняване) функция

Резервната функция е тясно свързана с енергийната. Под формата на мазнини вътре в клетките енергията може да се съхранява „в резерв“ и да се освобождава при необходимост. За натрупването на мазнини са отговорни специални клетки - адипоцити. По-голямата част от обема им е заета от голяма капка мазнини. Именно адипоцитите изграждат мастната тъкан в тялото. Най-големите запаси от мастна тъкан се намират в подкожната мазнина, големия и малкия оментум ( в коремната кухина). По време на продължително гладуване мастната тъкан постепенно се разгражда, тъй като липидните резерви се използват за получаване на енергия.

Също така, мастната тъкан, отложена в подкожната мазнина, осигурява топлоизолация. Тъканите, богати на липиди, обикновено са по-лоши проводници на топлина. Това позволява на тялото да поддържа постоянна телесна температура и да не се охлажда или прегрява толкова бързо при различни условия на околната среда.

Структурни и бариерни функции ( мембранни липиди)

Липидите играят огромна роля в структурата на живите клетки. В човешкото тяло тези вещества образуват специален двоен слой, който образува клетъчната стена. Благодарение на това живата клетка може да изпълнява функциите си и да регулира метаболизма с външната среда. Липидите, които образуват клетъчната мембрана, също помагат за поддържане на формата на клетката.

Защо липидните мономери образуват двоен слой ( двуслоен)?

Мономерите са химически вещества ( в случая – молекули), които са способни да се комбинират, за да образуват по-сложни съединения. Клетъчната стена се състои от двоен слой ( двуслоен) липиди. Всяка молекула, която образува тази стена, има две части - хидрофобна ( не е в контакт с вода) и хидрофилни ( в контакт с вода). Двойният слой се получава поради факта, че липидните молекули са разположени с хидрофилни части вътре и извън клетката. Хидрофобните части практически се допират, тъй като са разположени между двата слоя. Други молекули също могат да бъдат разположени в дълбочината на липидния двоен слой ( протеини, въглехидрати, сложни молекулни структури), които регулират преминаването на вещества през клетъчната стена.

Транспортна функция

Транспортната функция на липидите е от второстепенно значение в организма. Само някои връзки правят това. Например липопротеините, състоящи се от липиди и протеини, транспортират определени вещества в кръвта от един орган към друг. Тази функция обаче рядко се изолира, без да се счита за основна за тези вещества.

Ензимна функция

По принцип липидите не са част от ензимите, участващи в разграждането на други вещества. Но без липиди клетките на органите няма да могат да синтезират ензими, крайният продукт на жизнената дейност. В допълнение, някои липиди играят значителна роля в усвояването на хранителните мазнини. Жлъчката съдържа значителни количества фосфолипиди и холестерол. Те неутрализират излишните панкреатични ензими и ги предпазват от увреждане на чревните клетки. Разтварянето става и в жлъчката ( емулгиране) екзогенни липиди, идващи от храната. По този начин липидите играят огромна роля в храносмилането и помагат в работата на други ензими, въпреки че самите те не са ензими.

Сигнална функция

Някои сложни липиди изпълняват сигнална функция в тялото. Състои се от поддържане на различни процеси. Например, гликолипидите в нервните клетки участват в предаването на нервни импулси от една нервна клетка към друга. Освен това сигналите в самата клетка са от голямо значение. Тя трябва да "разпознае" веществата, влизащи в кръвта, за да ги транспортира вътре.

Регулаторна функция

Регулаторната функция на липидите в организма е вторична. Самите липиди в кръвта имат слабо влияние върху протичането на различни процеси. Те обаче са част от други вещества, които са от голямо значение за регулирането на тези процеси. На първо място, това са стероидни хормони ( надбъбречни хормони и полови хормони). Те играят важна роля в метаболизма, растежа и развитието на тялото, репродуктивната функция и влияят върху функционирането на имунната система. Липидите също са част от простагландините. Тези вещества се произвеждат при възпалителни процеси и засягат определени процеси в нервната система ( например усещане за болка).

По този начин самите липиди не изпълняват регулаторна функция, но техният дефицит може да засегне много процеси в организма.

Биохимия на липидите и връзката им с други вещества ( протеини, въглехидрати, АТФ, нуклеинови киселини, аминокиселини, стероиди)

Липидният метаболизъм е тясно свързан с метаболизма на други вещества в организма. На първо място, тази връзка може да се проследи в човешкото хранене. Всяка храна се състои от протеини, въглехидрати и липиди, които трябва да влизат в тялото в определени пропорции. В този случай човек ще получи както достатъчно енергия, така и достатъчно структурни елементи. В противен случай ( например с липса на липиди) протеините и въглехидратите ще бъдат разградени за производство на енергия.

Освен това липидите в една или друга степен са свързани с метаболизма на следните вещества:

Аденозин трифосфорна киселина ( АТФ). АТФ е уникална единица енергия в клетката. Когато липидите се разграждат, част от енергията отива в производството на ATP молекули, а тези молекули участват във всички вътреклетъчни процеси ( транспорт на вещества, клетъчно делене, неутрализиране на токсини и др.).
Нуклеинова киселина.Нуклеиновите киселини са структурни елементи на ДНК и се намират в ядрата на живите клетки. Енергията, генерирана при разграждането на мазнините, се използва частично за делене на клетките. По време на деленето се образуват нови ДНК вериги от нуклеинови киселини.
Аминокиселини.Аминокиселините са структурни компоненти на протеините. В комбинация с липидите те образуват сложни комплекси, липопротеини, отговорни за транспорта на веществата в тялото.
Стероиди.Стероидите са вид хормон, който съдържа значителни количества липиди. Ако липидите от храната се абсорбират лошо, пациентът може да изпита проблеми с ендокринната система.

По този начин липидният метаболизъм в организма във всеки случай трябва да се разглежда в неговата цялост, от гледна точка на връзката му с други вещества.

Смилане и усвояване на липиди ( метаболизъм, метаболизъм)

Смилането и усвояването на липидите е първият етап от метаболизма на тези вещества. Основната част от липидите навлиза в тялото с храната. В устната кухина храната се раздробява и се смесва със слюнката. След това бучката навлиза в стомаха, където химическите връзки се разрушават частично от солна киселина. Освен това някои химични връзки в липидите се разрушават от ензима липаза, съдържащ се в слюнката.

Липидите са неразтворими във вода, така че не се разграждат веднага от ензимите в дванадесетопръстника. Първо се получава така нареченото емулгиране на мазнините. След това химичните връзки се разграждат от липаза, идваща от панкреаса. По принцип всеки вид липиди вече има свой собствен ензим, отговорен за разграждането и усвояването на това вещество. Например фосфолипазата разгражда фосфолипидите, холестерол естеразата разгражда холестеролните съединения и т.н. Всички тези ензими се съдържат в различни количества в панкреатичния сок.

Разделените липидни фрагменти се абсорбират индивидуално от клетките на тънките черва. Като цяло храносмилането на мазнини е много сложен процес, който се регулира от много хормони и хормоноподобни вещества.

Какво е емулгиране на липиди?

Емулгирането е непълно разтваряне на мастни вещества във вода. В болуса на храната, влизаща в дванадесетопръстника, мазнините се съдържат под формата на големи капчици. Това им пречи да взаимодействат с ензимите. По време на процеса на емулгиране големите мастни капчици се „раздробяват“ на по-малки капчици. В резултат на това контактната площ между мастните капчици и околните водоразтворими вещества се увеличава и разграждането на липидите става възможно.

Процесът на емулгиране на липидите в храносмилателната система протича на няколко етапа:

На първия етап черният дроб произвежда жлъчка, която ще емулгира мазнините. Съдържа соли на холестерола и фосфолипиди, които взаимодействат с липидите и допринасят за тяхното „раздробяване“ на малки капчици.
Жлъчката, отделена от черния дроб, се натрупва в жлъчния мехур. Тук се концентрира и освобождава при необходимост.
При консумация на мазни храни се изпраща сигнал към гладката мускулатура на жлъчния мехур за свиване. В резултат на това част от жлъчката се освобождава през жлъчните пътища в дванадесетопръстника.
В дванадесетопръстника мазнините всъщност се емулгират и взаимодействат с ензимите на панкреаса. Контракциите в стените на тънките черва улесняват този процес чрез „смесване“ на съдържанието.

Някои хора може да имат проблеми с усвояването на мазнини след отстраняване на жлъчния мехур. Жлъчката навлиза в дванадесетопръстника непрекъснато, директно от черния дроб, и не е достатъчна, за да емулгира целия обем липиди, ако се яде твърде много.

Ензими за разграждане на липидите

За да смила всяко вещество, тялото разполага със собствени ензими. Тяхната задача е да разрушат химичните връзки между молекулите ( или между атомите в молекулите), така че хранителните вещества да могат да се усвояват правилно от тялото. Различни ензими са отговорни за разграждането на различните липиди. Повечето от тях се съдържат в сока, отделян от панкреаса.

Следните групи ензими са отговорни за разграждането на липидите:

липази;
фосфолипази;
холестеролова естераза и др.

Какви витамини и хормони участват в регулирането на нивата на липидите?

Нивата на повечето липиди в човешката кръв са относително постоянни. Може да варира в определени граници. Това зависи от биологичните процеси, протичащи в самия организъм, както и от редица външни фактори. Регулирането на нивата на липидите в кръвта е сложен биологичен процес, в който участват много различни органи и вещества.

Следните вещества играят най-голяма роля в усвояването и поддържането на постоянни нива на липидите:

Ензими.Редица панкреатични ензими участват в разграждането на липидите, постъпили в тялото с храната. При липса на тези ензими нивото на липидите в кръвта може да намалее, тъй като тези вещества просто няма да се абсорбират в червата.
Жлъчни киселини и техните соли.Жлъчката съдържа жлъчни киселини и редица техни съединения, които допринасят за емулгирането на липидите. Без тези вещества нормалното усвояване на липидите също е невъзможно.
витамини.Витамините имат комплексен укрепващ ефект върху организма и също така пряко или косвено влияят върху липидния метаболизъм. Например, при липса на витамин А, регенерацията на клетките в лигавиците се влошава и храносмилането на веществата в червата също се забавя.
Вътреклетъчни ензими.Чревните епителни клетки съдържат ензими, които след абсорбиране на мастни киселини ги превръщат в транспортни форми и ги изпращат в кръвта.
Хормони.Редица хормони влияят на метаболизма като цяло. Например, високите нива на инсулин могат значително да повлияят на нивата на липидите в кръвта. Ето защо някои стандарти са ревизирани за пациенти с диабет. Хормоните на щитовидната жлеза, глюкокортикоидните хормони или норепинефринът могат да стимулират разграждането на мастната тъкан за освобождаване на енергия.

По този начин поддържането на нормални нива на липидите в кръвта е много сложен процес, който се влияе пряко или косвено от различни хормони, витамини и други вещества. По време на диагностичния процес лекарят трябва да определи на какъв етап този процес е бил нарушен.

Биосинтеза ( образование) и хидролиза ( гниене) липиди в тялото ( анаболизъм и катаболизъм)

Метаболизмът е съвкупността от метаболитни процеси в организма. Всички метаболитни процеси могат да бъдат разделени на катаболни и анаболни. Катаболитните процеси включват разграждане и разграждане на веществата. По отношение на липидите това се характеризира с тяхната хидролиза ( разпадане на по-прости вещества) в стомашно-чревния тракт. Анаболизмът съчетава биохимични реакции, насочени към образуването на нови, по-сложни вещества.

Липидната биосинтеза се осъществява в следните тъкани и клетки:

Чревни епителни клетки.Абсорбцията на мастни киселини, холестерол и други липиди става в чревната стена. Веднага след това в същите тези клетки се образуват нови транспортни форми на липиди, които навлизат във венозната кръв и се изпращат в черния дроб.
Чернодробни клетки.В чернодробните клетки някои от транспортните форми на липидите ще се разпаднат и от тях ще се синтезират нови вещества. Тук например се образуват холестерол и фосфолипидни съединения, които след това се екскретират в жлъчката и допринасят за нормалното храносмилане.
Клетки на други органи.Някои липиди се придвижват с кръвта до други органи и тъкани. В зависимост от типа клетка, липидите се превръщат в специфичен вид съединение. Всички клетки, по един или друг начин, синтезират липиди, за да образуват клетъчната стена ( липиден двуслой). В надбъбречните жлези и половите жлези стероидните хормони се синтезират от някои липиди.

Комбинацията от горните процеси представлява липидния метаболизъм в човешкото тяло.

Ресинтез на липиди в черния дроб и други органи

Ресинтезът е процес на образуване на определени вещества от по-прости, които са били абсорбирани по-рано. В тялото този процес се случва във вътрешната среда на някои клетки. Ресинтезът е необходим, така че тъканите и органите да получават всички необходими видове липиди, а не само тези, които се консумират с храната. Ресинтезираните липиди се наричат ендогенни. Тялото изразходва енергия за тяхното образуване.

На първия етап се извършва ресинтез на липиди в чревните стени. Тук мастните киселини, погълнати от храната, се превръщат в транспортни форми, които се транспортират чрез кръвта до черния дроб и други органи. Част от ресинтезираните липиди ще бъдат доставени в тъканите, от другата част ще се образуват вещества, необходими за живота ( липопротеини, жлъчка, хормони и др.), излишъкът се превръща в мастна тъкан и се съхранява „в резерв“.

Липидите част ли са от мозъка?

Липидите са много важен компонент на нервните клетки, не само в мозъка, но и в цялата нервна система. Както знаете, нервните клетки управляват различни процеси в тялото чрез предаване на нервни импулси. В този случай всички нервни пътища са "изолирани" един от друг, така че импулсът достига до определени клетки и не засяга други нервни пътища. Тази „изолация“ е възможна благодарение на миелиновата обвивка на нервните клетки. Миелинът, който предотвратява хаотичното разпространение на импулси, се състои от приблизително 75% липиди. Както в клетъчните мембрани, тук те образуват двоен слой ( двуслоен), който се увива няколко пъти около нервната клетка.

Миелиновата обвивка в нервната система съдържа следните липиди:

фосфолипиди;
холестерол;
галактолипиди;
гликолипиди.

Някои вродени липидни нарушения могат да причинят неврологични проблеми. Това се обяснява именно с изтъняването или прекъсването на миелиновата обвивка.

Липидни хормони

Липидите играят важна структурна роля, включително присъстват в структурата на много хормони. Хормоните, които съдържат мастни киселини, се наричат стероидни хормони. В тялото те се произвеждат от половите и надбъбречните жлези. Някои от тях присъстват и в клетките на мастната тъкан. Стероидните хормони участват в регулирането на много жизненоважни процеси. Техният дисбаланс може да повлияе на телесното тегло, способността за зачеване на дете, развитието на всякакви възпалителни процеси и функционирането на имунната система. Ключът към нормалното производство на стероидни хормони е балансираният прием на липиди.

Липидите са част от следните жизненоважни хормони:

кортикостероиди ( кортизол, алдостерон, хидрокортизон и др.);
мъжки полови хормони - андрогени ( андростендион, дихидротестостерон и др.);
женски полови хормони - естрогени ( естриол, естрадиол и др.).

По този начин липсата на определени мастни киселини в храната може сериозно да повлияе на функционирането на ендокринната система.

Ролята на липидите за кожата и косата

Липидите са от голямо значение за здравето на кожата и нейните придатъци ( коса и нокти). Кожата съдържа така наречените мастни жлези, които отделят известно количество секрет, богат на мазнини, върху повърхността. Това вещество изпълнява много полезни функции.

Липидите са важни за косата и кожата поради следните причини:

значителна част от веществото на косата се състои от сложни липиди;
кожните клетки се променят бързо, а липидите са важни като енергиен ресурс;
тайна ( секретирано вещество) мастните жлези овлажняват кожата;
Благодарение на мазнините се поддържа стегнатостта, еластичността и гладкостта на кожата;
малко количество липиди на повърхността на косата й придава здрав блясък;
липидният слой на повърхността на кожата я предпазва от агресивното въздействие на външни фактори ( студ, слънчеви лъчи, микроби по повърхността на кожата и др.).

Липидите навлизат в кожните клетки, както и в космените фоликули, с кръвта. Така правилното хранене гарантира здрава кожа и коса. Използването на шампоани и кремове, съдържащи липиди ( особено есенциалните мастни киселини) също е важно, защото някои от тези вещества ще бъдат абсорбирани от повърхността на клетките.

Класификация на липидите

В биологията и химията има доста различни класификации на липидите. Основната е химичната класификация, според която липидите се разделят в зависимост от тяхната структура. От тази гледна точка всички липиди могат да бъдат разделени на прости ( състоящ се само от кислородни, водородни и въглеродни атоми) и комплекс ( съдържащи поне един атом от други елементи). Всяка от тези групи има съответните подгрупи. Тази класификация е най-удобна, тъй като отразява не само химичната структура на веществата, но и частично определя химичните свойства.

Биологията и медицината имат свои собствени допълнителни класификации, които използват други критерии.

Екзогенни и ендогенни липиди

Всички липиди в човешкото тяло могат да бъдат разделени на две големи групи – екзогенни и ендогенни. Първата група включва всички вещества, които влизат в тялото от външната среда. Най-голямо количество екзогенни липиди влизат в тялото с храната, но има и други пътища. Например, когато използвате различни козметични продукти или лекарства, тялото може да получи и определено количество липиди. Действието им ще бъде предимно локално.

След като попаднат в тялото, всички екзогенни липиди се разграждат и абсорбират от живите клетки. Тук от техните структурни компоненти ще се образуват други липидни съединения, от които тялото се нуждае. Тези липиди, синтезирани от собствените клетки, се наричат ендогенни. Те могат да имат напълно различна структура и функция, но се състоят от същите „структурни компоненти“, които са влезли в тялото с екзогенни липиди. Ето защо при липса на определени видове мазнини в храната могат да се развият различни заболявания. Някои компоненти на сложните липиди не могат да се синтезират от тялото самостоятелно, което влияе върху хода на определени биологични процеси.

Мастна киселина

Мастните киселини са клас органични съединения, които са структурна част от липидите. В зависимост от това кои мастни киселини са включени в липида, свойствата на това вещество могат да се променят. Например триглицеридите, най-важният източник на енергия за човешкото тяло, са производни на алкохола глицерол и няколко мастни киселини.

В природата мастните киселини се намират в различни вещества - от нефт до растителни масла. Те попадат в човешкия организъм основно чрез храната. Всяка киселина е структурен компонент за специфични клетки, ензими или съединения. Веднъж усвоен, тялото го преобразува и използва в различни биологични процеси.

Най-важните източници на мастни киселини за хората са:

животински мазнини;
растителни мазнини;
тропически масла ( цитрусови плодове,