Липиды и функция в организме человека

Слово «липиды» происходит от древнегреческого слова lipid или «жир». Липиды представляют собой группу органических соединений, в которые включены жиры и жироподобные вещества. Они содержатся во всех живых клетках и имеют огромное значение для организма человека. Они используются в продуктах питания, медицине и промышленности. Для человека особое значение имеют триглицериды (или жиры) и холестерин.

Описание и особенности

Дать определение липидам в биологии довольно просто. Они являются классом сложных молекул, которые присутствуют в тканях животных и людей. Это одно из важнейших соединений, которое выполняет самые разные функции: от энергетической до защитной. Также липиды входят в состав некоторых гормонов и кислот, их компоненты (насыщенные, мононасыщенные и полинасыщенные жирные кислоты, холестерин и другие) содержатся в крови.

Липиды применяются в пищевой и косметической промышленности, в производстве мыла, смазочных материалов, лекарств.

Многие путают понятия «липиды» и «жир». Между ними существует определенная разница: липиды — это общее название группы веществ, жиры являются только частью этой группы. Более научным названием жиров является «триглицериды».

Классы и виды

Существует несколько вариантов классификации липидов. Самая популярная и наиболее часто используемая основывается на особенностях строения соединений и его составе. Различают 2 большие группы, каждая из которых делится на более мелкие подгруппы.

Простые соединения

Состав липидов такого типа несложен — это водород, кислород и углерод. Они делятся на следующие виды:

1. Жирные спирты: высокомолекулярные спиртовые соединения, содержат до 3 гидроксильных групп.
2. Жирные альдегиды: высокомолекулярные, в их молекулах содержится более 12 атомов углерода.
3. Жирные кислоты: алифатические (не содержащие ароматических связей) одноосновные карбоновые кислоты. Содержатся в растительных и животных маслах, жирах и восках.
4. Предельные углеводороды: имеют длинные алифатические цепочки.
5. Воски: сложные эфиры высших жирных и высокомолекулярных кислот.
6. Триглицериды или жиры: сложные эфиры жирных кислот с глицерином (около 9%). В жидком состоянии это масла.
7. Сфингозиновые основания: находятся в нервных тканях, легких, печени, почках и плазме.

Все они встречаются в организме человека.

Сложные липиды

Отличаются по составу от простых наличием большего количества веществ. Чаще всего в них встречается сера, азот и фосфор. Они также делятся на полярные и нейтральные.

К полярным сложным относятся:

1. Фосфолипиды: речь идет о сложных эфирах жирных кислот и многоатомных спиртов.
2. Сфинголипиды: являются продуктом алифатических аминоспиртов.
3. Гликолипиды: образуются от связи липидов и углеводов.
4. Мышьяколипиды и фосфоролипиды: соединения с соответствующими веществами.

В группу нейтральных сложных включены ацилглицериды (моно- и диглицериды), церамиды, N-ацетилглицериды и эфиры стеринов.

Другие варианты деления и характеристики представлены в специальных таблицах.

Метаболизм и эмульгирование

Липиды в организме человека образуются из определенной пищи, а потому понять, где они синтезируются, несложно. Поскольку жиры не растворяются в воде, в организме имеется сложная система для их переработки и дальнейшего использования:

1. Часть веществ начинает разрушаться еще в ротовой полости благодаря ферменту липаза из слюны.
2. Другая часть растворяется в желудке под действием соляной кислоты.
3. Основное же действие происходит в двенадцатиперстной кишке: оно начинается с эмульгирования (неполного растворения). Затем организм начинает постепенно вырабатывать ферменты, которые отвечают за отщепление и дальнейшее усвоение конкретного липида. Все они содержатся в соке поджелудочной железы.
4. Затем отщепленные вещества всасываются в тонком кишечнике.

Процесс эмульгирования также непрост. В пище липиды содержатся в виде больших капель, которые не растворяются в воде и не подвержены растворению ферментами. При эмульгировании эти капли распадаются на более мелкие, площадь соприкосновения с ферментами увеличивается, что приводит к упрощению их расщепления.

Эмульгирование проходит в несколько этапов:

1. В печени вырабатывается желчь, которая и осуществляет эмульгирование благодаря соли холестерина и фосфолипидов.
2. Желчь скапливается в желчном пузыре, откуда выделяется по мере необходимости.
3. Как только в организм поступает жирная пища, в желчный пузырь поступает сигнал. Желчь проходит в двенадцатиперстную кишку.
4. В двенадцатиперстной кишке происходит эмульгирование и дальнейшее расщепление липидов.
5. После расщепленные липиды с кровью разносятся по тканям и органам.

При удалении желчного пузыря у некоторых людей могут возникнуть проблемы при потреблении переедании жирной пищи. Поскольку желчь поступает постоянно и не успевает накапливаться, ее количества может не хватить на переработку большого количества жиров.

Роль в организме

Липиды крайне важны для любого живого организма. Несмотря на негативное отношение женщин к жировой прослойке, недооценить ее роль крайне сложно.

Липиды выполняют следующие функции:

1. Структурная: липиды разных видов входят в состав многих клеточных структур, участвуют в различных процессах. Например, холестерин регулирует текучесть мембраны, фосфолипиды являются основой одного из слоев клеточных мембран. Воск же образует тонкий защитный слой, который защищает поверхности листьев и используется насекомыми. Также стоит отметить взаимодействие соединений, например, аннулярных, с белком.
2. Регуляторная: часть липидов активно участвует в жизнедеятельности организма. Например, существуют витамины-липиды (А, Е, К, D) и гормональные липиды (например, стероидные, эйкозаноиды, которые участвуют в работе половых систем, регулировании воспалений и давления, свертываемости крови). Некоторые липиды являются передатчиком сигналов и «транспортом» для некоторых веществ внутри клетки.
3. Энергетическая: при распаде 1 грамма жира выделяется 9 ккал. Это более, чем в 2 раза больше, чем при распаде 1 грамма углевода (выделяется 4,1 ккал). Липиды расходуются не только во время активного движения, но и для поддержания жизнедеятельности: дыхания, кровотока, обеспечения органов энергией и т. д.
4. Резервная: жировые запасы, которые не были потрачены сразу, откладываются, накапливаются и используются организмом при наступлении голода. В основном они идут на поддержание функционирования организма. В основном их создают животные и люди. Растения накапливают углеводы, однако в семенах многих растений также содержится большое количество жира, из которого добывают масло.
5. Теплоизолятор: жир является отличным теплоизолятором, так как препятствует потерям тепла. Особенно толстая прослойка встречается у водных животных, которые вынуждены проводить много времени в холодных морях и океанах. У обитателей жарких стран жир обычно откладывается в определенном месте (например, в горбу), что позволяет им при необходимости добывать влагу, так как вода является одним из продуктов окисления липидов.
6. Увеличение плавучих свойств: жировые запасы нередко используются морскими обитателями для снижения массы тела и увеличения плавучих свойств. Поскольку жир легче мышц, он помогает им уменьшить энергетические расходы и не пойти ко дну.
7. Амортизация: или защита органов. Толстый слой жира смягчает удары и защищает животных при падении.
8. Влияние на нервную систему и мозг: нервные импульсы проходят от мозга к точке назначения по определенному пути. Чтобы импульсы не задели «лишние» клетки, те изолируются друг от друга. Изоляция возможна благодаря миелиновой оболочке, которая на ¾ состоит из липидов, в том числе из холестерина.
9. Влияние на кожу, волосы, ногти: жиры придают коже упругость и эластичность, а получаемая из них энергия тратится на постоянное обновление верхнего слоя. Тонкий жировой слой на поверхности кожи позволяет защитить ее от холода, ветра и вредного воздействий. Большая часть волосков также состоит из сложных липидов, а тонкий жировой слой на их поверхности придает локонам здоровый вид.

Легко увидеть, что необходимость в липидах у человека крайне высока. В основном с пищей он получает нейтральные жиры — триглицериды, а именно:

1. Насыщенные жирные кислоты: они содержатся в мясе, молоке и продуктах, некоторых тропических плодах, например, в кокосах.
2. Ненасыщенные жирные кислоты: содержатся в семечках, орехах и растительных маслах.
3. Холестерол: содержится в животном мясе, рыбе, молочных продуктах, яйцах (желтках). 85% его количества производится в печени.

Диетологи рекомендуют выделить 30% рациона под липиды, из которых 10% стоит отвести на насыщенные кислоты. Суточная потребность человека в соединении составляет 70−145 г. Количество холестерола не должно превышать 300 мг в сутки — это содержание вещества в одном яичном желтке. Содержание в крови не должно превышать 20 мл/л крови.

Необходимо упомянуть и о транс-ненасыщенных жирных кислотах или транс-жирах. Их получают из ненасыщенных жирных кислот путем гидрогенизации. Их употребление приводит к повышению уровня «плохого» холестерина и снижению уровня «хорошего». Это приводит к увеличению рисков появления воспалительных процессов и сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе коронарной недостаточности (снижения кровотока к сердцу или полное прекращение).

Липиды нередко называют жирами. Это одни из важнейших в организме человека органических соединений, которые участвуют во многих процессах, в том числе оказывает влияние на гормональный фон и обменные процессы, а также составляют жировую прослойку.