Лекція 7. Водно-солевий обмін

ЖИРИ

Жири, органічні сполуки, повні складні ефіри гліцерину (трігліцериди) і одноосновних жирних кислот; входять в клас ліпідів. Разом з вуглеводами і білками жири – один з головних компонентів клітин тварин, рослин і мікроорганізмів. Будова жирів відповідає формулі: CH₂-O-CO-R’

CH- О-CO-R’’

CH₂-O-CO-R’’’,

де R’, R’’ і R’’’ – радикали жирних кислот. Всі відомі природні жири містять в своєму складі трьох різних кислотних радикалів, що мають нерозгалужену структуру і, як правило, парне число атомів карбону. З насичених жирних кислот в молекулі жирів найчастіше зустрічаються стеаринова і пальмітинова кислоти, ненасичені жирні кислоти представлені в основному олеїновою, лінолевою і ліноленовою кислотами. Фізико-хімічні і хімічні властивості жирів значною мірою визначаються співвідношенням вхідних в їх склад насичених і ненасичених жирних кислот.

Жири нерозчинні у воді, добре розчинні в органічних розчинниках, але зазвичай погано розчинні в спирті. При обробці перегрітою парою, мінеральними кислотами або лугом жири піддаються гідролізу (омиленню) з утворенням гліцерину і жирних кислот або їх солей утворюючи мило. При сильному збовтуванні з водою утворюють емульсії. Прикладом стійкої емульсії жиру у воді є молоко. Емульгування жирів в кишечнику (необхідна умова їх всмоктування) здійснюється солями жовчних кислот.

Ліпіди (від греч. lipos – жир), жироподібні речовини, що входять до складу всіх живих клітин і грають важливу роль в життєвих процесах. Будучи одним з основних компонентів біологічних мембран, ліпіди впливають на проникність кліток і активність багатьох ферментів, беруть участь в передачі нервового імпульсу, в м'язовому скороченні, створенні міжклітинних контактів, в процесах імунохімій. Інші функції ліпідів – утворення енергетичного резерву і створення захисних водовідштовхувальних і термоізоляційних покривів у тварин і рослин, а також захист різних органів від механічних дій. У організмі жири – основне джерело енергії. Енергетична цінність жирів у 2 р. вище, ніж вуглеводів. Жири, що входять до складу більшості мембранних утворень клітки і субклітинних органел, виконують важливі структурні функції. Завдяки украй низькій теплопровідності жири, що відкладаються в підшкірній жировій клітковині, служить термоізолятором, що оберігає організм від втрати тепла, що особливо важливе для морських теплокровних тварин (китів, тюленів і ін.). Разом з тим жирові відкладення забезпечують еластичність шкіри.

Більшість ліпідів – похідні вищих жирних кислот, спиртів або альдегідів. Залежно від хімічного складу ліпіди підрозділяють на декілька класів (див. схему). Прості ліпіди включають речовини, молекули яких складаються тільки з залишків жирних кислот (або альдегідів) і спиртів, до них відносяться жири (тригліцериди і ін. нейтральні гліцериди), віск (ефіри жирних кислот і жирних спиртів) і діольні ліпіди (ефіри жирних кислот і етіленгліколя або ін. двоатомних спиртів). Складні ліпіди включають похідні ортофосфорної кислоти (фосфоліпіди) і ліпіди, що містять залишки цукрів (гліколіпіди). Молекули складних ліпідів містять також залишки багатоатомних спиртів – гліцерину (гліцеринфосфатіди) або сфінгозіну (сфінголіпіди). До фосфатідів відносяться лецитини, кефаліни, полігліцерофосфатіди, фосфатіділінозіт, сфінгомієліни і др.; до гліколіпідів – глікозілдігліцериди, цереброзіди, гангліозіди (сфінголіпіди, що містять залишки сіалових кислот). До ліпідів відносять також деякі речовини, що не є похідними жирних кислот.

У організмі ліпіди піддаються ферментативному гідролізу під впливом ліпаз. Жирні кислоти, що звільняються при цьому, активуються взаємодією з аденозинфосфорними кислотами (головним чином з АТФ) і коферментом А і потім окислюються.

Тваринні жири – природні продукти, що отримуються з жирових тканин тварин; є сумішшю тригліцеридів вищих насичених або ненасичених жирних кислот, склад і структура яких визначають основні фізичні і хімічні властивості жирів. При переважанні насичених кислот тваринні жири мають тверду консистенцію і порівняно високу температуру плавлення; такі жири містяться в тканинах наземних тварин (наприклад, яловичий і баранячий жири). Рідкі жири входять до складу тканин морських ссавців і риб, а також кісток наземних тварин. Характерна особливість жирів морських ссавців і риб — наявність в них тригліцеридів високонеграничних жирних кислот (з 4, 5 і 6 подвійними зв'язками). Йодне число у цих жирів 150—200. Особливе місце серед тваринних жирів займає молочний жир, якого в маслі коров'ячому до 81—82,5 %; у коров'ячому молоці міститься 2,7-6,0 % молочного жиру. До складу молочного жиру входить до 32 % олеїнової, 24 % пальмітинової, 10 % мірістінової, 9 % стеаринової і ін. кислот (загальний зміст їх досягає 98 %).

Окрім тригліцеридів містять гліцерин, фосфатіди (лецитин), стерини (холестерин), ліпохроми – фарбувальні речовини (каротин і ксантофіл), вітаміни А, Е і F. Вітаміном А особливо багаті жири з печінки морських ссавців і риб. У молочному жирі присутні, крім того, вітаміни K і D. Під дією води, водяної пари, кислот і ферментів (ліпази) тваринні жири легко піддаються гідролізу з утворенням вільних кислот і гліцерину; при дії лугів з жирів утворюється мило. У організмі тваринні жири грають роль резервного матеріалу, використовуваного при погіршенні живлення, і захищають внутрішні органи від холоду і механічних дій. Тваринні жири знаходять широке застосування перш за все як продукти харчування. Важливі харчові жири – яловичий, баранячий і свинячий – отримують з жирових тканин рогатої худоби і свиней. З тканин морських ссавців і риб готують харчові, медичні, ветеринарні (кормові) і технічні жири. Харчові жири, що переробляються шляхом гідрогенізації на маргарин, проводять з жирових тканин вусатих китів (сервали, фінвали і ін.). Медичні жири, що містять вітамін А і використовувані як лікувальний і профілактичний препарат, отримують з печінки тріскових риб: тріски, пікші, сайри і ін. Ветеринарні жири, що призначаються для підгодівлі сільськогосподарських тварин і птахів, готуються з тканинних і печінкових жирів риб і морських ссавців.

Рослинні жири, продукти, що витягуються з олійної сировини і складаються в основному (на 95-97 %) з тригліцеридів, – органічних сполук, складних повних ефірів гліцерину і жирних кислот. Окрім тригліцеридів (безбарвних речовин без запаху і смаку), до складу жирних рослинних масел входять віск і фосфатіди, а також вільні жирні кислоти, ліпохроми, токофероли, вітаміни і інші речовини, що повідомляють маслам забарвлення, смак і запах. Властивості жирних рослинних масел визначаються в основному складом і змістом жирних кислот, створюючих трігліцериди. Звичайно це насичені і ненасичені (з однією, двома і трьома подвійними зв'язками) одноосновні жирні кислоти з нерозгалуженим вуглецевим ланцюгом і парним числом вуглецевих атомів (переважно C₁₆ і C₁₈). Крім того, в жирних рослинних маслах виявлені в невеликих кількостях жирні кислоти з непарним числом вуглецевих атомів (від C₁₅ до C₂₃). Залежно від змісту неграничних жирних кислот міняється консистенція масел і температура їх застигання: у рідких масел, неграничних кислот, що містять більше, температура застигання зазвичай нижче за нуль, у твердих масел – досягає 40 С.

До твердих рослинних масел відносяться тільки масла деяких рослин тропічного поясу (наприклад, пальмове). При контакті з повітрям багато рідких жирних масел піддаються окислювальній полімеризації («висихають»), утворюючи плівки. По здібності до «висихання» масла ділять на ряд груп відповідно до переважного змісту тих або інших неграничних кислот; наприклад, масла, що висихають подібно до лляної олії (лляноподібно висихаючі), з неграничних головним чином ті, що містять ліноленовую кислоту. Касторова олія, що містить в основному рицинольову кислоту, взагалі не утворює плівок.

Жирні кислоти – це аліфатичні карбонові кислоти, число атомів Карбону в них може досягати 22-24. Основна маса жирних кислот, що входять в організм людини і тварин, мають парне число атомів карбону, що обумовлено особливостями їхнього синтезу. Жирні кислоти, як правило, мають нерозгалужений вуглецевий ланцюг. Вони підрозділяються на насичені жирні кислоти, що не мають у своїй структурі кратних вуглець-вуглецевих зв'язків, і ненасичені - имеющие у своїй структурі подвійні чи потрійні карбон-карбонові зв'язки, причому потрійні зв'язки зустрічаються вкрай рідко.

Ненасичені жирні кислоти, у свою чергу, поділяються на моноєнові, тобто утримуючі 1 кратний зв'язок, і полієнові – утримуючі кілька кратних зв'язків (диєнові, триєнові). Усі природні ненасичені жирні кислоти мають стереохімічну цис-конфігурацію. Природні ненасичені жирні кислоти звичайно мають тривіальні назви: олеїнова, пальмітинова, олеїнова, лінолева, ліноленова, арахідинова й ін. кислоти. Так, олеїнова кислота має 18 атомів карбону, вона містить один подвійний зв'язок, що починається від дев'ятого атома карбону ланцюга, і має цис-стереохімічну конфігурацію щодо цього подвійного зв'язку. Жирні кислоти в організмі виконують кілька функцій. Насамперед це енергетична функція, тому що саме при їхньому окислюванні виділяється основна маса енергії, укладена в хімічних зв'язках більшої частини ліпідів. Так, при окисненні до кінцевих продуктів 1 моля стеаринової кислоти (1 моль – 284 г) виділяється 2632 ккал енергії. Жирні кислоти виконують також структурну функцію, оскільки вони входять до складу різноманітних більш складних по хімічній будові ліпідів. Крім того, жирні кислоти виконують в організмі пластичнуфункцію, оскільки проміжні продукти їхнього окисного розпаду використовуються в організмі для синтезу інших сполук. Особливо слід зазначити, що ряд поліненасичених вищих жирних кислот відносяться до незамінних компонентів їжі, оскільки вони не синтезуються в організмі.

ЖИРОВИЙ ОБМІН –сукупність процесів перетворення нейтральних жирів і їх біосинтезу в організмі тварин і людини. Жировий обмін можна розділити на наступні етапи: розщеплювання тих, що поступили в організм з їжею жирів і їх всмоктування в шлунково-кишковому тракті; перетворення продуктів розпаду жирів, що всмокталися, в тканинах, що ведуть до синтезу жирів, специфічних для даного організму; процеси окислення жирних кислот, що супроводжуються звільненням біологічно корисної енергії; виділення продуктів жирового обміну з організму.

У порожнині рота жири ніяким змінам не піддаються: у слині немає ферментів, що розщеплюють жири. Розщеплювання жирів починається в шлунку, проте тут воно протікає з невеликою швидкістю, оскільки ліпаза шлункового соку може діяти тільки на заздалегідь емульговані жири, в шлунку ж відсутні умови, необхідні для утворення жирової емульсії. Лише у дітей раннього віку, одержуючих з їжею добре емульговані жири (молоко), розщеплювання жирів в шлунку може досягати 5%. Основна частина жирів їжі піддається розщеплюванню і всмоктуванню у верхніх відділах кишечника.

У рослинах жири утворюються з вуглеводів. Цей процес найінтенсивніше йде в дозріваючому олійному насінні і плодах. При проростанні насіння йде зворотний процес: жири розщеплюються (за участю ліпаз) на гліцерин і жирні кислоти, і з продуктів розпаду утворюються вуглеводи. Тому у міру проростання насіння зменшується вміст в них жирів і збільшується кількість вільних жирних кислот. Гліцерин в паростках присутній в дуже малій кількості, оскільки він легко і швидко перетворюється на вуглеводи. У проростаючому насінні олійних рослин шлях перетворення жирів у вуглеводи лежить через гліоксилатний цикл.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Патологія обміну вуглеводів	\|	Обмін води й мінеральних речовин у нормі й патології

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.007 сек.