Липиды

Классификация липидов

Классификация данных веществ выполняется по разным схемам в зависимости от конкретных признаков. За основу берется биохимия, в которой они разделяются на 2 большие группы:

• жиры (жирные кислоты);
• липоиды (жироподобные вещества).

По своей сути все липиды – это полимеры, среди которых есть простые и сложные. Самые распространенные из них – жиры.

Жиры

Эту липидную группу составляют сложные соединения, состоящие из глицерина (3-атомного спирта) и жирных кислот (ЖК) с карбоксильной группой в составе. Глицериновая часть является водорастворимой, жирно-кислотная – гидрофобной и легко ионизируемой.

Свойства жира зависят от состава и соотношения жирных кислот, которые в свою очередь бывают двух видов:

• насыщенные – с двойными связями;
• ненасыщенные – без таковых.

Первые обеспечивают твердую консистенцию и высокую температуру плавления, вторые – наоборот, жидкие и плавятся при небольшом нагреве.

Липоиды

Жироподобные вещества – это сложные соединения, в которых наряду с глицерином и ЖК дополнительно содержатся белки, углеводы, другие компоненты. К липоидам относятся:

• фосфолипиды – составляют основу цитоплазматической оболочки; имеют в составе остатки ортофосфорной кислоты; состоят из полярной головки и двух неполярных хвостов;
• воски – вместо глицерина содержат более сложные спирты; выделяются сальными железами и покрывают кожу защитным слоем;
• стероиды – это тоже липиды, которые имеют не углеводородную, а более сложную структуру и в организме содержатся в холестерине, желчных кислотах, гормонах надпочечников и яичников/семенников;
• липопротеиды – имеют липидно-белковый состав, содержатся в большинстве клеточных структур, отвечая за их стабильность;
• гликопротеиды – липидно-углеводные соединения, в большом количестве присутствующие в нервной ткани.

К липоидам также относятся все жирорастворимые витамины – A, D, E, K. Они характеризуются высокой биологической активностью и способностью накапливаться.

Химический состав и строение липидов

Строение и функции липидов в клетке напрямую определяются методом их синтеза в организме человека. По своей структуре эти вещества являются полимерами. При этом молекулы простых липидов состоят только из спирта (в основном глицерина) и жирных кислот, а в состав молекул сложных дополнительно входят остаточные атомы углеводов, азотных, фосфатных и других оснований.

Чтобы понять, какое строение имеет большинство липидов, нужно исходить из того, что они являются гидрофобными соединениями, то есть нерастворимыми в воде. Поэтому в их составе обычно присутствуют длинные гидрофобно-углеводородные цепи, образующие основу структуры жирных кислот. Поскольку у водорода и углерода атомы имеют практически одинаковую электрическую отрицательность, то образуемая ими связь получается неполярной, с равномерным распределением валентных электронов. Это и делает углеводородные цепи гидрофобными.

Химические свойства ЖК и образуемых ними соединений определяются длиной цепи и ее насыщенностью (количеством сдвоенных связей). Чем длиннее цепь, тем выше гидрофобность, а чем больше сдвоенных связей, тем ниже температура плавления. Соответственно, большинство ненасыщенных жиров при комнатной температуре остаются жидкими (основной пример – растительные масла), а насыщенные (животного происхождения) – твердыми. Хотя есть исключения – твердое какао-масло и жидкий норковый жир.

В любом случае, функции жирового соединения зависят от того, какие типы молекул составляют его структуру. Так, фосфолипиды преимущественно выполняют структурную функцию, поскольку именно эти липиды входят в состав клеточных мембран. Они представляют собой дифильные молекулы, одновременно имеющие гидрофобные и гидрофильные части, что позволяет частично взаимодействовать с водой, а частично отторгать ее. Кроме того, дифильность – это такое состояние, при котором молекулы могут образовывать разные структуры – липосомы и бислои. Липосомы, создаваемые синтетическим путем, используются в фармацевтических препаратах для доставки активных компонентов в клетки.

Функции липидов: таблица

Физические свойства жиров и жироподобных веществ очень разнообразны – кроме энергетической, известна еще запасающая, структурная (строительная), защитная, каталитическая и ряд других функций липидов. Все они зависят от структуры и расположения конкретного соединения в определенном органе.

Суть и значение каждой функции приведены в таблице:

Наряду с водоотталкивающей функцией, липидные соединения играют роль поставщиков эндогенной воды. Каждые 100 г, окисляясь, выделяют чуть больше 100 мл воды, за счет которой человек и животные могут некоторое время прожить без питья.

Биохимия и метаболизм

Липидный обмен прочно взаимосвязан с другими обменными процессами. Вместе с пищей в организм поступают разные макронутриенты (БЖУ), которые должны быть в правильных пропорциях. При нарушении баланса в сторону уменьшения количества жиросодержащей пищи клетки начнут получать энергию, расщепляя белки.

Эмульгирование

Эмульгирование – это смешивание жиров в воде, которое происходит в тонком кишечнике под воздействием желчи. В начавшейся перевариваться пище, поступающей в 12-перстную кишку, жировые фракции содержатся в форме капель, которые не поддаются ферментативному расщеплению. В процессе эмульгирования эти капли дробятся, после чего становятся доступными для действия ферментов.

Для осуществления такой реакции необходим ряд последовательных процессов:

1. Выработка желчи печенью. Именно соли желчных кислот обеспечивают распад крупных фракций.
2. Накопление и повышение концентрации желчи. Эти процессы происходят в желчном пузыре.
3. Выброс желчи в двенадцатиперстную кишку. Скопившаяся желчь выбрасывается только при употреблении жирной пищи.
4. Эмульгирование. В этой реакции участвуют соли желчных кислот и ферменты поджелудочной железы.

При удаленном желчном пузыре желчи негде накапливаться, и она поступает в двенадцатиперстную кишку постоянно, прямо из печени. Поэтому указанный процесс расщепления нарушается, так как количества и концентрации солей желчных кислот будет недостаточно для эмульгирования.

В секрете, выделяемом поджелудочной железой, содержится группа собственных липидных ферментов, необходимых для расщепления жировых фракций. К ним относится липаза, фосфолипаза, холестероллипаза и другие подобные соединения.

Связь с другими веществами

Липидный профиль должен всегда оставаться стабильным, допускаются только небольшие отклонения. На его показатели могут влиять разные вещества, включая:

• желчь – напрямую участвует в жировом эмульгировании;
• соки поджелудочной железы – способствуют расщеплению липидных фракций и их усвоению в кишечнике;
• гормоны – обеспечивают нормальное протекание всех обменных процессов;
• кишечные ферменты – придают жировым компонентам транспортную форму и направляют их в кровяное русло;
• витамины – прямо или косвенно влияют на липидный метаболизм и работу ЖКТ в целом.

Для сохранения стабильного липидного профиля требуется правильная работа всех органов и систем. Важную роль играет сохранение баланса гормонов, регулярное употребление богатой витаминами пищи и поддержание в здоровом состоянии пищеварительной системы.

Особенности липидного метаболизма

Жировой метаболизм состоит из двух частей – сначала происходит расщепление до мелких частиц, а затем создание новых соединений. Все эти процессы последовательно происходят в таких органах:

• стенки кишечника – здесь осуществляется всасывание из пищи, трансформация в транспортную форму и доставка с кровотоком в печень;
• паренхима печени – выполняется расщепление и формирование новых соединений;
• другие органы – помимо печени, липидные фракции разносятся по всем клеткам, поскольку необходимы каждой из них для обеспечения жизнедеятельности и выполнения определенных функций.

Все указанные процессы связаны между собой и с общим метаболизмом в организме.

Значение для организма

Жиры необходимы организму для нормального функционирования и поддержания в здоровом состоянии. Их основная роль заключается в обеспечении метаболических процессов, нормализации работы мозга и нервной системы, поддержании гормонального баланса, сохранении здоровья кожи.

Участие в общих обменных процессах

Липидные соединения напрямую участвуют в метаболизме таких веществ, как:

• аденозинтрифосфатная кислота (АТФ) – поставляют энергию, необходимую для ее выработки;
• нуклеиновые кислоты – также обеспечивают энергетический потенциал, который затрачивается на деление клеток и формирование новых ДНК;
• стероиды – составляют основу структуры этих гормонов, поддерживают гормональный баланс;
• аминокислоты – липопротеиды участвуют в формировании и транспортировке белков.

Также без липоидов невозможно нормальное усвоение и синтез жирорастворимых витаминов, в состав которых они тоже входят.

Поддержание баланса гормонов

Липоиды входят в состав таких стероидов:

• кортикостероидные гормоны, адренокортикостероиды, кортикоиды, вырабатываемые корой надпочечников;
• андрогенные – мужские половые гормоны, производимые семенниками у мужчин и яичниками у женщин;
• эстрогенные – женские половые гормоны, образующиеся в тех же органах.

При нехватке липоидов гормональный баланс нарушается, что влечет за собой много негативных последствий. Может начаться изменение веса, развиться бесплодие, воспаления, снижение иммунитета. Для полноценной выработки стероидов требуется потребление достаточного количества жиросодержащих продуктов.

Нормализация работы ЦНС

Жировые компоненты входят в состав головного мозга и всей нервной системы, клетки которой контролируют деятельность организма путем передачи импульсов. Для направленного прохождения этих сигналов необходима «изоляция» каждого нервного пути, обеспечиваемая за счет миелиновой оболочки нейронов. Примерно ¾ структуры этой оболочки составляет двойной липидный слой.

В состав миелина входят:

• фосфолипиды
• гликолипиды
• холестерин
• галактолипиды.

При нехватке этих липоидов нарушается деятельность нервной системы из-за истончения и повреждения миелиновой оболочки.

Здоровье кожи

Состояние кожи, включая волосы и ногти, напрямую зависит от употребления жиросодержащих продуктов. Их важность в поддержании здорового внешнего вида определяется следующими действиями:

• активно участвуют в регенерации клеток кожного покрова;
• входят в структуру волоса, обеспечивая его прочность и стабильность;
• составляют основу жиросодержащего секрета, выделяемого сальными железами и отвечающего за защиту, питание, увлажнение кожи и волос.

Для улучшения состояния кожи и волос жировые компоненты должны поступать не только с кровотоком, но и наружно. С этой целью рекомендуется использовать растительные масла и жиросодержащие косметические средства.

Последствия дефицита

Вред здоровью может нанести как недостаточное, так и избыточное потребление жирной пищи. Разовое или периодическое превышение ее количества особых изменений не вызовет, а постоянное злоупотребление или полный отказ может привести к крайне негативным последствиям.

Наносимый организму вред показан в таблице:

Физиологическая суточная потребность в жирах составляет 70–150 г для мужчин и 60–100 г для женщин в зависимости от массы тела и других особенностей организма. Для детей до года – в среднем 6 г на 1 кг веса, для старших – 40– 100 г/сутки.

Виктория Еременко

Акушер-гинеколог

Каждый человек должен понимать, какова роль липидов и насколько они важны в обеспечении жизнедеятельности организма. Жиры и масла – один из основных компонентов здорового питания. Они поставляют энергию, питают клетки и сохраняют стабильность их мембран, выполняют множество других, жизненно необходимых функций. Но, как для всего, что человек употребляет в пищу, здесь важна умеренность. В целом, необходимо составлять свой рацион так, чтобы в нем соблюдалось правильное соотношение всех нутриентов. При этом важно учитывать и качество продуктов, особенно жиросодержащих, поскольку именно их современная промышленность выпускает в самых разнообразных синтетических вариантах.

Вопрос эксперту

Здравствуйте. Судя по тому, какие вещества относятся к липидам, жиросодержащие продукты должны составлять основу рациона каждого человека. Почему тогда почти все врачи постоянно рекомендуют уменьшать количество жирной пищи?

Вы неправильно трактуете рекомендации врачей, точнее, смотрите на них однобоко. Есть разные жиры – «плохие» и «хорошие». Вот от плохих надо отказываться, а хорошие – употреблять в разумных количествах, придерживаясь приведенной выше нормы. Важно понимать, чем опасен для жизнедеятельности клетки недостаток липидов. Если говорить своими словами, то это – разрушение и невозможность выполнения заложенных природой функций. То есть, организм начнет постепенно разрушаться на клеточном уровне. Специалисты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) рекомендуют исключить из рациона трансжирные кислоты и перейти от насыщенных жиров к ненасыщенным. Полностью от жиросодержащей пищи категорически нельзя отказываться даже в процессе похудения. Оптимальный вариант – употребление растительных масел холодного отжима, авокадо, орехов и семян, рыбы жирных сортов.

Сейчас много споров о кето-диете. Но если судить по столь большой пользе жирной пищи, то она не должна наносить вреда. Хотелось бы узнать, насколько кето полезно (или вредно) для здоровья.

Кето-диета была разработана для лечения диабета, а поскольку показала значительное снижение веса, то начала повсеместно использоваться для обычного похудения. При таком питании суточная калорийность рациона как минимум на 80% обеспечивается жирами, количество углеводов сводится к минимуму, а остальное отдается белкам. В результате нарушается необходимое соотношение по БЖУ, что в первую очередь вызывает дефицит пищевых волокон и водорастворимых витаминов. Многих вдохновляет весьма значительная потеря веса уже на первоначальном этапе. Однако происходит это в основном за счет выведения воды и вес вернется, когда рацион станет прежним. Кроме того, возможны и более серьезные последствия – появление слабости, хроническая усталость, неприятный запах изо рта, болезни поджелудочной железы и печени из-за чрезмерной нагрузки на эти органы, повышение риска остеопороза и образования камней. В 2018 году Европейское общество кардиологов обнародовало данные проведенных исследований, которые показали, что при соблюдении безуглеводной диеты с преобладанием жиров смертность от сосудисто-сердечных и онкологических заболеваний увеличивается на 50%. А в 2020 году низкоуглеводные диеты, включая кето, были исключены из «Диетологических рекомендаций для американцев». Поэтому кето-диету можно и нужно применять только при лечении диабета II типа. Для обычного похудения она не подходит.

Здравствуйте. Интересно узнать, какие клетки и ткани наиболее богаты липидами.

Содержание жировых соединений в разных органах и тканях существенно отличается. Вполне понятно, что больше всего их в жировой ткани (около 90%). На втором месте – нервная система, в клетках которой их в среднем 52% (треть составляют фосфолипиды со сфингомиелинами и 10% холестерин). В здоровой печени – 8–15%, а при жировой дистрофии может достигать 45% за счет повышения уровня триглицеридов. Во всех остальных тканях присутствуют преимущественно фосфолипиды и холестерин в разных количествах.

Я вегетарианка. Какие продукты мне лучше употреблять, чтобы покрыть суточную потребность в жиросодержащей пище?

Вам нужны растительные масла, наибольшее количество которых содержится в семенах определенных растений (подсолнечник, лен, тыква и т.п.). Можно вводить в рацион как масло, так и просто семена. Также подойдут орехи. Кроме того, есть плоды, в мякоти которых присутствуют полезные масла. Особенно рекомендуется авокадо. Если вы употребляете яйца и молоко, они тоже являются жиросодержащими продуктами.

Добрый день. Подскажите, пожалуйста, в каких продуктах содержатся наиболее полезные жирные кислоты? Интересует линоленовая, линолевая, арахидоновая и другие подобные.

Линоленовой наиболее богато масло сои, льна и облепихи. Линолевой – подсолнечника, кедра и виноградных косточек. Арахидоновая содержится в арахисе и других бобовых, а также в печени и мозге животных. Еще есть эйкозапентаеновая и докозагексаеновая – их источником является рыба жирных сортов или рыбий жир в добавках. Введение в рацион указанных продуктов способствует повышению иммунитета, ускорению регенерации клеток, устранению воспаления и правильной работе нервной системы.