Курс лекцій з дисципліни біологічна хімія з біохімічними м етодами дослідження

4. Полісахариди

Полісахариди – високомолекулярні вуглеводи, що складаються з великої кількості моносахаридів. Вони є гідрофільними сполуками і при розчинені у воді утворюють колоїдні розчини.

Полісахариди розділяють на гомо- і гетерополісахариди.

Гомополісахариди. Мають у своєму складі моносахариди одного виду. Так, крохмаль і глікоген побудовані тільки з молекул глюкози, інулін – фруктози. Гомополісахариди мають досить розгалуджену структуру і представляють суміш двох полімерів – амілози та амілопектину.

Амілоза – складається з 60-300 залишків глюкози, з’єднаних між собою за допомогою кисневих містків у ланцюг. Амілоза розчинна у гарячій воді і дає з йодом синє забарвлення.

Амінопектин – розгалуджений полімер, що складається як з неразголуджених так і з розгалуджених лінійних структур. Здатний тільки до набухання.

Крохмаль (полісахарид рослин) - складається з декількох тисяч залишків глюкози, 10-20% яких представлені амілозою, 80-90% амілопектином. Крохмаль нерозчинний у холодній воді, а в гарячій утворює колоїдні розчини, що називаються крохмальним клейстером.

Клітковинаабо глюкоза – самий розповсюджений на землі вуглевод рослин, кількість його приблизно 50 кг на кожного жителя планети. Клітковина представляє собою лінійний полісахарид, що складається з 1000 і більше залишків глюкози. В організмі клітковина приймає участь в активації моторики кишечника, стимулює виділення травних соків.

Глікоген тваринний крохмаль є основним запасним вуглеводом організму людини. Він складається приблизно з 30 000 залишків глюкози, які утворюють розгалуджену структуру.

В найбільшій кількості глікоген накопичується в печінці та м’язовій тканині, в тому числі у м’язах сердця. При нестачі глюкози він швидко розщеплюється і відновлює її нормальний рівень у крові.

В клітинах глікоген зв’язаний з білками цитоплазми і частково – з внутрішньоклітинними мембранами.

5. Гетерополісахариди

(глюкозоамінглікани або мукополісахариди)

Приставка муко- вказує на те, що вони вперше були виділені з муцину. Складаються з різного виду моносахаридів (глюкози, галактози) та їх похідних (аміносахаридів, гексуронових кислот). В їх складі виявлені і інші речовини: азотисті основи, органічні кислоти.

Мукополісахариди представлють собою желеподібні, липкі речовини. Вони виконують різні функції, в тому числі структурну, захисну, регуляторну. Мукополісахариди складають основну масу міжклітинної речовини тканин, входять до складу шкіри, хрящів, скловидного тіла ока. В організмі зустрічаються у комплексі з білками (протеоглікани та глікопротеїди) і жирами (гліколіпіди), в яких на долю полісахаридів приходиться основна частина молекули (до 90% і більше). Для організму мають значення слідуючі з них: гіалуронова кислота – основна частина міжклітинної речовини, біологічний цемент, який з’єднує клітини, заповнюючи увесь міжклітинний простір. Вона також виконує роль біологічного фільтру, який затримує мікроби і запобігає їх проникненню у клітини, приймає участь у обміні води в організмі.

Слід відмітити, що гіалуронова кислота розщеплюється під дією специфічного фермента гіалурононідази. При цьому порушується структура міжклітинної речовини, в її складі утворюються тріщіни, що приводить до проникливості води і інших речовин. Це має важливе значення в процесі запліднення яйцеклітини сперматозоїдами, які багаті цим ферментом. Гіалурононідазу містять і деякі бактерії, що полегшує їх проникнення у клітину.

Хондроітинсульфати – хондроітинсірчані кислоти служать структурним компонентом хрящів, зв’язок, клапанів серця, пупочного канатика. Вони сприяють відкладенню Са в кістках.

Гепарин – утворюється в клітинах паренхіматозних органів (печінка, легені, нирки) і виділяється ними в кров та міжклітинну рідину. В крові він зв’язується з білками і запобігає процесу зсідання крові, виконуючи функцію антикоагулянта. Крім того, гепарин має протизапальну дію, впливає на обмін калію та натрію, виконує антигіпоксичну функцію.

Сиалові кислоти – представляють групу глюкозоамінгліканів, що мають у своєму складі нейрамілові кислоти і похідні вуглеводів. Сполуки нейромілової кислоти з оцтовою кислотою представляють собою сиалові кислоти. Вони знаходяться в клітинних оболонках, слині і інших біологічних рідинах. Для діагностики ряду запальних захворювань (ревматизм, туберкульоз), при яких їх рівень у крові підвищений, проводять їх визначення.

Контрольні запитання до теми

  1. Які органічні сполуки називаються вуглеводами?

  2. Які функції виконують вуглеводи в організмі?

  3. Який елементарний склад мають вуглеводи?

  4. Яка хімічна природа вуглеводів?

  5. На які групи класифікують вуглеводи?

  6. Як класифікують моносахариди?

  7. Які моносахариди найбільш широко представлені в природі?

  8. Які функції виконує глюкоза в організмі? Яку будову вона має?

  9. Які функції виконують фруктоза і галактоза в організмі?

  10. Яка будова, функції та склад олігосахаридів?

  11. Як класифікують полісахариди?

  12. У чому різниця структури амілози та амілопектину.

  13. Яку будову має глікоген?

  14. Який склад мають гетерополісахариди? Які функції вони виконують в організмі?

  15. Які функції виконує глюкуронова кислота в організмі?

  16. Які функції виконує гепарин в організмі?

  17. Яке діагностичне значення має визначення сиалових кислот у сироватці крові?

Лекція № 4. ХІМІЯ ЛІПІДІВ

План

1. Загальна біологічна характеристика ліпідів. Основні біологічні функції.

  1. Класифікація ліпідів.

  2. Прості ліпіди. Жирні кислоти. Гліцерин.

  3. Стерини та стериди. Холестерин. Воски.

  4. Складні ліпіди. Фосфогліцериди. Фосфатиди-негліцериди. Гліколіпіди і сульфоліпіди.

1. Загальна біологічна характеристика ліпідів. основні біологічні функції

Ліпіди (lipos - жир, грецьк.) - це велика група різноманітних за хімічною будовою органічних речовин нерозчинних у воді і розчинних у неполярних органічних розчинниках - ефірі, хлороформі, ацетоні, бензолі і т. ін.

Біологічні функції ліпідів визначаються їхньою будовою і фізико-хімічними властивостями. Специфічною властивістю ліпідів є їхня здатність утворювати у водному середовищі емульсії різного ступеня дисперсності та стійкості. Ця властивість має суттєве біологічне значення. Так, від емульгування ліпідів у шлунково-кишковому тракті залежить їх розщеплення та всмоктування. У вигляді емульсії жир знаходиться в крові, лімфі і транспортується до різних органів і тканин, включаючись в обмінні процеси.

Ліпіди відіграють подвійну біологічну роль - енергетичну та структурну. При їхньому розщепленні звільнюється велика кількість енергії. Так, окислення 1 г жиру в організмі людини супроводжується утворенням 35-39 кДж енергії.

Ліпіди як пластичний матеріал, утворюючи комплекси з білками (ліпопротеїни) вуглеводами (глїколіпіди), складають основу структури клітин і тканин.

Особливо важливою є роль ліпідів у структурі мембран клітин та клітинних органел - мітохондрій, рибосом, ядра тощо.

Мембрани, як відомо, відіграють надзвичайно важливу роль у структурі, обміні та функціях клітини.

У кожному типі мембран внутрішня частина являє собою бімолекулярний шар ліпідів, на якому з внутрішньої і зовнішньої сторін розташовані білки, немовби вбудовані з двох боків у ліпідний прошарок. Тому мембрани і вважають багатошаровими або ламелярними структурами. Окрім того, відкладаючись у значних кількостях у підшкірній жировій клітковині, жир відіграє роль термоізолятора, запобігаючи втраті організмом тепла, а також виконує механічну функцію, уберігаючи організм від травмування.

Високий вміст ліпідів у клітинах нервової тканини й особливо головного мозку свідчить про їхню важливу роль у формуванні структури і функцій нервової системи.

Як складні ефіри спиртів та вищих жирних кислот, ліпіди є найважливішим джерелом ендогенної води, яка утворюється під час їхнього окислення, тому що з усіх органічних сполук ліпіди містять найбільшу кількість атомів водню.

Ліпіди і продукти їхнього обміну утворюють велику групу біологічно активних сполук, які впливають на метаболізм і структуру клітин і організму в цілому. Це чоловічі й жіночі статеві гормони, гормони кори надниркових залоз (кортикостероїди), простагландини, жовчні кислоти й жиророзчинні вітаміни -А, D, K, I E.

Основні біологічні функції ліпідів у вільному стані відображає табл.

Функція

Характеристика функції

Ліпіди, котрі здійснюють, функцію

Емульгую-ча

Амфіфільні ліпіди є мульгаторами. Розміщуючись на поверхні фаз масло-вода, стабілізують емульсії і перешкоджають їх розшаруванню

Фосфогліцериди, жовчні кислоти є емульгаторами для ацилгліцеринів у кишечнику. У крові фосфогліцериди ста­білізують розчинність холестерину

Енергетик-на

При розщепленні 1 г ліпідів виділяється 39,1 кДж енергії. Це більше ніж під час окислення 1 г вуглеводів і білків разом узятих

Ацилгліцерини, вільні жирні кислити

Структурна

Ліпіди входять до складу білково-лІпідного бішару клітинних мембран і суб-целюлярних утворень

Фосфоліпіди (фосфогліцерин-дисфінгомієліни), холестерин та його ефіри

Механічна

Ліпіди сполучної тканини, яка утворює капсули внутрішніх органів, і підшкірної жирової тканини, захищають органи від зовнішніх пошкоджень

Триацилгліцерини

Теплоізолююча

Ліпіди підшкірної жирової клітковини зберігають тепло завдяки їх низькій теп­лопровідності

Триацилгліцерини

Транспор-тна

Беруть участь у транспорті речовин (на-приклад, катіонів) через ліпідний шар біомембран, переносять ліпіди з кишеч-ника в кров, утворюючи холеїнові комплекси

Фосфоліпіди. жовчні

кислоти

Електроі-золююча

Є своєрідним електроізолюючим матеріа-лом у мієлінових оболонках клітин

Сфінгомієліни,

глікосфінголіпіди

Розчинююча

Деякі ліпіди є розчинниками для інших ліпідних речовин

Жовчні кислоти розчинники вітамінів у кишечнику

Гормональ-на

Усі стероїдні гормони, які виконують різноманітні специфічні функції

Стероїди, ізопреноїди,

похідні есенціальних жирних кислот (олеїнова, лінолева, ліноленова арахідонова)

Вітамінна

Усі жиророзчинні вітаміни (А, Д, Е, К) і вітаміноподібні речовини (Р,убіхінон або кофермент 0)

Стероїди, ізопреноїди, похідні есенціальних жирних кислот (олеїнова, лінолева, ліноленова арахідонова)

2. Класифікація ліпідів

Існують три основні класифікації ліпідів; біологічна, або фізіологічна, фізико хімічна і структурна.

Біологічна класифікація. Відповідно до цієї класифікації ліпіди поділяють на резервні і структурні. Резервні ліпіди у великих кількостях депонуються в підшкірній жировій тканині, сальниках внутрішніх органів і в інших жирових депо. Загальна кількість резервних ліпідів у більшості людей становить 10-15% маси тіл Однак кількість резервних ліпідів може значно змінюватися залежно під режиму харчування, інтенсивності фізичного навантаження, стану організму та інших причин. При ожирінні кількість жиру може досягати 25-35%, а іноді навіть 50% маси тіла.

Резервні ліпіди за своєю хімічною структурою належать, головним чином, до ацилгліцеринів і в значних кількостях використовуються для енергетичних потреб організму.

Структурні ліпіди не мають такої енергетичної цінності, як резервні ліпіди. Це переважно складні ліпіди, і у вигляді ліпопротеїнів вони складають основу клітинних структур і субклітинних утворень.

Фізико-хімічна класифікаціявраховує ступінь полярності ліпідів. За цією ознакою ліпіди поділяються на нейтральні, або неполярні, і полярні До першого типу належать ліпіди, які не мають заряду, а до другого - ліпіди, які несуть заряд і мають виразні полярні властивості, наприклад фосфоліпіди, жирні кислоти.

Деякі ліпіди мають певні структурні особливості, які зумовлюють їх важливі біологічні властивості. У більшості випадків вони представлені іонними або полярними похідними вуглеводнів і належать до класу речовин, які називаються амфіфтами.

Амфіфіли (спорідненість) містять полярні або іонні гідрофільні групи, а також гідрофобні неполярні вуглеводневі групи. Властивості амфіфілів значною мірою визначаються природою цих груп. Так, наприклад нейтральні жири відзначаються низькою полярністю і я мають дуже малу спорідненість з водою. Інші ліпіди," такі як фосфогліцериди і сфінголіпіди, більш полярні; внаслідок виразних амфіфільних властивостей вони входять до складу основних структурних компонентів різних біологічних мембран. Ці фізико-хімічні особливості різних ліпідів зумовлюють їх різноманітні біологічні функції.

Структурна класифікація - це найскладніша класифікація, яка ґрунтується на хімічній будові ліпідів. Відповідно до цієї класифікації ліпіди поділяються на три великі групи: прості, складні та похідні ліпідів.

Класифікація ліпідів

  1. European credit transfer system (4)

    Документ
    Вінницький національний технічний університет заснований у 1960 р. як загальнотехнічний факультет Київського технологічного інституту харчової промисловості, який у 1964 р.
  2. European credit transfer system (8)

    Документ
    Рішенням Вінницької обласної ради народних депутатів для розбудови у Вінниці вищого навчального закладу політехнічного профілю на околиці міста було виділено 25 гектарів землі, на яких уже в 1967 році було зведено два перших навчальних
  3. European credit transfer system (13)

    Документ
    Рішенням Вінницької обласної ради народних депутатів для розбудови у Вінниці вищого навчального закладу політехнічного профілю на околиці міста було виділено 25 гектарів землі, на яких уже в 1967 році було зведено два перших навчальних
  4. Чернігівський національний педагогічний університет імені Т. Г. Шевченка вісник чернігівського державного педагогічного університету (1)

    Документ
    Редакцiйна колегiя серiї "Педагогiчнi науки": Бобир С.Л., Боровик А.Г., Гетта В.Г., Гринь Т.В., Жила С.О., Завацька Л.М., Зайченко І.В., Іванишина В.
  5. 1. Предмет психології : структура, завдання, методи

    Документ
    Унікальність природи людини полягає в тому, що кожна людина чи мось відрізняється від іншої як за фізичними даними, так і за здібностями та інтересами .

Другие похожие документы..