Биохимия

Гепарин – естественный антикоагулянт (противосвертывающее  средство), синтезируется в печени. Он обнаруживается на поверхности многих клеток, однако является внутриклеточным компонентом тучных клеток.

В отличие от остальных  гетерополисахаридов, гепарин не является структурным компонентом межклеточного  вещества. Он вырабатывается тучными клетками соединительной ткани и выделяется при их распаде (цитолизе) в межклеточное пространство и кровеносное русло. В крови гепарин нековалентно соединяется  со специфическими белками. Комплекс гепарина с гликопротеинами плазмы прявляет противосвертывающую активность.

Кератансульфаты – наиболее гетерогенные гликозамингиканы, отличаются друг от друга по суммарному содержанию углеводов и распределению в разных тканях. Кератансульфаты обнаружены в роговице глаза, хрящевой ткани, костях, межпозвонковых дисках

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

1.7. Липиды

Липиды

Термин «ЛИПИДЫ» объединяет вещества, обладающие общим физическим свойством – гидрофобностью, т.е. нерастворимостью в воде. По структуре  липиды – соединения разного химического  строения. Их разделяют на классы, в которые объединяют молекулы, имеющие сходное химическое строение и общие биологические свойства.

Основную массу липидов  в организме составляют жиры – триацилглицеролы, служащие формой депонирования энергии.

ФОСФОЛИПИДЫ – большой  класс липидов, содержащих остаток фосфорной кислоты, придающей им свойства амфифильности. Благодаря этому свойству фосфолипиды формируют бислойную структуру мембран, в которую погружены белки.

СТЕРОИДЫ, представленные в животном мире холестеролом и его  производными, выполняют разнообразные функции.

4.1. Жирные кислоты  и ацилглицеролы.

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ.

Жирные кислоты –  структурные компоненты различных  липидов. Жирные кислоты липидов  человека представляют собой углеводородную неразветвленную цепь на одном конце  которой находится карбоксильная группа, а на другом – метильная группа. Большинство жирных кислот в организме содержит четное число атомов углерода от 16 до 20. Среди них есть насыщенные – пальмитиновая и стеариновая кислоты. Жирные кислоты, содержащие двойные связи, называют ненасыщенными – моноеновые (с одной двойной связью) и полиеновые (с двумя и большим числом двойных связей).

Двойные связи в жирных кислотах в организме человека имеют  цис-конфигурацию.

Насыщенные кислоты

Пальмитиновая      С₁₅Н₃₁СООН

СН₃ – (СН₂)₁₄СООН

Стеариновая           С₁₇Н₃₅СООН

СН₃ – (СН₂)₁₆СООН

Непредельные 

Олеиновая              С₁₇Н₃₃СООН   (моноеновая)

СН₃ – (СН₂)₇ – СН = СН – (СН₂)₇ – СООН

Полиеновые

Линолевая   С₁₇Н₃₁СООН   (2 двойные связи)

Линоленовая  С₁₇Н₂₉СООН   (3 двойные связи)

Арахидоновая  С₁₉Н₂₉СООН   (4 двойные связи)

Большинство жирных кислот синтезируется в организме, однако полиеновые кислоты (линолевая и  линоленовая) не синтезируются и  должны поступать с пищей. Эти  жирные кислоты называют незаменимыми или эссенциальными.

Основную массу липидов  в организме составляют триацилглицеролы – жиры, которые являются сложными эфирами трехатомного спирта глицерола и жирных кислот. Глицерол может быть связан с одной или двумя жирными кислотами, образуя моно- и диацилглицеролы, которые образуются на промежуточных этапах распада и синтеза триацилглицеролов.

В молекуле природного жира содержатся разные жирные кислоты. Жиры, содержащие преимущественно насыщенные кислоты, являются твердыми (говяжий, бараний  жиры), а содержащие большое количество ненасыщенных жирных кислот – жидкими. Жидкие жиры или масла обычно имеют растительное происхождение. Так, например, говяжий и бараний жиры содержат от 50 до65% насыщенных кислот. В подсолнечном масле преобладает линолевая кислота (до 68%), а в оливковом масле содержится в основном олеиновая кислота (до 85%). Из животных пищевых жиров наиболее насыщен бараний жир, который практически не содержит незаменимых кислот. Ценными пищевыми жирами являются рыбий жир и растительные масла, содержащие полиеновые жирные кислоты. В организме рыб незаменимые жирные кислоты не синтезируются, рыбы получают их с пищей (водосли, планктон). 

 

 

 

по заместительной номенклатуре названия триацилглицеролов строятся путем перечисления ацильных остатков начиная с первого атома углерода с добавлением суффикса – оил и слова глицерол. Например, ацильный остаток стеариновой кислоты называется – стеароил, пальмитиновой – пальмитоил, олеиновой – олеоил, линолевой – линолеоил, линоленовой – линоленоил. Тривиальная номенклатура нейтральных жиров основана на названиях входящих в их состав жирных кислот.

Триацилглицерол является смешанным, если содержит радикалы разных жирных кислот. Если в триацилглицероле содержится радикалы одинаковых кислот, он является простым.

4.2. Фосфолипиды и сфинголипиды

4.2.1.ФОСФОЛИПИДЫ

Фосфолипиды – группа липидов, содержащих в своем составе  остаток фосфорной кислоты. Фосфолипиды  делят на глицерофосфолипиды, основу которых составляет глицерол и сфингофосфолипиды  – производные аминоспирта сфингозина. Фосфолипиды являются основой всех клеточных мембран, образуют поверхностный гидрофильный слой липопротеинов крови.

Глицерофосфолипиды – это производные глицерола, в котором первый и второй атомы углерода связаны сложно-эфирными связями с остатками жирных кислот, а третий атом углерода этерифицирован фосфорной кислотой, к которой в свою очередь могут быть присоединены различные заместители, чаще всего аминоспирты. Основой фосфолипидов является фосфатидная кислота.

небольшом количестве, но является промежуточным продутом на пути синтеза триацилглицеролов и глицерофосфолипидов. 

У глицерофосфолипидов  первый атом углерода глицерола этерифицирован предельными жирными кислотами, второй непредельными, чаще полиеновыми.

Основные глицерофосфолипиды: фосфатидилэтаноламин,  фосфатидилхолин,  фосфатидилсерин, фосфатидилинозит. Строение их однотипно и отличаются они только компонентом, связанным с фосфорной кислотой.   

 

 

 

 

Фосфатидилинозиты

Фосфотидилхолины и  фосфотидилэтаноламины в наибольшем количествевстречаются в организме человека, эти две группы глицерофосфолипидовметаболически связаны друг с другом и являются главными липидными компонентамимембран клеток. 

Сфинголипиды

Сфинголипиды – производные  аминоспирта сфингозина. Аминоспирт сфингозинсостоит из 18 атомов углерода, содержит гидроксильные группы и аминогруппу.Примером сфинголипидов служат церамиды и сфингомиелины.

Вцерамидахспирт сфингозинсвязан с жирными кислотами необычной (амидной связью), а гидраксильные группыспособны взаимодействовать с другими радикалами. Следует отметить, что жирныекислоты, входящие в состав церамидов содержат большое количество атомов углерода– от 18 до 26.

СфингомиелиныN–ацильные производныесфингозина, аминогруппа в которых ацилирована жирной кислотой, а гидроксил упервого атома углерода ацилирован фосфорилхолиновой группой, поэтому их можно отнести кфосфолипидам.

В клетке сфингомиелины  – основные компоненты миелина и  мембран клетокмозга и нервной  ткани. Некоторые патологические состояния  связаны с изменениемсодержания сфингомиелинов. Так, увеличение содержания сфингомиелинов в стенкахаорты отмечено при атеросклерозе. 

Церамиды - основа большой группы липидов –гликолипидов, которые содержат в своем составе углеводный компонент. Гликолипидынаходятся в основном в мембранах клеток нервной ткани – это цереброзиды иганглиозиды.

Церебразиды имеют в  своем составе моносахариды чаще галактозу илиглюкозу. Ганглиозиды  наиболее сложные по составу липиды. Они содержат несколькоуглеводных  остатков, среди которых присутствуетN-ацетилнейраминовая кислота. 

  Стероиды

 Стероиды – производныециклопентанпергидрофенантрена. В организме основной стероид  – холестерол,остальные стероиды  – его производные. Холестерол  входит в состав мембран ивлияет  на структуру бислоя, увеличивая  её жесткость. Из холестероласинтезируются желчные кислоты, стероидные гормоны и витамин Д3. Нарушение обменахолестерола приводит к развитию атеросклероза.

Холестерол может бытьэтерифицирован по гидроксильной группе с жирными  кислотами, образуя эфирыхолестерола.

В неэтерифицированном виде холестерол входит в состав мембран различныхклеток. В крови 2/3 холестерола находится в этерифицированной форме и 1/3 – ввиде свободного холестерола. Эфиры холестерола служат формой его депонирования внекоторых клетках (печени, коры надпочечников, половых желез).

• 1.8.1. Жирорастворимые витамины
• 1.8.2. Водорастворимые витамины
• 1.8.3. ВИТАМИНОПОДОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА.

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

1.8. Витамины

ВИТАМИНЫ

В середине XIX века сложились представления о пищевой ценности белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды. Однако экспериментальные исследования клинические наблюдения свидетельствовали о необходимости в пище еще каких-то, неизвестных в тот период, компонентов.

В 1880 году Н.И. Лунин провел исследование с мышами, одна группа мышей получила в пищу белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, выделенные из продуктов, а другая группа –  цельные продукты. В первой группе животные заболевали и погибали, а во второй группе – почти не болели и все остались живы. Эти опыты привели к заключению, что помимо белков, жиров, углеводов, минеральных веществ необходимы еще какие-то незаменимые компоненты пищи.

Врачи Японии, Индонезии  отмечали в своей практике, что пациенты, употребляющие, в основном, полированный рис чаще страдали полиневритами. Эйкманн провел исследование на курсах, у которых развивалось заболевание бери-бери. Если для корма кур использовался очищенный рис, то полиневриты развивались у 1 из 40 кур, а при потреблении неочищенного риса – у 1 из 10000 кур.

Основываясь на этих результатах, польский ученый К.Функ изучал химические компоненты поверхностных слоев  риса и в 1911 году выделил из рисовых  отрубей соединение, содержащее аминогруппу. Это соединение необходимо для нормальной жизнедеятельности и назвал его амином жизни, т.е. витамином (vita- жизнь). В дальнейшем выяснилось, что многие витамины не содержат аминогруппу, но термин «витамины» сохранился. Согласно современным представлениям, витамины это необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения, синтез которых в организме отсутствует или ограничен. Витамины являются незаменимыми компонентами пищи. Некоторые витамины синтезируются микрофлорой кишечника. От других химических компонентов пищи витамины отличаются по следующим признакам:

- не выполняют пластической  функции, т.е. не включаются  в структурные компоненты клетки (мембраны, митохондрии, ядро, лизосомы  и т.д.).

- не играют энергетической  роли, не используются как источник энергии.

- не синтезируются  или синтезируются в ограниченных  количествах.

- выполняют специфические  функции, которые не заменяются  другими соединениями.

- дефицит витаминов  приводит к появлению специфических  нарушений обмена веществ, с  характерными клиническими проявлениями.

- суточная потребность  витаминов невысокая, она измеряется  в мг или мкг.

По некоторым признакам  близки к витаминам витаминоподобные соединения, но они синтезируются  в организме, хотя часто возникает  их дефицит.

Классификация витаминов:

Все витамины разделяют  по растворимости на две группы: жирорастворимые – А, Д, Е, К и  водорастворимые – С, Р, В₁, В₂, РР, (В₃) В₅, В₆, В₉₍₁₀₎, В₁₂, Н. Отдельную группу составляют витаминоподобные вещества – холин, инозит, липоевая кислота, прааминобензойная кислота (ПАБК), убихинон (КоQ), пангамовая кислота и т.д.

Номенклатура  витаминов. Общепринято буквенное обозначение витаминов (А, D, Е, К, С, Р, В₁ и т.д.). Однако появились различные обозначения, индексы у одного и того же витамина, с одной и той же химической структурой. Так витамин РР – никотиновую кислоту одни авторы обозначают - В₉, другие – В₁₀, а третьи - В_С. Поэтому более точное обозначение витамина  - это его химическое название: витамин А –ретинол, витамин С – аскорбиновая кислота, витамин РР – никотинамид или никотиновая кислота и т.д.

Кроме того, в медицине часто используются клинические  названия витаминов, которые включают название характерного клинического проявления авитаминоза с приставкой – анти. Например, витамин А имеет химическое название ретинол и клиническое название – антиксерофтальмический витамин, витамин D носит клиническое название – антирахитный, витамин В₁₂ – антианемический витамин и т.д.