Жир - плохо или хорошо?

Липиды (жир) – разнородная группа органических веществ, которая объединяет нерастворимые в воде вещества. К липидам относят жирные кислоты, воска, фосфо- и гликолипиды, стероиды и некоторые витамины.

Многие растения и животные используют жиры в качестве запасного вещества. Причём, не обязательно запасается энергия. Вода, которая выделяется при разрушении жиров, тоже является ценным ресурсом, например, для верблюда (1 грамм жира - 1 грамм метаболической воды). Запасные жиры по структуре представляют собой триацилглицериды – глицерин, к которому прикреплены 3 жирных кислоты. Жирные кислоты, в свою очередь, представляют собой длинные углеродные цепочки. Именно они обуславливают гидрофобные свойства жиров (склонность находиться вне воды).

Триацилглицерид

Воска представляют собой соединения длинноцепочечных спиртов и жирных кислот. Часто растения и животные используют воска для покрытия своей поверхности: водоплавающим птицам они помогают сохранить оперение сухим, а растениям избежать излишнего испарения воды.

Мембраны клеток построены из немного более гидрофильных («любящих воду») молекул – фосфо- и гликолипидов. В них одна из жирных кислот заменена на остаток фосфорной кислоты или моносахарид. Это придаёт молекуле липида полярность – его головки (глицерин + фосфат или моносахарид) стремятся находиться в водной среде, а хвосты – ближе друг к другу.

Фосфолипид. Глицерин и фосфат образуют гидрофильную головку, а жирные кислоты образуют гидрофобный хвост.

Фосфолипиды собираются в воде вместе и образуют мицеллы (сферы). При более высоких концентрациях они могут образовывать мембраны – похожие на те, что окружают клетки.

Скопления фосфолипидов в растворе. В малых концентрациях фосфолипиды собираются мицеллы, а в больших могут образовывать бислои (двойные слои). Такие бислои лежат в основе мембраны клетки и органелл.

Длина цепочек жирных кислот и наличие в них двойных связей влияет на температуру плавления липидов. Чем длиннее цепи, тем выше температура плавления липидов. Наличие двойных связей искажает хвосты жирных кислот, что препятствует компактной упаковке липидов и снижает температуру плавления. Поэтому растительные масла обычно жидкие – они содержат много ненасыщенных (с двойными связями) жирных кислот, а животные (сливочное масло) твёрдые – в них ненасыщенных кислот меньше.

К липидам также относят стероиды. Их основой служит стероидное ядро из 4 углеродных колец, некоторые стероиды дополнительно имеют углеродный хвост. Модификации ядра и хвоста создают большое разнообразие молекул в живых организмах. Они тоже входят в состав мембраны клеток, но более важная функция в организме – сигнальная. Стероиды передают сигнал от одной ткани организма к другим тканям и органам. Например, кортизол, вырабатываемый надпочечниками, обеспечивает экономию энергии: мышцы снижают потребление глюкозы, а печень запасает её в виде гликогена.

У животных холестерин является предшественником других стероидов. Они образуются из него путём нескольких последовательных модификаций ядра и хвоста холестерина.

Кроме того, стероиды принимают участие в процессе пищеварения. Образуемые печенью желчные кислоты растворяют жиры в кишечнике, делая их доступными для действия пищеварительных ферментов.

Как и в случае аминокислот, выделяют незаменимые жирные кислоты, которые должны поступать с пищей. К ним относят полиненасыщенные жирные кислоты, содержащиеся в растениях.

Мы рассмотрели основные классы веществ, из которых построены живые организмы. В следующих статьях мы познакомимся с внутренним устройством клеток.