Co jsou tuky? Složení a funkce lipidů v buňce

Tuky a tukové látky, jako jsou steroidy, vosky a fosfolipidy, jsou v biologii kombinovány s jedním pojmem: lipidy. Jsou odlišné ve vzhledu, struktuře a chemických vlastnostech. Existuje však vlastnost, která je všechny spojuje do jedné třídy. Na otázku "co jsou tuky" odpověděme takto: jsou to ve vodě nerozpustné sloučeniny, které mohou být rozpuštěny v organických rozpouštědlech. Vykonávají mnoho důležitých funkcí v buňce av těle jako celku. Budeme je zvažovat v našem článku.

Tuk v kleci

Sloučeniny, které jsou trojsýtným glycerolem a vyššími estery karboxylových kyselin, jsou tuky. Obsah a funkce lipidů v buňce závisí na vlastnostech tkáně, do které vstupují. Například endosperm semen a plodů rostlin, jako je ořech, slunečnice, kukuřice, může obsahovat až 90% tuku. Podkožní tukové tkáně savců jsou rezervoárem organických látek bohatých na energii, které také zajišťují ochranné a tepelně izolační funkce. V epiteliálních buňkách nebo svalech obsah tuku nepřesahuje 5-15%. Syntéza buněčného tuku se vyskytuje na kanálech endoplazmatické retikulum v procesu výměny plastů. Odpovědí na otázku, co jsou tuky, budeme věnovat velkou pozornost jejich chemické struktuře.

Chemická struktura

Reakce, která vede k tvorbě molekul tuku, se nazývá esterifikace. Takto vzniklé estery kromě glycerolového zbytku obsahují také mastné kyseliny. Nejčastěji se jedná o stearové, olejové a palmitové vyšší karboxylové kyseliny. Vlastnosti tuků závisí na jejich kvalitativním složení a kvantitativním poměru. Rostlinné tuky téměř vždy tavitelné, takže za normálních podmínek jsou kapaliny. Obsahují nenasycené kyseliny, jako je kyselina olejová. Jedná se o olivový, slunečnicový, hořčičný, sezamový olej. Výjimkou je kokosový olej, který má pevnou konzistenci. Tuhé - živočišné tuky - obsahují hlavně nasycené (okrajové) kyseliny ve svém složení a hromadí se v omentu nebo subkutánním tukovém tkáni. Stejně jako sacharidy a bílkoviny jsou lipidy komplexními organickými sloučeninami a syntetizují se při reakcích cyklu Calvin zelenými rostlinnými buňkami během fotosyntézy.

Co jsou fosfolipidy

Všechny živé organismy na Zemi, s výjimkou virů, mají buněčnou strukturu. Složení biologických membrán buněk nutně zahrnuje fosfolipidy. Jsou to také estery trojsýtného glycerolu a mastných kyselin. Fosfolipidy se odlišují od přítomnosti zbytků kyseliny ortofosforečné ve svých molekulách ze skutečných nebo pravých tuků, které byly dříve zvažovány. Molekuly látek jsou malé a skládají se z částí nazývaných hlava (má hydrofilní vlastnosti) a dvou hydrofobních konců. Takové sloučeniny se nazývají amfifilní. Jsou ve vodě, tvoří micely a jsou schopni vytvářet bilipidovou vrstvu. Takové složení lipidů s bílkovinami je základem všech buněčné membrány.

Glykolipidy

Sloučeniny, které kromě lipidů obsahují také sacharidy, jsou nejčastěji v nervové tkáni, což je strukturální materiál mozku a míchy, stejně jako nervy, které z nich vycházejí.

Odstředivé nervové zakončení přenášejí proces excitace z centrálního nervového systému do orgánů a tkání a centripetální nervová vlákna vysílají impulsy z receptorů do mozku a míchy. Pro přenos excitace jsou nervy svázány a pokryty vrstvou neuroglie obsahující glykolipidy. Vykonává jak trofické (krmné neurony), tak izolační funkce, čímž zabraňuje rozptýlení elektrických impulzů procházejících nervovými vlákny. Důležité funkce lipidů obsahujících zbytky cukru jsou charakteristické pro glykokalyx, nadmembránový komplex živočišné buňky. Díky němu je proces adheze - adheze buněk, což vede k tvorbě tkáně jako stabilní struktury těla.

Lecitin

Látka patří do skupiny lipidů a ve své čisté formě je bílá hmota, podobná vosku a dobře absorbující vodě. Teplota tání je +149 ° C. Sloučenina se rozpouští v organických rozpouštědlech, je schopna otoku ve vodě a vytváření micel. V průmyslu je lecitin izolován od sójových bobů, vysoký obsah látky je také pozorován ve vaječném žloutku, maso, ryby. Z potravy tělo získává lecitin, protože skutečnost, že je buňka produkována nezávisle, nestačí. Jaká je funkce lipidů nejčastěji v lecitinu? Jedná se o účast látky v metabolických reakcích. Sloučenina hraje důležitou roli v metabolismu tuků, zabraňuje degeneraci hepatocytů a chrání játra před cirhózou. Lecitin je chránič, který chrání stěny cév před vznikem aterosklerotických plátů. Byla prokázána funkce látky jako antioxidantu. Jak vidíme, úloha lipidů v buňce není omezena pouze na energetické a konstrukční funkce. Jsou důležité pro udržení homeostázy - normální úroveň metabolismu na úrovni buňky a organismu jako celku.

Steroidy

Pohlavní hormony, vitamín D, cholesterol doplňují seznam látek pod obecným názvem lipidy. Estrogen, progesteron, testosteron jsou regulátory pohlavního vývoje organismu a jeho reprodukční funkce. Vitamín D rozpustný v tucích se podílí na metabolismu vápníku a fosforu v kostní tkáni, což zabraňuje vzniku křivosti u dětí. Nezanedbatelnou roli hraje cholesterol, který se syntetizuje ve velkém množství pohlavních žláz, nadledvin, střev a ledvin. Spolu s cytochromy (nosičovými bílkovinami) se cholesterol nachází v krvi. Je zapojen do syntézy mnoha hormonů: pohlavních orgánů a aldosteronu, vitaminu D. Vysoká koncentrace cholesterolu v krvi může způsobit tvorbu cholesterolu na stěnách krevních cév a vyvolá vývoj některých kardiovaskulárních onemocnění: hypertenze, koronární srdeční choroby. Byť s nadváhou, sedavý životní styl, kouření zvyšuje riziko špatného cholesterolu. Vývoj aterosklerózy vyvolává nevyváženou stravu, ve které převládají rafinované tuky, přebytečné sacharidy, spousta uzeného masa a konzervačních látek. Na závěr zodpovíme otázku "co jsou lipidy" takto: jsou to organické látky, které regulují práci důležitých systémů v lidském těle - endokrinní, sexuální a kardiovaskulární.

Vitamíny, hormony a vosky

Sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností, které provádějí důležité biochemické a fyziologické funkce, jsou vitamíny. Mezi nimi je skupina látek, které se rozpouštějí v tucích a mají lipidovou povahu. Například vitamín D, který je derivátem cholesterolu. Příchod do těla nejprve ve formě provitaminu, působením ultrafialových paprsků v kožních buňkách se stává aktivní formou. Hormony nadledvin a pohlavní žlázy - aldosteron, testosteron, estrogen, progesteron - jsou také tukové sloučeniny. Vosky, jako lipidy, v buňce plní funkce ochrany. Nacházejí se v rostlinných a živočišných organismech jako vodoodpudivý nátěr. Například, na listy ficus, semena a plody rostlin, na peří pokrytí ptáků. Včelí vosk se používá k vytvoření plástů.

Energetická funkce

Metabolismus a energie v buňkách se skládá ze dvou vzájemně propojených a protichůdných procesů - asimilace a disimilace. V reakcích rozpadu organických látek, k nimž dochází při účasti kyslíku, se uvolňuje určité množství energie, které se hromadí v buněčných organellech (mitochondriích) ve formě molekul adenosintrifosfátových kyselin - ATP. Největší množství energie je produkováno štěpením tuků. Kromě tuků, jejichž obsah v potravinách je malý, buňka používá hlavně k získání požadovaného množství zásob ATP potravinářských potravin (brambory, chléb, cukr), vstoupila do těla. Takže další odpověď na otázku, co jsou lipidy, je následující: toto je nejvíce energeticky náročný plastový materiál buňky.

Metabolismus tuků

Hlavními dodavateli lipidů v našem těle jsou vysoce kalorické potraviny: máslo, tučné maso a ryby, krém, vlašské ořechy, arašídy, slunečnicový olej.

Přicházejí s jídlem nejprve do žaludku, kde jsou částečně tráveny působením enzymu žaludeční šťávy - lipázy. Poté se v duodenu pod působením pankreatické šťávy a žluči dělí na glycerol a mastné kyseliny. Tyto sloučeniny, jednou v tenkém střevě, jsou absorbovány jeho villy obsahujícími nejmenší lymfatické kapiláry. Jakmile do lymfy pronikne glycerin a vyšší karboxylové kyseliny do mezibuněčné tekutiny a poté do buněk. Zde na kanálech hladkého endoplazmatického retikulu existuje systém enzymů katalyzujících asimilační reakce vedoucí k tvorbě molekul tuku specifických pro lidské tělo.

V našem článku jsme studovali, jaké lipidy jsou a zkoumaly příklady jejich distribuce v divoké zvěři.