Липиды - это маслоподобные или жирные вещества, которые могут быть экстрагированные из клеток с помощью неполярных растворителей (например, хлороформом). В состав молекул большинства липидов входят жирные кислоты и спирты.
Липиды традиционно делятся на простые и сложные. Простые состоят только из остатков жирных кислот (или альдегидов) и спиртов. Сложные липиды являются комплексами простых липидов с белками, углеводородами или производными фосфорной кислоты.
Жирными называют карбоновые кислоты, содержащие в составе своего углеводного «цепочки» от четырех до двадцати четырех атомов углерода. Хотя они могут встречаться в живых организмах и в свободном виде, но в основном представлены как компоненты липидов. Особенности строения этих кислот оказывают им важных для живых организмов свойствами. Они состоят из карбоксильной группы и углеводородного "хвоста". Карбоксильная группа позволяет реагировать со спиртами, образуя липиды, а углеводородный «хвост» предоставляет гидрофобных свойств. Жирные кислоты могут быть насыщенными (имеют только одинарные связи между атомами углерода) или ненасыщенными (могут иметь один или несколько двойных связей между атомами углерода). Оба эти типа жирных кислот встречаются в природных липидах. С насыщенных жирных кислот в живых организмах часто содержится пальмитиновая, стеариновая или лауринова. С ненасыщенных жирных кислот в живых организмах часто содержится олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая (для человека последняя кислота является незаменимой).
Чаще простые липиды жирные кислоты образуют с трехатомных спиртом глицерином. Эту группу соединений называют тригла-церидамы. Группа восков образуется в результате узаемодии жирных кислот с одноатомными спиртами. Кроме того, в группу простых липидов включают стероиды и терпены, которые являются производными изопреновых и не содержат в своем составе жирных кислот. Рассматривая функции простых липидов, следует обратить внимание учащихся на такие факты. Триглицериды является основным энергетическим резервом большинства животных. На единицу массы они запасают вдвое больше энергии, чем углеводы. А это очень важно для животных, которым лишняя масса энергетических запасов может мешать двигаться. Триглицериды у животных запасаются в специальной жировой ткани (это разновидность соединительной ткани). Хранятся они внутри клеток в виде жировых капелек. Кроме запасания энергии жировая ткань теплокровных животных выполняет еще и важную термоизоляционных функцию. Она очень эффективно сохраняет тепло и позволяет млекопитающим и птицам вполне комфортно чувствовать себя в холодных водах Арктики и Антарктики.
Воски производятся многими растениями, образуя на поверхности их листьев и плодов защитный слой. Среди животных их широко используют не только насекомые, но и позвоночные животные. У них эти соединения синтезируют кожные железы, которые таким образом смягчают кожу и защищают ее от воды. К тому же воски успешно производит и использует целый ряд морских организмов.
В группу стероидов и терпенов относят холестерин, который придает жесткость клеточным мембранам, ряд гормонов (тестостерон, эстроген), витаминов (витамины A и D) и защитных веществ (основой живицы хвойных является именно терпены).
Примерами сложных липидов могут быть фосфолипиды, гли-колипиды и липопротеиды. В состав фосфолипидов кроме глицерина и жирных кислот входит остаток фосфорной кислоты. Наличие этого остатка способствует формированию различных свойств в двух концов молекулы липида. Остатки жирных кислот образуют длинный «хвост» молекулы с ярко выраженными гидрофобными свойствами. А вот остаток фосфорной кислоты образует на противоположном конце молекулы отрицательный заряд, придает этой области (ее называют полярной «головкой») гидрофильных свойств. К остатку фосфорной кислоты может присоединяться еще одна молекула спирта влечет возникновение большого многообразия форм фосфолипидов.
Фосфолипиды играют важную роль в функционировании клеточных мембран, узаемодиють с рядом белков-рецепторов и участвуют в транспорте некоторых веществ через мембрану.
Гликолипиды в своем составе чаще всего имеют галактозу или ее производные, хотя встречаются и другие представители углеводов. Их важнейшая функция в мембранах клеток - образование рецепторных структур. Липопротеиды образуются вследствие ассоциации липидов со специфическими белками. Они встречаются в биологических мембранах, миелиновых оболочках нервов, хлоропластах и в свободном виде в плазме крови (где выполняют транспортные функции).
В завершение следует рассмотреть группу липидов в целом и сформулировать главные функции, которые эти соединения выполняют в живых организмах.
Функции липидов
Структурная - липиды являются основой клеточных мембран и основной составляющей жировой ткани.
Энергетическая - липиды является одним из основных источников энергии в животных и ряда растений, кроме того, как витамины они участвуют в целом ряде реакций обмена веществ.
Запасая - липиды позволяют организмам эффективно запасать энергию, кроме того, они могут быть источником эндогенной воды, которая образуется в результате их окисления.
Защитная - липиды в составе мембран защищают содержимое клеток от попадания вредных веществ и потери полезных, а жировая ткань защищает организм от потери тепла и повреждений внутренних органов при ударах, некоторые липиды являются защитными веществами, которые защищают организм от проникновения паразитов и возбудителей заболеваний.
Регуляторная - липиды образуют важные гормоны, которые регулируют жизнедеятельность организмов.