Липиды: Общие сведения
Липиды - один из важнейших классов сложных молекул, присутствующих в клетках и тканях животных в составе жировой ткани, играющую важную физиологическую роль .
В состав этих малорастворимых в воде соединений, разнообразных по структуре, как правило, входят жирные кислоты или их производные и глицерин. [ Conigrave A.D. et al., 1996 , Small D.M., 1986 , Murray R.K. et al., 1988 ].
Липиды выполняют самые разнообразные функции. Они входят в состав клеточных мембран, служат предшественниками стероидных гормонов , желчных кислот , простагландинов и фосфоинозитидов . В крови содержатся отдельные компоненты липидов ( насыщенные жирные кислоты , мононенасыщенные жирные кислоты и полиненасыщенные жирные кислоты ), триглицериды , холестерин , эфиры холестерина и фосфолипиды . Все эти вещества не растворимы в воде, поэтому в организме имеется сложная система транспорта липидов . Свободные (неэтерифицированные) жирные кислоты переносятся кровью в виде комплексов с альбумином . Триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды транспортируются в форме водорастворимых липопротеидов .
В организме большая часть липидов представлена ацилглицеролами , когда к глицерину присоединен один, два или три остатка жирной кислоты (монокарбоновые алифатические ЖК с неразветвленной цепью, приимущественно C16 и C18), они образуют нейтральные жиры , образованные приимущественно ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛАМИ ; они являются главными липидами жировых отложений и пищи.
Ацилглицеролы, в первую очередь ФОСФОЛИПИДЫ , являются основными компонентами плазматических и других мембран .
Фосфолипиды участвуют в метаболизме многих липидов.
СФИНГОЛИПИДЫ являются важными компонентами мембран и вездесущими клеточныим регуляторами (см. ЛИПИДЫ КАК БИОРЕГУЛЯТОРЫ )
Гликофосфолипиды , построенные из сфингозина, остатков сахаров и жирных кислот, составляют 5-10% всех липидов плазматической мембраны.
Фосфоглицеролы , фосфосфинголипиды и гликосфинголипиды представляют собой амфипатические липиды, поэтому они идеально выполняют функции основных компонентов плазматической мембраны. Некоторые фосфолипиды выполняют особые функции. Например, дипальмитоиллецитин является основным элементом сурфактанта (поверхностно-активного вещества) легких, который иногда отсутствует у недоношенных детей, в результате чего у них наблюдается расстройство дыхания.
Фосфолипиды, содержащие инозитол , являются предшественниками вторых посредников при действии гормонов, а алкилфосфолипид - тромбоцит - активирующим фактором ( ФАТ ).
Локализованные на внешней поверхности плазматической мембраны гликосфинголипиды, олигосахаридные цепи которых смотрят наружу, входят в состав гликокаликса клеточной поверхности и, по-видимому, выполняют важные функции, а именно:
1) участвуют в межклеточных взаимодействиях,
2) являются рецепторами бактериальных токсинов , например холерного токсина, и
3) являются соединениями, определяющими группы крови (система АВО).
В настоящее время описано около дюжины болезней, связанных с накоплением гликолипидов (например, болезнь Гоше, болезнь Тея-Сакса), причиной которых является снижение активности локализованных в лизосомах гидролаз, катализирующих расщепление гликолипидов. см. заболевание: липидоз
Разнообразие и уровень липидов в клетках, тканях и органах определяются процессами липидного метаболизма (ЛМ), включающими их транспорт, поглощение, использование клетками, синтез de novo, разрушение и выведение ( рис. 1 ). Процессы липидного метаболизма происходят при участии множества белков с различными функциями, которые, как и кодирующие их гены, также являются компонентами системы липидного метаболизма.
Интерес к изучению системы ЛМ обусловлен ее важной ролью в жизнедеятельности организма, а также тем, что нарушения ее функционирования являются одной из причин возникновения заболеваний у человека [ Murray R.K. et al., 1988 , V.Breslow J.L., 1988 , Rees A. et al., 1990 , Chamberlain J.C. et al., 1990 ].
Синтез и разрушение липидов происходят практически во всех тканях организма. Вместе с тем, ряд тканей выполняют специализированные функции. Так, поглощение экзогенных липидов происходит в стенках тонкого кишечника ; запасание - в жировой ткани ; выведение продуктов распада липидов - в кишечнике , почках , легких [ Conigrave A.D. et al., 1996 , Jungerman K. et al., 1996 ]. Центральное место в ЛМ занимает печень , в которой происходит пересечение путей метаболизма липидов, углеводов и белков. Здесь же синтезируется основная масса белков транспорта липидов , также продукты деградации липидов, выводящиеся из организма [ Haussinger D., 1996 ].
Объем экспериментальных данных по различным особенностям функционирования этой системы в последние годы стремительно возрастает, в том числе - по регуляции транскрипции генов липидного метаболизма.
Для систематизации, обобщения и анализа сведений о регуляции транскрипции генов системы ЛМ создана база данных LM- TRRD (Lipid Metabolism - Transcription Regulatory Regions Database) [ Ananko E.A. et al., 1996 ], являющаяся одним из разделов базы данных TRRD [ Кель А.Э. с соавт., 1997 ].
Источники липидов в организме - их потребление с пищей с последующим всасыванием через стенки тонкого кишечника [ Conigrave A.D. et al., 1996 ] ( рис. 1 ) и кроме того, эндогенные липиды синтезируются из более простых соединений - продуктов метаболизма белков и углеводов [ Murray R.K. et al., 1988 , Jungerman K. et al., 1996 ]. Благодаря транспортным белкам аполипопротеинам липиды перемещаются по лимфо- и кровотоку и перераспределяются между органами и тканями [ V.Breslow J.L., 1988 ] (См. Липидов транспорт ).
Липиды выполняют самые разнообразные функции. Они входят в состав клеточных мембран, служат предшественниками стероидных гормонов , желчных кислот , простагландинов и фосфоинозитидов . В крови содержатся отдельные компоненты липидов ( насыщенные жирные кислоты , мононенасыщенные жирные кислоты и полиненасыщенные жирные кислоты ), триглицериды , холестерин , эфиры холестерина и фосфолипиды . Все эти вещества не растворимы в воде, поэтому в организме имеется сложная система транспорта липидов . Свободные (неэтерифицированные) жирные кислоты переносятся кровью в виде комплексов с альбумином . Триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды транспортируются в форме водорастворимых липопротеидов .