Углеводы, жиры и белки - источник энергии для человека и животных

Страница 3

При присоединении остатка ортофосфорной кислоты образуются фос­фолипиды. Стероиды составляют совершенно особую группу липидов. Они построены на основе высокомолекулярного спирта - холестерола. В орга­низме липиды выполняют следующие функции: 1) строительную, 2) гормо­нальную, 3)энергетическую, 4) запасающую, 5) защитную, 6) участие в мета­болизме.

2. Свойства жиров

Жиры - органические соединения, представляющие собой сложные эфи­ры трехатомного спирта глицерина и высших или средних жирных кислот. Срдержится во всех животных и растительных тканях. Общую формулу жи­ров можно записать так:

О

a CH2 - O - C - R

О

b CH - O - C - R1

О

a' CH2 - O - C - R2

Все природные жиры - смесь глицеридов, не только симметричных, т.е. с тремя одинаковыми остатками жирных кислот, но и смешанных. Симметрич­ные глицериды встречаются чаще в растительных маслах. Животные жиры отличаются весьма разнообразным составом жирных кислот. Жирные кисло­ты, входящие в состав триглициридов, определяют их свойства. Триглици­риды способны вступать во все химические реакции, свойственные эфирам. Наибольшее значение имеет реакция омыления, в результате которой из триглицирида образуется глицерин и жирные кислоты.

O

CH2-O-C-R

O CH2OH

CH-O-C-R + 3 H2O = CHOH + 3 R COOH

O CH2OH жирная кислота

CH2-O-C-R глицерин

триглицирид

Омыление происходит как при гидролизе, так и при действии кислот или щелочей.

Жиры - питательное вещество, является обязательной составной частью сбалансированного пищевого рациона человека. Они - важный источник энергии, который можно рассматривать как природный пищевой концентрат большой энергетической ценности, способный в небольшом объеме обеспе­чить организм энергией. Средняя потребность жиров для человека - 80-100 г в сутки. Один грамм жиров при окислении дает 9,3 ккал. Жиры также являются растворителями витаминов A, D и E. Обеспеченность организма в этих вита­минах зависит от поступления жиров в составе пищи. С жирами в организм вводится комплекс биологически активных веществ, играющих важнейшую роль в нормальном жировом обмене.

3. Жировой обмен.

Жировой обмен представляет собой совокупность процессов превраще­ний жиров в организме. Обычно различают три стадии жирового обмена : 1) расщепление и всасывание жиров в желудочно-кишечном тракте; 2) превра­щение всосавшихся жиров в тканях организма; 3) выделение продуктов жиро­вого обмена из организма. Основная часть пищевых хиров подвергается пе­ревариванию в верхних отделах кишечника при участии фермента липазы, который выделяется поджелудочной железой и слизистой оболочкой желуд­ка. В результате расщепления образуется смесь жирных кислот, ди- и моног­лицеридов.

Процессу расщепления и всасывания жиров и других липидов способ­ствует выделение в кишечник желчных кислот, благодаря которым жиры пе­реходят в эмульгированное состояние. Часть жиров всасывается в кишечнике в нерасщепленном виде. Всосавшиеся жирные кислоты частично использу­ются в слизистой оболочке кишечника для ресинтеза триглицеридов и фос­фолипидов, а частично переходят в кровь системы воротной вены или в лим­фатические сосуды.

Количество нейтральных жиров и жирных кислот в крови непостоянно и зависит от поступления жиров с пищей и от скорости отложения жира в жировых депо. В тканях жиры расщепляются под действием различных липаз, а образовавшиеся жирные кислоты входят в состав других соединений (фосфолипиды, эфиры холестерина и т.д.) или окисляются до конечных про­дуктов. Окисление жирных кислот совершается несколькими путями. Часть жирных кислот при окислении в печени дает ацетоуксусную и b-оксимасля­ную кислоты, а также ацетон. При тяжелом сахарном диабете количество ацетоновых тел в крови резко увеличивается. Синтез жиров в тканях проис­ходит из продуктов жирового обмена, а также из продуктов углеводного и белкового обмена.

Нарушения жирового обмена обычно разделяют на следующие группы: 1) нарушения всасывания жира, его отложения и образования в жировой тка­ни; 2) избыточное накопление жира в органах и тканях, не относящихся к жировой ткани; 3) нарушения промежуточного жирового обмена; 4) наруше­ния перехода жиров из крови в ткани и их выделения.

IV. Белки

1. Свойства аминокислот

Особо важное место среди низкомолекулярных природных органических соединений принадлежит аминокислотам. Они являются производными кар­боновых кислот, где один из атомов водорода в углеводородном радикале кислоты замещен на аминогруппу, распологающуюся, как правило, по сосед­ству с карбоксильной группой. Многие аминокислоты являются предше­ственниками биологически акактивных соединений: гормонов, витаминов, алкалоидов, антибиотиков и др.

Подавляющее большинство аминокислот существует в организмах в свободном виде. Но несколько десятков из них находятся в преимущественно связанном состоянии, т.е. в соединении с другими органическими веществами: b-аланин, например, входит в состав ряда биологически активных соединений, а многие a-аминокислоты - в состав белков. Таких a-аминокислот насчитывается 18. В состав белков также входят два амида аминокислот - аспарагин и глутамин. Эти аминокислоты получили название белковых или протеиногенных. Именно они составляют важнейшую группу природных аминокислот, так как только им присуще одно замечательное свойство - способность при участии ферментов присоединяться по аминным и карбоксильным группам и образовывать полипептидные цепи.

Искуственно синтезированные w-аминокислоты служат сырьем для производства химических волокон.

2. Свойства белков

Белки - высокомолекулярные органические вещества, характерными особенностями которых является их строго определенный элементарный со­став:

Наименование элемента	Содержание элемен­та (в %)
Углерод Водород Азот Кислород Сера Зола	50-55 6,5-7,3 15-18 21-24 0-2,4 0-0,5

Особенно характерен для белков 15-18% уровень содержания азота. На заре белковой химии, когда не умели еще определять ни молекулярную массу белков, ни их химический состав, ни тем более структуру белковой молекулы, этот показатель играл большую роль при решении вопроса о принадлежно­сти высокомолекулярного вещества к классу белков. Естественно, что сейчас данные об элементарном составе белков утратили свое былое значение для их характеристики.

Белки вступают во взаимодействие с самыми различными веществами. Объединяясь друг с другом или нуклеиновыми кислотами, полисахаридами и липидами, они образуют рибосомы, митохондрии, лизосомы, мембраны эн­доплазматической сети и другие субклеточные стрктуры, в которых благо­даря пространственной организации белков и свойственной ряду из них фер­ментативной активности осуществляются многообразные процессы обмена веществ. Поэтому именно белки играют выдающуюся роль в явлениях жизни. По своей химической природе белки являются гетерополимерами протеино­генных аминокислот. Их молекулы имеют вид длинных цепей, которые состо­ят из аминокислот, соединенных пептидными связями.

В самых маленьких полипептидных цепях белков содержится около 50 аминокислотных остатков. В самых больших - около 1500.

В настоящее время первичная структура белка выявлена примерно у 2 тысяч белков. У инсулина, рибонуклеазы, лизоцима и гормона роста она под­тверждена путем химического синтеза.

Белки составляют важнейшую часть пищи человека. В наше время 10-15% населения Земли голодают, а 40% получают неполноценную пищу с не­достаточным содержанием белка. Поэтому человечество вынуждено инду­стриальным путем производить белок - наиболее дефицитный продукт на Земле. В качестве заменителя белка перспективно также промышленное про­изводство незаменимых аминокислот.