Синтез жиров: общие сведения, причины и значение
Жиры содержатся как в организмах животных, так и в растениях. Представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта (глицерина) и кислот (олеиновой,стеариновой, линолевой, линоленовой и пальмитиновой). Это доказывается их расщеплением на кислоты и глицерин, а также синтезом жиров из описанных соединений.
Образование жиров в человеческом организме
Жиры являются сложными эфирами глицерина. При пищеварительном процессе они эмульгируются солями желчных кислот и входят в контакт с ферментами, при помощи которых гидролизуются. Таким образом, высвободившиеся жирные кислоты всасываются в слизистую пищеварительного тракта, что является окончанием процесса синтеза жиров. После этого жир проходит всю портальную систему организма в качестве микрочастиц, которые связываются с белками в крови. Метаболизм происходит в печени.
Синтез жиров возможен благодаря излишкам углеводов, которые не участвуют в образовании гликогена. Помимо этого, липиды получаются из некоторых аминокислот.
В сравнении с гликогеном, жиры являются компактным хранилищем энергии. При этом оно никак не ограничивается, так как имеет вид нейтральных липидов в жировых клетках. Липогенез происходит за счет синтеза жирных кислот, так как они содержатся почти во всех липидных группах.
Стадии липидного обмена
Жиры и жироподобные соединения проходят в теле человека следующий цикл:
- поступление в организм с пищей;
- распад на более простые соединения, процесс переваривания, всасывание;
- перенос из пищеварительной системы при помощи хилопротеинов;
- обмен сложного белка, представленного нейтральными жирами, жирными кислотами, холестеридами или фосфолипидами;
- обмен сложных липидов, сложных эфиров многоатомных спиртов и высших жирных кислот;
- обмен полициклического липофильного спирта;
- взаимопереход жирных кислот и кетоновых тел;
- процесс превращения ацетил-КоА в жирные кислоты;
- расщепление жиров на составляющие под действием липазы;
- деградация продуктов распада жирных кислот.
Значение жирных кислот для организма человека
Для нормального синтеза жиров в организме человека важны фосфолипиды. При их недостатке затормаживаются обменные процессы в печени.
Фосфолипиды распадаются на глицерин, жирные кислоты, фосфорную кислоту и азотистые основания. Первые два вещества могут либо превращаться в воду и углекислый газ, либо участвовать в синтезе жиров.
Холин (азотистое основание) важен для образования метионина и креатина. Метионин необходим для нормальной работы печени, снижения уровня холестерина в крови, а также антидепрессивного эффекта. Креатин отвечает за энергетический обмен в мышечных и нервных клетках. Ацетилхолин (продукт холина) нормализует передачу нервного возбуждения.
Именно жиры дают энергию адезинтрифосфат-молекулам, которые отвечают за все биохимические процессы в организме.
Таким образом, синтез жиров в клеточных мембранах важен для протекания многочисленных химических реакций. Без них человеческий организм не сможет нормально функционировать.
Причины нарушений переваривания жиров
Сбои усвоения жиров могут быть вызваны следующими причинами:
- Закупорка желчевыводящих протоков, что ведет к проблемам с секрецией. Вызвано подобное состояние может быть наличием камней или опухолей. Уменьшенная выработка желчной секреции ведет к трудностям смешения жиров и, таким образом, невозможности гидролизовать жирные соединения.
- Проблемы с выработкой сока в поджелудочной железе. Это также влияет на гидролиз жиров.
Каждая из описанных выше проблем ведет к увеличению количества жира в твердых продуктах жизнедеятельности человека. Возникает так называемый "жирный стул". Это состояние чревато тем, что перестают усваиваться жирорастворимые витамины A, E, D и К, а также крайне важные для организма жирные кислоты. Длительный "жирный стул" ведет к недостаточности этих веществ и развитию соответствующих клинических симптомов.
Также сбой переваривания жиров влечет трудности в усвоении нелипидных веществ, так как жир имеет свойство обволакивать пищу, чем препятствует воздействию на нее ферментов.
Заболевания, вызванные сбоем синтеза жиров
Нарушение липидного обмена может вести за собой следующие состояния:
- Ожирение. Возникает как при нарушении пищевых привычек, сопряженных с малоподвижным образом жизни, так и при наличии гормонального дисбаланса.
- Абеталипопротеинемия. Редкое наследственное заболевание, при котором в крови отсутствуют определенные липопротеиды. Жиры скапливаются в слизистой. Развивается деформация эритроцитов.
- Кахексия. Малое употребление калорий приводит к уменьшению жировой ткани в организме. Такое состояние может возникать при наличии опухолей, при хронических заболеваниях инфекционного характера, плохом питании или сбоях в метаболизме.
- Атеросклероз. Хроническое заболевание артерий, вызванное нарушением обмена липидов, сопряженное с отложением холестериновых бляшек на сосудистых стенках. В дальнейшем это чревато появлением склероза (разрастанием соединительной ткани), что ведет к деформации сосудов вплоть до их полной закупорки. Атеросклероз провоцирует ишемическую болезнь сердца.
- Артериосклероз Менкеберга. Данное заболевание похоже на атеросклероз. Однако его принципиальное отличие состоит в том, что сосуды деформируются и закупориваются не под влиянием соединительных тканей, а из-за кальциноза — скопления отложения солей. При таком поражении не формируются бляшки. Кроме того, болезнь провоцирует иные осложнения, главным из которых является аневризм.
Синтез жиров в клетках растений
Обменные процессы в растительных тканях претерпевают изменения по завершении периода цветения. Когда ослабевает синтез белков, жиры начинают образовываться из углеводов. Этот процесс протекает вплоть до полного созревания семян. Синтез жиров из углеводов и синтез белков из аминокислот важны для периода размножения.
Наибольшим содержанием жиров характеризуются масличные культуры. Это необходимо учитывать тем, что желает скорректировать собственный вес.
Липидный обмен в науке
Сегодня синтез жиров, подходящих для питания, возможен путем этерификации глицерином жирных кислот, которые, в свою очередь, создаются за счет окисления парафинов. Так как и жирные кислоты, и глицерин получают из каменного угля, существует реальный способ проведения полного синтеза пищевых жиров. Эти открытия стали возможны благодаря работам Ф. Велера, А. В. Г. Кольбе, М. Бертло и А. М. Бутлерова. Именно они доказали связь органических и неорганических веществ, а также возможность их взаимопревращения.
Полученные знания успешно применяются в пищевой, фармацевтической и химической промышленности. Однако сегодня целесообразнее получать жиры из естественных источников (растительных и животных), так как синтез не является выгодной экономической процедурой.