Химический состав клетки. Липиды

Липиды объединяют большое количество жиров и жироподобных веществ растительного и животного происхождения, имеющих ряд общих признаков:

а) нерастворимость в воде (гидрофобность и хорошая растворимость в органических растворителях, бензине, диэтиловом эфире, хлороформе и др.);

б) наличие в их молекулах длинноцепочечных углеводородных радикалов и сложноэфирных

группировок ().

Большинство липидов не являются высокомолекулярными соединениями и состоят из нескольких, связанных одна с другой молекул. В состав липидов могут входить спирты и линейные цепи ряда карбоновых кислот. В некоторых случаях их отдельные блоки могут состоять из высокомолекулярных кислот, разнообразных остатков фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и других компонентов.

Липиды вместе с белками и углеводами составляют основную массу органических веществ, всех живых организмов, являясь обязательным компонентом каждой клетки.

1. Простые и сложные липиды

При выделении липидов из масличного сырья, в масло переходит большая группа сопутствующих им жирорастворимых веществ: стероиды, пигменты, жирорастворимые витамины и некоторые другие соединения. Извлекаемая из природных объектов смесь, состоящая из липидов и растворимых в них соединений, получила название «сырого» жира.

Основные компоненты сырого жира

Вещества сопутствующие липидам играют большую роль в пищевой технологии, влияют на пищевую и физиологическую ценность полученных продуктов питания. Вегетативные части растений накапливают не более 5% липидов, главным образом в семенах и плодах. Например, содержание липидов в различных растительных продуктах составляет (г/100г): подсолнечник 33-57, какао (бобы) 49-57, соя 14-25, конопля 30-38, пшеница 1,9-2,9, арахис 54-61, рожь 2,1-2,8, лён 27-47, кукуруза 4,8-5,9, кокосовая пальма 65-72. Содержание в них липидов зависит не только от индивидуальных особенностей растений, но и от сорта, места, условий произрастания. Липиды играют важную роль в процессах жизнедеятельности организма.

Их функции весьма разнообразны: важна их роль в энергетических процессах, в защитных реакциях организма, в его созревании, старении и т.д.

Липиды входят в состав всех структурных элементов клетки и в первую очередь клеточных мембран, оказывая влияние на их проницаемость. Они участвуют в передаче нервного импульса, обеспечивают межклеточный контакт, активный перенос питательных веществ через мембраны, транспорт жиров в плазме крови, синтез белка и различные ферментативные процессы.

По своим функциям в организме условно делят на две группы: запасные и структурные. Запасные (в основном ацилглицерины) обладают высокой калорийностью, являются энергетическим резервом организма и используются им при недостатке питания и заболеваниях.

Запасные липиды являются запасными веществами, помогающими организму переносить неблагоприятные воздействия внешней среды. Большая часть растений (до 90%) содержит запасные липиды, главным образом в семенах. Они легко извлекаются из жиросодержащего материала (свободные липиды).

Структурные липиды (в первую очередь фосфолипиды) образуют сложные комплексы с белками и углеводами. Они участвуют в разнообразных сложных процессах, протекающих в клетке. По массе они составляют значительно меньшую группу липидов (в масличных семенах 3-5%). Это трудноизвлекаемые «связанные» липиды.

Природные жирные кислоты, входящие в состав липидов, животных и растений, имеют много общих свойств. Они содержат, как правило, четкое число углеродных атомов и имеют неразветвленную цепь. Условно жирные кислоты делят на три группы: насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные. Ненасыщенные жирные кислоты животных и человека обычно содержат двойную связь между девятым и десятым атомами углерода, остальные карбоновые кислоты, входящие в состав жиров следующие:

Большинство липидов имеют некоторые общие структурные особенности, однако строгой классификации липидов пока не существует. Один из подходов к вопросу классификации липидов химический, согласно которому к липидам относятся производные спиртов и высших жирных кислот.

Схема классификации липидов.

Простые липиды. Простые липиды представлены двухкомпанентными веществами, сложными эфирами жирных высших кислот с глицерином, высшими или полициклическими спиртами.

К ним относятся жиры и воски. Наиболее важными представителями простых липидов являются ацилглицериды (глицерины). Они составляют основную массу липидов (95-96%) и именно их называют маслами и жирами. В состав жров входят в основном триглицериды, но присутствуют моно− и диацилглицерины:

Свойства конкретных масел определяются составом жирных кислот, участвующих в построении их молекул и положением, которое занимают остатки этих кислот в молекулах масел и жиров.

В жирах и маслах обнаружено до 300 карбоновых кислот различного строения. Однако большинство из них присутствуют в небольшом количестве.

Стеариновые и пальмитиновые кислоты входят в состав практически всех природных масел и жиров. Эруковая кислота входит в состав рапсового масла. В состав большинства наиболее распространенных масел входят ненасыщенные кислоты, содержащие 1-3 двойные связи. Некоторые кислоты природных масел и жиров имеют, как правило, цис-конфигурацию, т.е. заместители распределены по одну сторону плоскости двойной связи.

Кислоты, имеющие разветвлённые углеводные цепи, содержащие окси, кето и другие группы, в липидах, как правило, содержатся в незначительном количестве. Исключение составляет рацинолевая кислота в касторовом масле. В природных растительных триацилглицеринах положения 1 и 3 заняты предпочтительно остатками насыщенных жирных кислот, а положение 2 ненасыщенными. В животных жирах картина обратная.

Положение остатков жирных кислот в триацилглицеринах существенно влияет на их физико-химические свойства.

Ацилглицерины − это жидкость или твердые вещества с низкими температурами плавления и довольно высокими температурами кипения, с повышенной вязкостью, без цвета и запаха, легче воды, нелетучи.

В воде жиры практически нерастворимы, но образуют с ней эмульсии.

Помимо обычных физических показателей жиры характеризуются рядом физико-химических констант. Эти константы для каждого вида жира и его сорта предусмотрены стандартом.

Кислотное число, или коэффициент кислотности, показывает сколько свободных жирных кислот содержится в жире. Оно выражается числом мг KOH, которое требуется для нейтрализации свободных жирных кисло в 1 г жира. Кислотное число служит показателем свежести жира. В среднем оно колеблется для разных сортов жира от 0,4 до 6.

Число омыления, или коэффициент омыления, определяет общее количество кислот, как свободных, так и связанных в триацилглицеринах, находящихся в 1 г жира. Жиры, содержащие остатки высокомолекулярных жирных кислот, имеют меньшее число омыления, чем жиры, образуемые низкомолекулярными кислотами.

Йодное число – показатель ненасыщенности жира. О определяется количеством граммов йода, присоединяющихся к 100 г жира. Чем выше йодное число, тем более ненасыщенным является жир.

Воски. Восками называют сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов (18-30 атомов углерода). Жирные кислоты, входящие в состав восков такие же, как и для жиров, но есть и специфические, характерные только для восков.

Например: карнаубовая ;

церотиновая ;

монтановая .

Общая формула восков может быть записана так:

Воски широко распространены в природе, покрывая тонким слоем листья, стебли, плоды растений, они предохраняют их от смачивания водой, высыхания, действия микроорганизмов. Содержание воска в зерне и плодах невелико.

Сложные липиды. Сложные липиды имеют многокомпонентные молекулы, отдельные части которых соединены химическими связями различного типа. К ним относятся фосфолипиды, состоящие из остатков жирных кислот, глицерина и других многоатомных спиртов, фосфорной кислоты и азотистых оснований. В структуре гликолипидов наряду с многоатомными спиртами и высокомолекулярной жирной кислотой имеются также углеводы (обычно остатки галактозы, глюкозы, маннозы).

Имеются также две группы липидов в составе которых представлены и простые и сложные липиды. Это − диольные липиды, являющиеся простыми и сложными липидами двухатомных спиртов и высокомолекулярных жирных кислот, содержащих в ряде случаев фосфорную кислоту, азотистые основания.

Ормитинолипиды построены из остатков жирных кислот, аминокислоты ормитина или лизина и включающих в некоторых случаях двухатомные спирты. Наиболее важная и распространенная группа сложных липидов − фосфолипиды. Молекула их построена из остатков спиртов, высокомолекулярных жирных кислот, фосфорной кислоты, азотистых оснований, аминокислот и некоторых других соединений.

Общая формула фосфолипидов (фосфотидов) имеет следующий вид:

Следовательно молекуле фосфолипидов имеются группировки двух типов: гидрофильные и гидрофобные.

В качестве гидрофильных группировок выступают остатки фосфорной кислоты и азотистые основания, а в качестве гидрофобных группировок углеводородные радикалы.

Схема строения фосфолипидов

Рис. 11. Молекула фосфолипидов

Гидрофильная полярная головка − это остаток фосфорной кислоты и азотистого основания.

Гидрофобные хвосты − это углеводородные радикалы.

Фосфолипиды выделены в качестве побочных продуктов при получении масел. Являются поверхностно-активными веществами, улучшающими хлебопекарные достоинства пшеничной муки.

В качестве эмульгаторов они применяются также в кондитерской промышленности и при производстве маргариновой продукции. Они являются обязательным компонентом клеток.

Вместе с белками и углеводами они участвуют в построении мембран клеток и субклеточных структур, выполняющих функции несущих конструкции мембран. Они способствуют лучшему усвоению жиров и препятствуют ожирению печени, играя важную роль в профилактике атеросклероза.

Превращение липидов и их влияние на качество продуктов при хранении и переработке:

а) гидролитический распад

б) гидрогенизация

в) переэтерификация

г) аутоокисление и ферментативное окисление (прогоркание).

Липиды Элементарный химический состав: атомы С, Н,О.
Под термином «липиды» объединяют
жиры и жироподобные вещества с
различной структурой, но общими
свойствами. Они нерастворимы в воде
(гидрофобны), но хорошо растворяются в
органических растворителях: эфире,
ацетоне, хлороформе и других.
Это: воски, жёлчные кислоты,
стероидные липиды (холестерин,
витамин Д), витамины К, Е, А,
каротиноиды, ростовые вещества
растений – гибберелины.
Содержание.
В клетке от 5 %-15%-90% от сухой массы вещества.

Жиры

Жиры

Липиды

Липиды

Классификация липидов

Функции липидов:

10. Функции липидов:

11.

Биохимический анализ крови (или привычнее для пациента «биохимия крови») используются на первом этапе диагностики любых патологических состояний. Обычно поводом для его назначения являются не совсем хорошие результаты общего анализа, ежегодная диспансеризация населения (при наличии хронических заболеваний) или профилактическое обследование лиц, занятых на вредных производственных процессах.

Биохимический анализ крови (БАК) включает множество различных показателей, определяющих работу того или иного органа, назначается врачом, хотя и сам пациент по собственному желанию может обратиться в платную лабораторию, чтобы сделать биохимию. Значения норм традиционно используемых тестов на содержание холестерина, билирубина, активности аминотрансфераз известны многим людям, не имеющим медицинского образования, но активно интересующихся своим здоровьем.

Таблица норм биохимического анализа крови

Учитывая многогранность проводимых исследований в биохимической лаборатории и высокий интерес пациентов к этой теме, мы постараемся обобщить данные тесты, но ограничимся самыми распространенными показателями, названия, единицы измерения и нормы которых представим в виде таблицы, максимально приближенной к официальному бланку результатов БАК.

Следует иметь в виду, что нормы многих показателей у взрослых и у детей разнятся, а, кроме этого, нередко зависят от половой принадлежности, особенностей и возможностей того или иного организма. Чтобы таблица не утомила читателя, нормы будут приведены преимущественно для взрослых с упоминанием значения показателей у детей (до 14 лет), мужчин и женщин в отдельности, если в этом появится необходимость.

Показатели

Единицы измерения

Примечание

Хотелось бы обратить внимание читателя, что в разных источниках можно встретить другие значения нормы. Особенно это касается ферментов, например, N АлАТ — от 0,10 до 0,68 ммоль/(ч.л), АсАТ – от 0,10 до 0,45ммоль/(ч.л). Это зависит от единиц измерения и температуры инкубации пробы, что обычно отражается в бланке анализа, ровно, как и референтные значения данной КДЛ. И, конечно, совсем не значит, что весь этот перечень для каждого больного является обязательным, ведь нет смысла назначать все в куче, если отдельные показатели при подозрении на определенную патологию никакой информации не несут.

Врач, выслушав жалобы больного и опираясь на клинические проявления, у пациента с артериальной гипертензией, скорее всего, в первую очередь будет исследовать липидный спектр, а при подозрении на гепатит назначит билирубин, АлТ, АсТ и, возможно, щелочную фосфатазу. И уж конечно – первый признак сахарного диабета (неумеренная жажда) является поводом для исследования крови на сахар, а явные признаки анемии заставят заинтересоваться железом, ферритином, транферрином и ОЖСС. При получении не очень хороших результатов биохимические исследования всегда можно продолжить, расширив за счет дополнительных анализов (на усмотрение врача).

Основные показатели биохимического анализа крови

По измененному общему анализу крови судят о наличии патологии, которую придется еще поискать. Биохимический анализ, в отличие от общеклинического, показывает нарушения функции определенного органа в результате патологических изменений, которые самим человеком еще не распознаны, то есть, на этапе скрытого течения болезни. Кроме этого, БАК помогает установить, хватает ли организму витаминов, микроэлементов и других необходимых веществ. Таким образом, к основным показателям биохимического анализа крови относят ряд лабораторных тестов, которые для удобства восприятия следует разделить на группы.

Белки

Данную группу в БАК представляют и белки, без которых жизнь организма невозможна, и специфические белковые структуры, возникающие в силу определенных (экстремальных) ситуаций:

Ферменты

Ферменты в биохимическом анализе крови чаще представлены «печеночными пробами» (АлТ и АсТ) да амилазой, заметно повышающейся при возникновении проблем с поджелудочной железой. Между тем, перечень энзимов, которые могут рассказать о состояния организма значительно шире:

Липидный спектр

Диагностика заболеваний сердечно-сосудистой системы, как правило, не ограничивается лишь назначением общего холестерина, для кардиолога данный показатель в изолированном виде никакой особой информации не несет. Для того чтобы узнать, в каком состоянии находится сосудистые стенки (а они могут быть тронуты атеросклерозом), нет ли признаков развития ИБС или, упаси Бог, явно грозит инфаркт миокарда, чаще всего используют биохимический тест, называемый липидным спектром, который включает:

• Холестерин общий;
• Липопротеины низкой плотности (ХС-ЛПНП);
• Липопротеины высокой плотности (ХС-ЛПВП);
• Триглицериды;
• Коэффициент атерогенности, который рассчитывается по формуле, исходя из цифровых значений показателей, указанных выше.

Думается, что нет особой надобности в очередной раз описывать характеристики, клиническое и биологическое значение всех составляющих липидного спектра, они достаточно подробно изложены в соответствующих темах, размещенных на нашем сайте.

Углеводы

Наверное, самым распространенным анализом в числе показателей биохимии крови является содержание глюкозы («сахара»). Этот тест в дополнительных комментариях не нуждается, все знают, что проводят его строго натощак, а показывает он, не грозит ли человеку сахарный диабет. Хотя, следует заметить, что существуют и другие причины повышения данного показателя, не связанные с наличием грозного заболевания (травмы, ожоги, печеночная патология, болезни поджелудочной железы, чрезмерное поедание сладких продуктов).

Вопросы у молодых, еще несведущих в «сахарном» деле пациентов, может вызвать проведение глюкозонагрузочного теста (сахарная кривая), которую назначают, в основном, для выявления скрытых форм диабета.

К сравнительно новым тестам, призванным определить поведение углеводов в организме, можно отнести гликированные белки (или гликозилированные – что одно и то же):

1. Гликированный альбумин (в БАК он обозначается как фруктозамин);
2. Гликированный гемоглобин;
3. Гликозилированные липопротеины.

Пигменты

Билирубин – продукт распада гемоглобина эритроцитов, его повышенные показатели характерны для широкого круга патологических состояний, поэтому для диагностики используют три варианта гемоглобиногенного пигмента:

• Билирубин общий;
• Прямой или связанный, конъюгированный;
• Непрямой (свободный, несвязанный, неконъюгированный).

Болезни, связанные с повышением данного пигмента, могут быть самого различного происхождения и характера (от наследственной патологии до несовместимых переливаний крови), поэтому диагноз в большей мере основывается в зависимости от соотношения фракций билирубина, а не от его общего значения. Чаще всего этот лабораторный тест помогает диагностировать отклонения, причиной которых стало поражение печени и желчевыводящих путей.

Низкомолекулярные азотистые вещества

Низкомокулярные азотистые вещества в биохимическом исследовании крови представлены такими показателями:

1. Креатинин, позволяющий определить состояние многих органов и систем и поведать о серьезных нарушениях их функции (тяжелые поражения печени и почек, опухоли, сахарный диабет, снижение функции надпочечников).
2. Мочевина, представляющая собой основной анализ, указывающий на развитие почечной недостаточности (уремический синдром, «мочекровие»). Уместным будет назначение мочевины для определения функциональных способностей других органов: печени, сердца, желудочно-кишечного тракта.

Микроэлементы, кислоты, витамины

В биохимическом исследовании крови нередко можно встретить тесты, определяющие уровень неорганических веществ и органических соединений:

• Кальций (Са) — внутриклеточный катион, основное место сосредоточения которого – костная система. Значения показателя изменяются при заболеваниях костей, щитовидной железы, печени и почек. Кальций служит важным диагностическим тестом выявления патологии развития костной системы у детей;
• Натрий (Na) относится к основным внеклеточным катионам, переносит воду, изменение концентрации натрия и выход ее за пределы допустимых значений может повлечь серьезные патологические состояния;
• Калий (K) – изменения его уровня в сторону уменьшения может останавливать работу сердца в систоле, а в сторону увеличения – в диастоле (и то, и другое – плохо);
• Фосфор (P) – химический элемент, прочно связанный в организме с кальцием, вернее, с метаболизмом последнего;
• Магний (Mg) – и недостаток (обызвествление артериальных сосудов, снижение кровотока в микроциркуляторном русле, развитие артериальной гипертензии), и избыток («магнезиальный наркоз», блокада сердца, кома) влечет нарушения в организме;
• Железо (Fe) может обойтись без комментариев, этот элемент является составной частью гемоглобина – отсюда его главная роль;
• Хлор (Cl) – основной внеклеточный осмотически активный анион плазмы;
• Цинк (Zn) – недостаток цинка задерживает рост и половое развитие, увеличивает селезенку и печень, способствует возникновению анемии;
• Цианокобаламин (витамин В12);
• Аскорбиновая кислота (витамин С);
• Фолиевая кислота;
• Кальцитриол (витамин D) – дефицит затормаживает образование костной ткани, вызывает рахит у детей;
• Мочевая кислота (продукт обмена пуриновых оснований, играющий не последнюю роль в формировании такого заболевания, как подагра).

Центральное место в лабораторной диагностике

Некоторые лабораторные тесты, хотя и входят в раздел биохимии, стоят как бы особняком и воспринимаются отдельно. Это касается, например, такого анализа, как коагулограмма, который изучает систему гемостаза и включает исследование факторов свертывания крови.

При описании БАК многие лабораторные тесты (белки, ферменты, витамины) остались без внимания, но, в основном, это анализы, назначаемые в редких случаях, поэтому они вряд ли вызовут интерес широкого круга читателей.

Кроме этого, следует отметить, что исследование гормонов или определение уровня иммуноглобулинов (IgA, IgG, IgM) – это тоже биохимический анализ крови, который, однако, осуществляют преимущественно методом ИФА (иммуноферментный анализ) в лабораториях несколько иного профиля. Как правило, пациенты с привычной биохимией его как-то не связывают, да и нам, затрагивая их в данной теме, пришлось бы чертить громоздкие и непонятные таблицы. Впрочем, в крови человека можно определить практически любое вещество, присутствующее в ней постоянно или случайно туда проникшее, однако, чтобы каждое из них рассмотреть досконально, пришлось бы писать большую научную работу.

Для базовой же оценки состояния здоровья человека обычно используются следующие показатели:

1. Общий белок;
2. Альбумин;
3. Мочевина;
4. Мочевая кислота;
5. АсАТ;
6. АлАТ;
7. Глюкоза;
8. Билирубин (общий и связанный);
9. Холестерин общий и ЛПВП;
10. Натрий;
11. Калий;
12. Железо;
13. ОЖСС.

Вооружившись данным списком, пациент может отправиться в платную биохимическую лаборатории и сдать биологический материал для исследования, а вот с результатами нужно обратиться к специалисту, который займется расшифровкой биохимического анализа крови.

Разный подход к одной проблеме

Расшифровкой биохимического анализа крови, как и других лабораторных тестов, занимается врач лабораторной диагностики или лечащий врач. Тем не менее, можно понять интерес и беспокойство пациента, получившего на руки ответ с результатами исследования его собственной крови. Не каждый в силах дождаться, что скажет доктор: повышенные показатели или, наоборот, они находятся ниже допустимых значений. Врач, конечно, объяснит подчеркнутые красным или выделенные другим способом цифры и расскажет, какие болезни могут скрываться за отклонениями от нормы, однако консультация может быть завтра-послезавтра, а результаты — вот они: в собственных руках.

Ввиду того, что пациенты ныне в большинстве своем люди довольно грамотные и в вопросах медицины немало «подкованные», мы попробовали вместе разобраться в наиболее распространенных вариантах БАК, но опять-таки – исключительно с ознакомительной целью. В связи с этим хочется предостеречь пациентов от самостоятельной расшифровки биохимического анализа крови, ведь одни и те же величины БАК могут у разных людей говорить о разных болезнях. Для того чтобы в этом разобраться, врач привлекает к диагностическому поиску другие лабораторные тесты, инструментальные методы, уточняет анамнез, назначает консультации смежных специалистов. И только собрав все факторы воедино, в том числе, и биохимическое исследование крови, врач выносит свой вердикт (устанавливает диагноз).

Пациент к данному вопросу подходит по-другому: не имея специальных знаний, оценивает результаты однобоко: показатель повышен – значит, больной (название болезни найти несложно). Однако это еще полбеды, хуже, когда, опираясь на результаты анализов и собственные умозаключения, человек назначает себе лечение. Это недопустимо, поскольку можно упустить время, если человек на самом деле болен, или навредить своему организму, используя вычитанные в сомнительных источниках методы лечения. А вот что нужно действительно знать и помнить пациенту – так это, как правильно подготовиться к биохимическому исследованию крови.

Во избежание излишних затрат

Биохимические исследования крови всегда проводятся натощак, поскольку они очень чувствительны к различным веществам, попавшим в организм накануне анализа (пищевые продукты, фармацевтические средства). Особенно неустойчив к различным внешним и внутренним воздействиям гормональный фон человека, поэтому отправляясь в лабораторию, следует учитывать подобные нюансы и постараться подготовиться должным образом (анализ на гормоны не очень-то и дешевый).

Для исследования биохимии крови необходимо добыть ее из локтевой вены в количестве не менее 5 мл (при тестировании сыворотки на автоматическом анализаторе можно обойтись и меньшей дозой). Человек, пришедший на анализ, должен быть заведомо осведомлен и подготовлен к важной процедуре:

• Вечером позволить себе легкий ужин, после которого можно только пить чистую воду (алкоголь, чай, кофе, соки к разрешенным напиткам не относятся);
• Отменить вечернюю пробежку (исключить повышенную физическую активность), коль она запланирована по режиму;
• Отказать в удовольствии принять горячую ванну на ночь;
• Мужественно выдержать 8-12-часовое голодание (для липидного спектра не рекомендуется принимать пищу 16 часов);
• Утром не принимать таблетки, не заниматься зарядкой;
• Преждевременно не нервничать, чтобы в спокойном состоянии прибыть в лабораторию.

В противном случае придется посетить КДЛ повторно, что повлечет дополнительные нервные и материальные затраты. Не нужно особо сравнивать биохимию с общим анализом крови, где изучается клеточный состав. Там хоть и требуется подготовка, но не столь строгая, съеденный кусочек чего-либо вкусного может не и повлиять на результат. Здесь по-другому: биохимические показатели представлены метаболитами и биологически активными веществами, которые не смогут оставаться «равнодушными» даже к малейшим изменениям внутри организма или вокруг его. Например, одна конфета, съеденная на завтрак, вызовет повышение сахара в крови, выброс инсулина, активацию ферментов печени и поджелудочной железы и так далее… Возможно, кто-то не поверит, но любое наше действие найдет отражение в биохимическом анализе крови.

Видео: биохимический анализ крови в программе «О самом главном»

Шаг 2: после оплаты задайте свой вопрос в форму ниже ↓ Шаг 3: Вы можете дополнительно отблагодарить специалиста еще одним платежом на произвольную сумму

Синтез холестерина в организме человека

1. Процесс выработки вещества
2. Синтез общего холестерина
3. Как используется холестерин?
4. Нарушения в синтезе холестерина
5. Подводя итоги

Организм каждого человека представляет собой сложную «машину» которая каждого задумывающегося о ее работе человека поражает своими уникальным возможностями. В теле происходят самые разные и одновременно с этим необычные биохимические процессы, которые сложно не только объяснить, но даже представить.

За многие подобные операции несет ответственность печень, а процесс синтеза холестерина является одной из ее основных функций. От данного процесса прямо зависит выработка полезных стероидных гормонов, важного витамина Д, а также транспорт разных полезных веществ.

В данной статье вниманию будет представлена информация относительно того, как происходит синтез холестерина, откуда он берется сначала в печени, а потом выбрасывается в организм. Также освящен вопрос, какого сбой и проблемы возникают в организме, если нарушается общее количество холестерина в организме.

Процесс выработки вещества

Такие распространенные и популярные продукты в рационе человека, как масло, яйца и мясо, а также фастфуд и разные полуфабрикаты, содержат в своем составе большое количество холестерина. Если употреблять их в большом количестве и ежедневно, количество холестерина в организме становится критически высоким.

Стоит знать, что употребление определенных продуктов, является не единственным источником появления холестерина, он вырабатывается еще и в печени. Возникает вопрос, зачем печень вырабатывает свой собственный низкой плотности липопротеин? Ответ здесь достаточно прост и базируется на понятиях полезного и опасного холестерина.

Вещество, которое содержится в пище, характеризуется низкими показателями плотности и оказывает на организм пагубное воздействие. Он имеет не очень качественную и полезную для организма любого человека структуру, потому не идет на синтез и транспортировку полезных веществ. Именно по этой причине он оседает на стенках артерий, вен и сосудов и органов в виде опасных атеросклеротических бляшек.

Что касается печени, то она «заботится» об общем здоровье организма, вырабатывая полезный холестерин, что характеризуется низкими показателями плотности. Такой полезный холестерин занимается тем, что отфильтровывает плохой вид холестерина из крови, а потом выводит его из тела в качестве желчи. Говоря иными словами, полезный холестерин эффективно препятствует стремительному развитию опасных атеросклеротических образований.

Синтез общего холестерина

Процесс образования молекул полезного элемента в печени достаточно интересен и разобраться в нем не очень сложно. Общий синтез холестерина в теле человека осуществляется в клетках, которые известны, как гепатоциты. Они характеризуются развитым в органах организма эндоплазматическим ретикулом, то есть клеточной органеллой, которая отвечает за выработку основной жировой и высокой углеводной основы. Также ответственность отмечается за их общую модификацию.

Серьезно углубляться в процесс синтеза холестерина стоит только специалистам – биохимикам и врачам, простым пациентам достаточно просто изучить основные моменты данного процесса, чтобы понять, как эффективно корректировать питание и строить общий образ жизни.

Итак, перед тем как печень выпустит в организм полезный холестерин, в нем проходят последовательность биологических процессов, вырабатывающих такие вещества, как:

• Мевалонат;
• Изопентенилпирофосфат;

Только после этого осуществляется выработка самого холестерина. Каждый этап можно описать более подробно.

Выработка мевалоната

Для выработки данного вещества организм в организме должно присутствовать большое количество глюкозы. Чтобы получить ее нужно употреблять злаки и сладкие фрукты. Молекулы и элементы сахара в человека расщепляются под действием ферментов до 2 молекул ацетил-КоА. Потом вступает в общую реакцию такое вещество, как ацетоацетилтрансфераза, превращающая последний в такое вещество, как ацетоил-КоА.

Из данного химического соединения посредством особых биологических реакций в организм поступает тот самый мевалонат.

Получение изопентенилпирофосфата

Как только в составе ретикулума гепатоцитов образуется нужный объем мевалоната, сразу запускается синтез данного вещества. После этого важный для здоровья мевалонат особым особым образом фосфорилируется, то есть отдает некоторое количество своего фосфата многочисленным молекулам АТФ. В результате получается нуклетид, что считается оптимальным хранилищем энергии всего организма.

Синтез сквалена

Посредством последовательно идущих конденсаций, то есть выделения воды, осуществляется образование молекул особого сквалена. В ситуации, если для выше описанной реакции клетки тела тратят важную энергию АТФ, то для элементов сквалена они используют НАДН, который представляет собой еще один источник нужной энергии.

Выработка данного вещества является предпоследней естественной реакцией в общей последовательности работы печени. Происходит данный процесс тогда, когда из молекул, содержащих ланостерин, полностью уходит вода.

Сразу после этого общая формула произведенного соединения превращается из развернутой в циклическую. В данном случае источником энергии становится область НАДФН.

Последним этапом выработки общего холестерина является быстрое превращение ланостерина в это вещество. Осуществляется данный процесс в клеточных мембранах эндоплазматического ретикулума гепатоцита. Элемент основного вещества посредством нескольких этапов превращений приобретает особую двойную связь в процессе образования карбонов.

Для осуществления данного процесса требуется достаточно большой объем энергии, которая берется из молекул НАДФН. Как только над всеми производными вещества ланостерина потрудятся разные ферменты, относящиеся к категории трансформаторов, осуществляется образование холестерина.

На основании всего сказанного выше можно сделать вывод, что синтез холестерина в теле человека проходит в 5 этапов. Они контролируются биологическими ферментами, разными донорами и иными, не менее важными факторами. Например, есть такие элементы, на уровень активности которых оказывают влияние гормоны щитовидки, а также инсулин.

Как используется холестерин?

Выработанный в печени холестерин, нужен организму для выполнения самых разных процессов. Среди них можно отметить синтез важных для организма стероидных гормонов, для выработки необходимого количества витамина Д и транспортировка по всему организму Q10.

К основным стероидным гормонам можно отнести кортикостероиды, глюкокортикоиды, а также минералкортикоиды. Данные элементы необходимы для регулирования разных обменных процессов, разных полезных и активных веществ, важных для репродуктивной системы мужских и женских половых гормонов. Холестерин после выработки в печени, попадает по сосудам в надпочечники и способствует образованию данных веществ.

Выработка витамина Д происходит на основании скопления холестерина под поверхностью кожи и воздействия на нее солнечных лучей. Это важный компонент для человеческого организма, так как без него невозможно регулировать усвоение кальция.

Полезный холестерин после выработки в печени с кровью транспортируется из нее в клетки кожных покровов. Кстати, тот же самый процесс осуществляется и с плохим холестерином, но в коже он не преобразуется в витамин Д, но становится причиной образования холестериновых бляшек, которые явно видны под тонкой кожей век.

Нарушения в синтезе холестерина

Как и во всех процессах человеческого организма в процессе синтеза холестерина могут возникнуть определенные проблемы. Часто они возникают по причине нарушения обмена веществ. В случае с холестерином, он может быть повышенным и пониженным, на основании этого и разнятся его общие показатели и симптомы, происходящие в организме.

Недостаток полезного холестерина

При определенных заболеваниях полезного холестерина может не хватать. Это может происходить по причине нарушений работы и функции щитовидной железы, проблем с сердцем и сахарного диабета. Также появлению сниженного холестерина может способствовать определенная генетическая предрасположенность.

Среди последствий, с которыми может столкнуться человек, имеющий сниженный холестерин, можно отметить:

1. Детский рахит, возникающий по причине не усвоения необходимого кальция;
2. Ранее старение, возникающее по причине разрушения клеточных мембран без транспорта Q10;
3. Снижение веса, которое основано на низком уровне расщеплении жиров;
4. Подавление защитных сил организма;
5. Появление изнурительных болей в сердце, а также в мышцах.

Превышение холестерина

Если у человека, наоборот, большое количество холестерина, его здоровье также будет подвергаться определенной опасности.

В организме будут наблюдаться такие проблемы, как:

• Развитие гепатита и цирроза печени;
• Повышение веса;
• Пагубное для человека нарушение общего липидного обмена;
• Развитие воспалительных процессов хронического характера.

При избыточном накоплении холестерина образуются многочисленные атеросклеротические скопления, которые в виде бляшек закупоривают сосуды. Также вырабатывается большое количество желчи, что просто не успевает выйти из желчного пузыря. Это автоматически вызывает образование в органе камней, а также сильно страдает сердце и многочисленные сосуды в организме.

Подводя итоги

Синтез холестерина в печени – это достаточно сложный процесс, который происходит в организме каждый день. Тело человека производит собственные элементы – липопротеиды полезного вида или высокого уровня плотности, которые эффективно предотвращают образование на сосудах опасных для здоровья холестериновых бляшек.

Если нормальный синтез холестерина будет нарушен, такое опасное заболевание, как атеросклероз, будет только прогрессировать.

Чтобы поддерживать оптимальный уровень синтеза холестерина в крови, стоит выстроить максимально правильное питание и режим дня с должным количество свободного времени на отдых. Для этого нужно употреблять в пищу продукты, богатые полезными кислотами Омега-3. Они в состоянии быстро и эффективно снизить количество опасного холестерина выводя его из организма.

Благодаря этому можно наладить работу нервной системы, восстановить эндотолей, которым покрываются сосуды и снизить вязкость и густоту крови. Все это автоматически снижает процесс возникновения и развития сердечно-сосудистых заболеваний. Среди продуктов, богатых данным веществом можно отметить все виды морепродуктов и разные виды рыбы.

Не менее важно наполнить свой рацион такими продуктами, как семечки, орехи, авокадо и оливковое масло. Здесь сосредоточено большое количество полезных фитостеринов, которые эффективно регулируют объем холестерина в крови. Применение оливкового масла в качестве салатной заправки позволит заменить насыщенные жиры на мононенасыщенные. Данный процесс в свою очередь снижает количество вредного холестерина на 18%, а полезный повышает примерно на 7%.

Очень важно правильно питаться, вести здоровый образ жизни. Только в этом случае синтез холестерина в организме будет происходить в нормальном режиме. В этом случае можно эффективно избежать сбоев в гормональном фоне, изменения в сосудах и формирования камней в желчном пузыре.

1. Функции липопротеинов в крови и плазме крови
2. Разница между липопротеинами и липопротеидами
3. Нарушение транспорта липидов

Липопротеины – это комплекс транспортных форм липидов (жиров и жироподобных веществ). Если не углубляться в химические термины, то в нестрогом смысле липопротеины – это сложные соединения, создавшиеся на основе жиров и белков с гидрофобными и электростатическими взаимодействиями.

Липиды не растворяются в воде, по сути являются молекулами с гидрофобным ядром, потому не могут переноситься кровью в чистом виде. Жир синтезируется в тканях организма – печени, кишечника, но для его транспорта необходимо включение жиров с помощью белков в состав липопротеинов.

Наружный слой или оболочка липопротеина состоит из белков, холестерина и фосфолипидов; она гидрофильная, поэтому липопротеин легко связывается с плазмой крови. Внутренняя часть или ядро состоит из эфиров холестерина, триглицеридов, высших жирных кислот и витаминов.

Липопротеины в стабильной концентрации поддерживают синтез и секрецию жировых и апобелковых компонентов (апобелками называют белки-стабилизаторы в составе липопротеинов).

Классификация липопротеинов проводится по разным основаниям с учетом химических, биологических и физических свойств и различий. Самая распространенная и имеющая практическое применение в медицине классификация основана на выявлении соотношения липидов и белков и, как следствие, плотности. Плотность определяется по результатам ультрацентрифугирования.

По плотности и поведению в гравитационном поле выделяют следующие липопротеиновые классы:

1. Хиломикроны - самые легкие и крупные частицы; образуются в клетках кишечника и имеют в составе до 90 процентов липидов;
2. Липопротеины очень низкой плотности; образуются в печени из углеводов;
3. Липопротеины низкой плотности; образуются в русле крови из липопротеинов очень низкой плотности через стадию липопротеинов промежуточной плотности.
4. Липопротеины высокой плотности – самые мелкие частицы; образуются в печени и имеют в составе до 80 процентов белков.
5. Химический состав всем липопротеинов одинаков; разнятся пропорции – соотношения составляющих липопротеин веществ относительно друг друга.

По другой классификации липопротеины делятся на свободные, которые растворяются в воде, и несвободные, которые в воде не растворяются. Липопротеины плазмы, сыворотки крови растворимы в воде. Липопротеины мембранных стенок клеток, нервных волокон нерастворимы в воде.

Биохимический анализ крови назначается для сбора сведений об обмене веществ в организме, качестве работы внутренних органов и систем человека, уровне макроэлементов – белков, жиров, углеводов. Биохимический анализ делают в рамках медицинского обследования на скрытые заболевания и патологии. Он позволяет выявить проблему еще до появления первых симптомов болезни.

Один из рассматриваемых параметров биохимического анализа крови – липопротеины различной плотности – компоненты жирового обмена.

Если выявлено, что в крови повышено содержание липопротеинов низкой плотности, это означает, что в организме есть «плохой» холестерин и требуется дополнительное обследование на предмет выявления атеросклероза.

По показателям липопротеинов различной плотности выводят значение содержания в крови общего холестерина. Для оценки состояния сосудов важнее показатели отдельного взятых липопротеинов низкой плотности, чем общего холестерина.

Чтобы результаты биохимического анализа крови были достоверными, необходимо за 24 часа прекратить прием алкоголя, сильнодействующих лекарственных средств, за 12 часов не есть ничего и не пить подслащенные напитки, за 6 часов – не курить и не пить ничего, кроме воды.

Результаты анализа могут сильно отличаться от номы при отсутствии заболеваний внутренних органов на фоне беременности, в течение полутора-двух месяцев после родов, перенесенного недавнего инфекционного заболевания, сильного отравления, острой респираторной инфекции. В этом случае показана повторная сдача анализа после устранения препятствующих факторов.

Для получения более развернутого результата по показателям содержания липопротеинов в рамках диагностики сердечно-сосудистых заболеваний назначают липидограмму крови. Она показывает, сколько и какие липопротеины содержатся в крови, а также говорит об уровне холестерина и триглицеридов.

Функции липопротеинов в крови и плазме крови

Общая функция всех липопротеинов – транспорт липидов. Они переносят насыщенные мононенасыщенные жирные кислоты для получения их них энергии; полиненасыщенные жирные кислоты для синтеза гормонов – стероидов, эйкозаноидов; холестерин и фосфолипиды для использования их в качестве важного составного элемента клеточных мембран.

Поступающие жиры и углеводы обязательно должны расщепляться и транспортироваться по системам организма для усвоения или накопления.

• Хиломикроны переносят экзогенный жир из кишечника в слои разной ткани, преимущественно в жировую ткань и экзогенный холестерин из кишечника в печень.
• Липопротеины очень низкой плотности переносят эндогенный жир из печени в жировую ткань.
• Липопротеины низкой плотности транспортируют эндогенный холестерин в ткани.
• Липопротеины высокой плотности удаляют (выводят) холестерин из тканей в печень, из клеток печени холестерин выводится с желчью.

Липопротеины очень низкой и низкой плотности считаются атерогенными, то есть вызывающими при повышении их концентрации в крови атеросклероз. При атеросклерозе излишек жира, «плохого» холестерина выстилают сосудистые стенки изнутри, слипаются и прикрепляются к стенкам сосудов. Это приводит к повышение кровяного давления за счет сужения сосудистого просвета, снижению упругости стенок сосудов, образованию тромбов.

Эндогенные жиры синтезируются в организме, экзогенные жиры организм получает с пищей.

Разница между липопротеинами и липопротеидами

Липопротеины и липопротеиды – разные варианты написания одного и того же слова, обозначающего транспортную форму липидов. Оба варианта являются правильными, но чаще встречается написание «липопротеины».

Нарушение транспорта липидов

При нарушениях транспорта липидов и липидного обмена снижается энергетический потенциал организма, ухудшается терморегуляционная способность. Помимо этого, ухудшается передача нервных импульсов, снижается скорость ферментивных реакций.

Нарушение липидного обмена происходит либо на стадии образования, либо на стадии утилизации липопротеинов: в первом случае говорят о гипопротеинемии, во втором – о гиперпротеинемии.

Первичные причины нарушения липидного обмена – генетическое мутации. Вторичные причины – цирроз (дистрофия с последующим некрозом тканей печени), гипертиреоз (гиперфункция щитовидной железы), пиелонефрит или почечная недостаточность, сахарный диабет, желчекаменная болезнь, ожирение.

Временные нарушения вызываются приемом некоторых медицинских препаратов и их групп: инсулин, фенитоин, глюкокортикоиды, - а также большого количества алкоголя.

Вопрос 1. Какие органические вещества входят в состав клетки?
Органические соединения составляют в среднем 10% массы клетки живого организма. Однозначной классификации органических веществ, входящих в состав клетки, не существует, поскольку они очень разнообразны по своим размерам, строению и функциям. Наиболее распространено деление всех органических соединений на низкомолекулярные (липиды, аминокислоты, нуклеотиды, моносахариды, органические кислоты) и,высокомолекулярные, или биополимеры. Биополимеры, в свою очередь, можно подразделить на гомополимеры (регулярные полимеры) и гетерополимеры (нерегулярные полимеры). Гомополимеры состоят из мономеров (более мелких молекул) одного типа. Это, например, гликоген, крахмал и целлюлоза, образованные молекулами глюкозы. Мономеры гетерополиморов отличаются друг от друга. Например, белки (составляют 10-18% от общей массы клетки) состоят из 20 типов аминокислот, а ДНК - из 4 типов нуклеотидов.
К органическим полимерным молекулам относят белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. В различные типы клеток входит неодинаковое количество тех или иных органических соединений. Например, в растительных клетках преобладают сложные углеводы - полисахариды; в животных - больше белков и жиров. Тем не менее каждая группа органических веществ в любом типе клеток выполняет сходные функции.

Вопрос 2. Что такое липиды? Опишите их химический состав.
Липиды - гидрофобные органические соединения, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в органических веществах (эфире, бензине, хлороформе). Липиды широко представлены в живой природе и играют огромную роль в жизнедеятельности клетки. Их можно подразделить на три основные группы: нейтральные жиры, воски и жироподобные вещества. По химической структуре нейтральные жиры представляют собой сложные соединения трехатомного спирта глицерина и остатков жирных кислот. Если в этих жирных кислотах много двойных -СН=СН- связей, то липид жидкий (подсолнечное масло и другие растительные жиры, рыбий жир), а если двойных связей мало - твердый (сливочное масло, большинство других животных жиров). К жироподобным веществам относятся, например, фосфолипиды. По своей структуре они сходны с жирами, но один или два остатка жирных кислот в их молекуле замещены остатком фосфорной кислоты. В клетках есть и другие сложные гидрофобные жироподобные вещества, называемые моноидами, например холестерин.

Вопрос 3. Какова роль липидов в обеспечении жизнедеятельности организма?
Нейтральные жиры являются чрезвычайно важным источником энергии в организме и, кроме того, источником метаболической воды. Иными словами, при распаде жиров выделяется не только энергия, но и вода, что особенно важно для обитателей пустынь и животных, впадающих в длительную спячку. Жиры откладываются в основном в жировой ткани, которая служит энергетическим депо, предохраняет организм от потери тепла и выполняет защитную функцию. Так, в полости тела формируются защитные жировые прокладки между внутренними органами. Подкожная жировая клетчатка особенно развита у китов и тюленей, постоянно находящихся в холодной воде. Сальные железы кожи выделяют секрет для смазки шерсти млекопитающих; у птиц аналогичную функцию выполняет копчиковая железа. Воск пчел служит для постройки сот. У растений, существующих в условиях недостатка воды, часто развита восковая кутикула (белесый налет на поверхности листьев, стеблей, плодов). защищает растение от избыточного испарения, ультрафиолетового излучения и механических повреждений. Таким образом, функции липидов в клетке разнообразны:
структурная (принимают участие в построении мембраны);
энергетическая (при распаде в организме 1 г жира выделяется 9,2 ккал энергии - в 2,5 раза больше, чем при распаде того же количества углеводов);
защитная (от потери тепла, механических повреждений);
жир - источник эндогенной воды (при окислении 10 г жира выделяется 11 г воды);
регуляция обмена веществ (например, стероидные гормоны - кортикостерон и др.).

Вопрос 4. В чем заключается биологическое значение жироподобных веществ?
Представители группы жироподобных веществ - фосфолипиды. формируют основу всех биологических мембран. Это чрезвычайно важная функция, и ни одна клетка не может существовать без достаточного количества фосфолипидов. Принципиальным моментом является наличие в фосфолипидах мембран «гибких» остатков жирных кислот с двойными связями (имеют преимущественно растительное происхождение). К жироподобным веществам относятся также некоторые витамины (А, О, Е, К), а также холестерин (называемые моноидами). Название «холестерин» происходит от латинского слова «холео» - «желчь», поскольку из холестерина в клетках печени синтезируются желчные кислоты, необходимые для нормального переваривания жиров. В надпочечниках, половых железах и плаценте из холестерина образуются стероидные гормоны. Следовательно, этим веществам свойственна и функция регуляции обменных процессов.

Вопрос 5. Вспомните из курса «Человек и его здоровье» функции витаминов, симптомы их недостаточности.
Витамины - это необходимые нашему организму органические вещества, имеющие относительно небольшую молекулу. Они являются незаменимыми компонентами пищи (наш организм синтезировать витамины не способен, кроме витамина D); при их дефиците возникают характерные заболевания (авитаминозы). Каждый витамин выполняет уникальную функцию. Так, витамины А и Е защищают мембраны клеток от окисления, кроме того, витамин А необходим для нормальной работы сетчатки глаза, оказывает влияние на рост человека, улучшает состояние кожи, способствует сопротивлению организма инфекции, обеспечивает рост и развитие эпителиальных клеток. Первым симптомом дефицита витамина А является ухудшение зрения (особенно в сумерках). Под управлением витамина D кальций всасывается в кишечнике, а затем откладывается в костях (симптом авитаминоза - рахит). Витамин К необходим для нормального свертывания кро-ви, он служит для образования протромбина - белка плазмы крови, являющегося предшественником тромбина, превращающего фибриноген (белок плазмы крови) в фибрин - белок,. способствующими формированию сгустка крови; витамин С - для формирования соединительной ткани, помогает при варикозном расширении вен и геморрое. Отсутствие витамина С в пище приводит к нарушению структуры стенок сосудов (возникают мелкие кровотечения) и распуханию суставов. Витамины группы В незаменимы для нормальной работы многих ферментов нашего организма, в частности управляющих распадом глюкозы (В 1), обменом аминокислот (В 2) и т. д. Витамин В 12 необходим для нормального синтеза гемоглобина и созревания эритроцитов. Витамин Н - биотин необходим для синтеза высших жирных кислот, а также щавелево-уксусной кислоты - продукта углеводного обмена.