Благодаря каким свойствам липиды способны образовывать мембраны

Продукты с максимальным содержанием фосфолипидов:

Общая характеристика фосфолипидов

Фосфолипидами называют соединения, состоящие из жирных кислот
многоатомных спиртов и фосфорной кислоты. В зависимости от того,
какой многоатомный спирт лежит в основе фосфолипида, различают глицерофосфолипиды,
фосфосфинголипиды и фосфоинозитиды. Основой для глицерофосфолипидов
является глицерин, для фосфосфинголипидов – сфингозин,
а для фосфоинозитидов – инозитол.

Фосфолипиды относятся к группе эссенциальных веществ, незаменимых
для человека. Они не вырабатываются в организме, а, следовательно,
должны поступать с пищей. Одной из важнейших функций всех фосфолипидов
является участие в строительстве клеточных оболочек. При этом необходимую
жесткость им придают белки, полисахариды и другие соединения. Фосфолипиды
содержатся в ткани сердца, мозга, нервных клетках и печени. В организме
они синтезируются в печени и почках.

Суточная потребность в фосфолипидах

Потребность организма в фосфолипидах, при условии сбалансированного питания, составляет от 5 до 10 грамм в сутки.
При этом, употреблять фосфолипиды желательно, в комплексе с углеводами. В таком сочетании они лучше усваиваются.

Потребность в фосфолипидах возрастает:

• при ослаблении памяти;
• болезни Альцгеймера;
• при заболеваниях, связанных с нарушением клеточных оболочек;
• при токсическом повреждении печени;
• при гепатитах А, В и С.

Потребность в фосфолипидах снижается:

• при высоком артериальном давлении;
• при атеросклеротических изменениях сосудов;
• при заболеваниях, связанных с гиперхолинемией;
• при заболеваниях поджелудочной железы.

Усваиваемость фосфолипидов

Лучше всего фосфолипиды усваивается вместе со сложными углеводами (крупы, хлеб с отрубями, овощи и т.д.)

Кроме того, на полноценное усвоение фосфолипидов оказывает немаловажное воздействие способ приготовления пищи. Пища не должна подвергаться длительному нагреву, в противном случае, присутствующие в ней фосфолипиды подвергаются деструкции,
и уже не могут оказывать на организм положительное воздействие

Полезные свойства фосфолипидов и их влияние на организм

Как уже было сказано ранее, фосфолипиды отвечают за обеспечение целостности клеточных оболочек.
Кроме того, они стимулирует нормальное прохождение сигнала по нервным волокнам к головному мозгу и обратно.
Также фосфолипиды могут обеспечивать защиту клеток печени от вредного воздействия химических соединений.

Помимо гепатопротекторного воздействия, один из фосфолипидов – фосфатидилхолин, способствует улучшению кровоснабжения мышечной ткани, наполнению мышц энергией, а также повышает тонус мышц и работоспособность.

Особенно важны фосфолипиды в питании пожилых людей. Вызвано это тем, что они обладают липотропным, а также антиатеросклеротическим действием.

Взаимодействие с другими элементами

Витамины группы A, B, D, E, К, F усваиваются в организме только при гармоничном соединении с жирами.

Переизбыток углеводов в организме приводит к усложнению процесса
расщепления ненасыщенных
жиров.

Признаки нехватки фосфолипидов в организме:

• ухудшение памяти;
• депрессивное настроение;
• трещины на слизистых оболочках;
• слабый иммунитет;
• артрозы и артриты;
• нарушение работы желудочно-кишечного тракта;
• сухость кожи, волос, ломкость ногтей.

Фосфолипиды для красоты и здоровья

Поскольку фосфолипиды оказывают защитное воздействие на все клетки нашего организма, то употребление фосфолипидов можно отнести к аптечке первой помощи.
Ведь если та или иная клетка нашего организма будет повреждена, то и сам организм не сможет выполнять возложенные на него функции.
И, следовательно, о хорошем настроении и красивом внешнем виде можно будет только мечтать.
Поэтому употребляйте пищу, содержащую фосфолипиды, и будьте здоровы!

Полезность материала
5

Достоверность информации

Оформление статьи
5

Роль в организме

Фосфолипиды принадлежат к числу тех полезных веществ, от которых зависит здоровье всего организма. И это не художественное преувеличение, а как раз тот случай, когда говорят, что даже от самого маленького элемента зависит работа всей системы.

Этот вид липидов есть в каждой клетке человеческого тела – они отвечают за поддержание структурной формы ячеек. Образуя двойной липидный слой, создают прочный покров внутри клетки. Помогают перемещать другие виды липидов по организму и служат растворителем для некоторых видов веществ, в том числе и холестерина. С возрастом, когда концентрация холестерола в организме повышается, а фосфолипидов – снижается, есть риск «закостенения» клеточных мембран. В результате снижается пропускная способность клеточных перегородок, а вместе с этим тормозятся обменные процессы в организме.

Наивысшую концентрацию фосфолипидов в человеческом теле биологи нашли в сердце, мозге, печени, а также в клетках нервной системы.

Пищевые источники

Обычно фосфолипиды представлены в продуктах, в составе которых есть лецитин-компонент. А это яичные желтки, зародыши пшеницы, соя, молоко и полусырое мясо. Также фосфолипиды стоит искать в жирных продуктах и некоторых растительных маслах.

Отличным дополнением диеты может послужить масло арктического криля, которое является превосходным источником полиненасыщенных жирных кислот и других полезных для человека компонентов. Масло криля и рыбий жир могут послужить альтернативными источниками фосфолипидов для людей, которые не могут получать это вещество с других продуктов.

Более доступный продукт, богатый фосфолипидами, – нерафинированное подсолнечное масло. Диетологи рекомендуют использовать его для приготовления салатов, но ни в коем случае не применять для жарки.

Продукты, богатые фосфатидами:

1. Масла: сливочное, оливковое, подсолнечное, льняное, хлопковое.
2. Продукты животного происхождения: желток, говядина, курица, сало.
3. Другие продукты: сметана, рыбий жир, форель, соевые бобы, льняные и конопляные семена.

Лучшие материалы месяца

• Почему нельзя самостоятельно садиться на диету
• Как сохранить свежесть овощей и фруктов: простые уловки
• Чем перебить тягу к сладкому: 7 неожиданных продуктов
• Ученые заявили, что молодость можно продлить

Суточная норма

Фосфолипиды принадлежат к веществам, в которых человеческое тело нуждается регулярно. Ученые подсчитали, что для взрослого здорового организма в сутки около 5 г вещества. В качестве источника рекомендуют натуральные продукты, содержащие фосфолипиды. А для более активного всасывания вещества из пищи диетологи советуют употреблять их вместе с углеводной продукцией.

Путем эксперимента было доказано, что ежедневное потребление фосфатидилсерина в дозе примерно 300 мг улучшает память, а 800 мг вещества обладают антикатаболическими свойствами. Согласно результатам некоторых исследований, фосфолипиды способны замедлить рост раковых образований примерно в 2 раза.

Однако указанные суточные дозы были рассчитаны для здорового организма, в других случаях рекомендованная норма вещества определяется индивидуально врачом. Скорее всего, доктор посоветует употреблять как можно больше продуктов, богатых фосфолипидами, людям с плохой памятью, патологиями развития клеток, болезнями печени (в том числе разными типами гепатитов), лицам с болезнью Альцгеймера. Также стоит знать, что для людей в годах фосфолипиды – особенно важные вещества.

Причиной снизить привычную суточную дозу фосфатидов могут послужить разные дисфункции в организме. Среди наиболее распространенных оснований для этого – заболевания поджелудочной железы, атеросклероз, гипертония, гиперхолинемия.

Как осуществляется обмен между липидами?

Обмен между липидами — это процесс, происходящий на клеточном уровне и имеет биохимическую основу.

Процессы происходят в строгой последовательности, и каждый имеет свою характеристику:

Очень важно, чтобы процесс обмена липидами был всегда в норме, поэтому необходимое количество извне, человек должен получать с пищей. Только необходимо контролироваться процесс питания и не употреблять холестерин с продуктами питания больше, чем 70,0 грамм — 140,0 грамм в сутки

Норма в сутки употребления жира зависит от состояния организма и от сопутствующих патологий, особенно сердечных патологий и заболеваний системы кровотока, при которых потребление холестерина извне, нужно сократить до минимума.

Не стоит забывать, что отказываться от холестерина совсем нельзя, и употребление животных продуктов с низким содержанием животного жира не нарушит процесс взаимодействия липидов.

Липиды в диете человека

Среди липидов в диете человека преобладают триглицериды (нейтральные жиры), они являются богатым источником энергии, а также необходимы для всасывания жирорастворимых витаминов. Насыщенными жирными кислотами богата пища животного происхождения: мясо, молочные продукты, а также некоторые тропические растения, такие как кокосы. Ненасыщенные жирные кислоты попадают в организм человека в результате употребления орехов, семечек, оливкового и других растительных масел. Основными источниками холестерола в рационе является мясо и органы животных, яичные желтки, молочные продукты и рыба. Однако около 85 % процентов холестерола в крови синтезируется печенью. Организация American Heart Association рекомендует употреблять липиды в количестве не более 30 % от общего рациона, сократить содержание насыщенных жирных кислот в диете до 10 % от всех жиров и не принимать более 300 мг (количество, содержащееся в одном желтке) холестерола в сутки. Целью этих рекомендаций является ограничение уровня холестерола и триглицеридов в крови до 20 мг / л.

Суточная потребность взрослого человека в липидах — 70—145 граммов.

Что такое клеточная мембрана

Если провести аналогию с куриным яйцом (разбив скорлупу, аккуратно отделить от нее тонкую полупрозрачную пленочку), то визуально можно представить, что скорлупа — это плотная клеточная оболочка, а пленка — мембрана. Эта картинка очень наглядно позволяет увидеть, каким образом под клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы, располагается плазмалемма. Конечно, это представление будет условным, но, действительно, мембрана в переводе с латинского языка означает «кожа». Хотя этот термин достаточно давний, он точно передает сущность мембранной структуры .

Цитолемма (еще одно ее название) животной клетки плотной оболочкой не защищена, однако имеет особый слой, состоящий из белков и жиров, соединенных с сахарами (гликопротеинов и гликолипидов). Называют его гликокаликс, и роль, которую он несет (рецепторная, сигнальная), очень важна для жизнедеятельности.

Строение

Строение структуры уникально, и именно за счет него функции клеточной мембраны выполняются точно и избирательно.

В структуру плазмалеммы входят молекулы:

• фосфолипидов;
• гликолипидов;
• холестерола;
• белков.

Однако не только такой щедрый химический состав делает цитоплазматическую мембрану особой структурой, все свои функции она выполняет благодаря строгой организации молекул.

Строение плазмалеммы физиологически идеально — двойной слой молекул жиров (липидов), полярно организованных, не дают «своим» выходить за пределы клетки, а «чужим» — проникать внутрь.

Организация плазмалеммы:

• мембрана состоит из липидов молекулы, которые имеют особое строение;
• каждый липид имеет два конца — гидрофильная («любящая» воду) головка и гидрофобный («боящийся» воды) хвост;
• липиды выстроены таким образом, чтобы головки были снаружи, а гидрофобные хвосты внутри;
• поверхность мембраны гидрофильна (пропускает воду и, соответственно, растворы), а вот внутренняя часть, состоящая из гидрофобных окончаний, воду отталкивает;
• в основном молекулы липидов содержат остатки фосфорной кислоты (это фосфолипиды), некоторые связаны с углеводами (гликолипиды) и холестеролом;
• холестерол придает мембране упругость и жесткость;
• благодаря электростатическим свойствам липиды притягивают молекулы белков, которые также входят в структуру цитолеммы.

Именно белковые молекулы (гранулы) заслуживают отдельного внимания ученых. Из-за своего различного положения и ориентации в полужидкой липидной среде они выполняют самые различные и очень важные функции.

Внутри и на поверхности цитолеммы встречаются следующие виды белков:

1. Периферические. Эти молекулы расположены на поверхности и в основном выполняют защитную и стабилизирующую функции. Так, они выстраивают ферменты в конвейерные цепи и не позволяют ферментам просто перемещаться вдоль бислоя.
2. Погруженные внутрь (полуинтегральные). Основная их функция — ферментативная, также они могут участвовать в транспорте веществ. Изучена и еще одна интересная роль этих белков — как переносчиков. Они легко соединяются с транспортируемыми молекулами и проводят их внутрь клетки.
3. Пронизывающие (интегральные). Они располагаются таким образом, что проходят насквозь, через билипидный слой. Если несколько таких белков сливаются, то образуется канал (пора), через которую могут проходить определенные вещества, связываясь с белковыми молекулами.

Таким образом, все элементы мембранного бислоя несут строго ограниченные своей ролью и строением функции. Благодаря такой организации система работает слаженно и точно.

Отмечено, что плазмалеммы даже внутри одной клетки неоднородны. В них различается не только соотношение химических составных (белков, липидов, углеводов), но и вязкость внутреннего содержимого, ферментативная активность, плотность наружного слоя, толщина.

Месторасположение в клетке

Мембранные структуры буквально пронизывают клеточное содержимое. Они ограничивают все органоиды (за редким исключением, например рибосомы), выстилают их изнутри, являются оболочками ядер.

Самая массивная по содержанию плазмалеммы структура — эндоплазматическая сеть (ЭПР). Если сложить все мембраны, ее составляющие, то получится площадь более половины общей — на все клеточное пространство. По морфологии оболочка ЭПР сходна с внешней ядерной. Они составляют с ней единую систему и обеспечивают активный взаимный перенос элементов.

Комплекс Гольджи — еще один органоид, полностью выполненный из мембранных мешочков (цистерн). Также цитолеммы имеют митохондрии и пластиды.

Плазматическая мембрана — это часть плазмалеммы, находящаяся на границе клеточного содержимого. Она ограничивает протопласт от внешней среды, окружает клетку, защищая его от наружного воздействия.

Строение мембран

Все биологические мембраны имеют общие структурные особенности и свойства. В настоящее время общепринята жидкостно-мозаичная модель строения мембраны. Основу мембраны составляет липидный бислой, образованный в основном фосфолипидами. Фосфолипиды — триглицериды, у которых один остаток жирной кислоты замещен на остаток фосфорной кислоты; участок молекулы, в котором находится остаток фосфорной кислоты, называют гидрофильной головкой, участки, в которых находятся остатки жирных кислот — гидрофобными хвостами. В мембране фосфолипиды располагаются строго упорядоченно: гидрофобные хвосты молекул обращены друг к другу, а гидрофильные головки — наружу, к воде.

Помимо липидов в состав мембраны входят белки (в среднем ≈ 60%). Они определяют большинство специфических функций мембраны (транспорт определенных молекул, катализ реакций, получение и преобразование сигналов из окружающей среды и др.). Различают: 1) периферические белки (расположены на наружной или внутренней поверхности липидного бислоя), 2) полуинтегральные белки (погружены в липидный бислой на различную глубину), 3) интегральные, или трансмембранные, белки (пронизывают мембрану насквозь, контактируя при этом и с наружной, и с внутренней средой клетки). Интегральные белки в ряде случаев называют каналообразующими, или канальными, так как их можно рассматривать как гидрофильные каналы, по которым в клетку проходят полярные молекулы (липидный компонент мембраны их бы не пропустил).

Строение мембраны: А — гидрофильная головка фосфолипида; В — гидрофобные хвостики фосфолипида; 1 — гидрофобные участки белков Е и F; 2 — гидрофильные участки белка F; 3 — разветвленная олигосахаридная цепь, присоединенная к липиду в молекуле гликолипида (гликолипиды встречаются реже, чем гликопротеины); 4 — разветвленная олигосахаридная цепь, присоединенная к белку в молекуле гликопротеина; 5 — гидрофильный канал (функционирует как пора, через которую могут проходить ионы и некоторые полярные молекулы).

В состав мембраны могут входить углеводы (до 10%). Углеводный компонент мембран представлен олигосахаридными или полисахаридными цепями, связанными с молекулами белков (гликопротеины) или липидов (гликолипиды). В основном углеводы располагаются на наружной поверхности мембраны. Углеводы обеспечивают рецепторные функции мембраны. В животных клетках гликопротеины образуют надмембранный комплекс — гликокаликс, имеющий толщину несколько десятков нанометров. В нем располагаются многие рецепторы клетки, с его помощью происходит адгезия клеток.

Молекулы белков, углеводов и липидов подвижны, способны перемещаться в плоскости мембраны. Толщина плазматической мембраны — примерно 7,5 нм.

Клеточные системы антирадикальной защиты

Таблица 3. Наиболее известные антиоксиданты

Антиоксиданты водной фазы

рис.5

1. Фермент супероксиддисмутаза, который снижает концентрацию супероксидных радикалов и тем самым препятствует восстановлению ими ионов трехвалентного железа до двухвалентного. В клетке ионы железа хранятся в трехвалентном состоянии в специальных депо, образованных субъединицами белка ферритина.
2. Ферменты каталаза и глутатион-пероксидаза, которые удаляют перекись водорода. Эффективность работы глутатион-пероксидазы зависит от концентрации свободного глутатиона, при снижении которой может возрастать концентрация цитотоксических гидроксильных радикалов.
   Регенерация восстановленного глутатиона (GSH) из окисленного (GSSG) осуществляется за счёт НАДФН; этот процесс катализируется ферментом глутатионредуктазой. Недостаток глутатиона в клетках, например эритроцитах, который может быть обусловлен действием токсических веществ, например ионами тяжелых металлов или наследственным недостатком глутатионредуктазы приводит к активации перекисного окисления; это, в частности, наблюдается при некоторых видах гемолитических анемий.
3. Соединения, связывающие ионы железа (комплексоны). Надо, правда, оговориться, что в водной фазе некоторые комплексы ионов железа вступают в реакции с супероксидным радикалом и перекисью водорода наряду со свободными ионами железа в растворе.

Антиоксиданты, тормозящие развитие цепных реакций в липидной фазе

рис.62+

1. Ферменты фосфолипаза и глутатионпероксидаза, которые разрушают гидроперекиси липидов, предотвращая разветвление цепей окисления липидов в мембранах. При этом действие фосфолипазы заключается в отщеплении от фосфолипидов окисленной жирной кислоты, содержащей гидроперекисную группу (LOOH), а действие глутатионпероксидазы сводится к восстановлению этой группы до спиртовой с одновременным окислением глутатиона (GSH) до дисульфида (GSSG):
   

   LOOH + 2GSH -> LOH + GSSG + H2O

2. Ловушки радикалов, которые называют иногда «липидными антиоксидантами». По своей химической природе липидные антиоксиданты — это производные фенола. К ним относится a-токоферол (витамин Е), убихинон (коэнзим Q), тироксин и синтетические соединения, например ионол (бутилированный гидрокситолуол) (см. рис.7).
3. Соединения, связывающие железо. Большинство из них, включая такие природные соединения как дипептид карнозин, не просто связывают железо, но, самое главное, не дают ему возможности приникнуть в липидную фазу мембран, поскольку образующиеся комплексы, в силу своей полярности, не проникают в гидрофобную зону.
   Для детоксикации двухвалентного железа в организме существует, по-видимому, целая система окисления и связывания ионов железа. В плазме крови эта система представлена ферментом церрулоплазмином (феррооксидазой), который окисляет Fe2+ до Fe3+ кислородом без образования свободных радикалов, и белком трансферрином, который связывает и переносит в кровяном русле ионы трехвалентного железа, которые затем захватывается клетками. В клетках железо может восстанавливаться аскорбиновой кислотой и другими восстановителями, но затем окисляется и депонируется в окисленной форме внутри ферментного белкового комплекса ферритина.

Характеристика мембранных белков

По
выполняемым функциям белки в составе
мембран делятся на 

1. структурные;

2. каталитические;

3. рецепторные;

4. транспортные.

Количество
белков в мембранах могут существенно
отличаться. Например, в миелиновой
мембране, предназначенной для изоляции
нервных волокон, белки составляют только
25% массы мембраны, а в мембранах
митохондрий, связанных с процессами
окислительного фосфорилирования, на
долю белков приходится около 75% массы.
В плазматической мембране доля белков
и липидов примерно одинаковы.

Углеводы
в составе мембран не представлены
самостоятельными соединениями, а
обнаруживаются только в соединении с
белками (гликопротеины) или липидами
(гликолипиды). Длина углеводных цепей
колеблется от двух до восемнадцати
остатков моносахаридов. Большая часть
углеводов расположена на наружной
поверхности плазматической мембраны.
Функции углеводов в биомембранах –
контроль за межклеточными взаимодействиями,
поддержание иммунного статуса, рецепция,
обеспечение стабильности белковых
молекул в мембране.

Примечания

1. ↑ 1 2 3 Липиды // Большой энциклопедический словарь.
2. ↑ Липиды / Л. Д. Бергельсон // Большая советская энциклопедия :  / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
3. ↑ 1 2 Народицкий Борис Савельевич, Ширинский Владимир Павлович, Нестеренко Людмила Николаевна. Липид. Роснано. Дата обращения 8 марта 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
4. ↑ 2ai2  (недоступная ссылка с 21-05-2013  — история, копия)
5. ↑ biochem/index.htm (недоступная ссылка)  (недоступная ссылка с 21-05-2013  — история, копия)
6. ↑ 1 2 3 4 5 Nelson D.L., Cox M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. — 5th. — W. H. Freeman (англ.)русск., 2008. — ISBN 978-0-7167-7108-1.
7. ↑ Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Molecular Biology of the Cell. — 5th. — Garland Science (англ.)русск., 2007. — ISBN 978-0-8153-4105-5.
8. ↑ 1 2 Marieb E. N., Hoehn K. Human Anatomy & Physiology. — 7th. — Benjamin Cummings (англ.)русск., 2006. — ISBN 978-0805359091.
9. ↑ 1 2 Omega-3 fatty acids

Свойства и функции клеточной мембраны

Теперь давайте разберем, какие функции выполняет клеточная мембрана:

Барьерная функция клеточной мембраны – мембрана как самый настоящий пограничник, стоит на страже границ клетки, задерживая, не пропуская вредные или попросту неподходящие молекулы

Транспортная функция клеточной мембраны – мембрана является не только пограничником у ворот клетки, но и своеобразным таможенным пропускным пунктом, через нее постоянно проходит обмен полезными веществами с другими клетками и окружающей средой.

Матричная функция – именно клеточная мембрана определяет расположение органоидов клетки относительно друг друга, регулирует взаимодействие между ними.

Механическая функция – отвечает за ограничение одной клетки от другой и параллельно за правильно соединение клеток друг с другом, за формирование их в однородную ткань.

Защитная функция клеточной мембраны является основой для построения защитного щита клетки. В природе примером этой функции может быть твердая древесина, плотная кожура, защитный панцирь у черепахи, все это благодаря защитной функции мембраны.

Энергетическая функция – фотосинтез и клеточное дыхание были бы невозможны без участия белка, содержащегося в клеточной мембране. Именно через белковые каналы происходит важный клеточный энергообмен, в этом заключаются самые главные функции белка в клеточной мембране.

Рецепторная функция – и опять возвращаемся к белкам мембраны, помимо собственно энергообмена они обладают еще одной очень важной функцией – они служат рецепторами клеточной мембраны, благодаря которым клетка получает сигнал от гормонов и нейромедиаторов. Все это необходимо для нормального течения гормональных процессов и проведения нервного импульса

Ферментативная функция – еще одна важная функция, осуществляемая некоторыми белками клетки. Например, благодаря этой функции в эпителии кишечника происходит синтез пищеварительных ферментов.

Также помимо всего этого через клеточную мембрану осуществляется клеточный обмен, который может проходить тремя разными реакциями:

• Фагоцитоз – это клеточный обмен, при котором встроенные в мембрану клетки-фагоциты захватывают и переваривают различные питательные вещества.
• Пиноцитоз – представляет собой процесс захвата мембраной клетки, соприкасающиеся с ней молекулы жидкости. Для этого на поверхности мембраны образуются специальные усики, которые как будто окружают каплю жидкости, образуя пузырек, которые впоследствии «проглатывается» мембраной.
• Экзоцитоз – представляет собой обратный процесс, когда клетка через мембрану выделяет секреторную функциональную жидкость на поверхность.