Sfingolipide (sfingofosfolipide). Sfingolipidele, biosinteza lor și rolul biologic din care constă sfingomielina

Chimia lipidelor

Lipidele sunt un grup extins de compuși care diferă semnificativ în structura lor chimică și funcția. Prin urmare, este dificil să se dea o singură definiție care să fie potrivită pentru toți compușii care aparțin acestei clase.

Putem spune că lipidele sunt un grup de substanțe care se caracterizează prin următoarele caracteristici: insolubilitate în apă; solubilitate în solvenți nepolari cum ar fi eter, cloroform sau benzen; conținutul de radicali alchil superior; prevalență în organismele vii.

Sub această definiție este un numar mare de substanțe, inclusiv cele care sunt de obicei clasificate în alte clase de compuși: de exemplu, vitamine liposolubile și derivații acestora, carotenoizi, hidrocarburi superioare și alcooli. Includerea tuturor acestor substanțe în lista lipidelor este justificată într-o anumită măsură, deoarece în organismele vii se găsesc împreună cu lipidele și împreună cu acestea sunt extrase cu solvenți nepolari. Pe de altă parte, există reprezentanți ai lipidelor care se dizolvă destul de bine în apă (de exemplu, lisolecitine). Termenul „lipide” este mai general decât termenul „lipoide”, care include un grup de substanțe asemănătoare grăsimilor, cum ar fi fosfolipide, steroli, sfingolipide etc.

Rolul biologic și clasificarea lipidelor

Lipidele joacă un rol esențial în procesele vieții. Fiind una dintre componentele principale membrane biologice, lipidele își afectează permeabilitatea, participă la transmitere impuls nervos, creând contacte intercelulare. Grăsimea servește ca o sursă foarte eficientă de energie în organism, fie atunci când este utilizată direct, fie potențial sub formă de depozite de țesut adipos. Grăsimile dietetice naturale conțin vitamine liposolubile și acizi grași „esențiali”. O funcție importantă a lipidelor este crearea de învelișuri termoizolante la animale și plante, protecția organelor și țesuturilor de influențele mecanice.

Există mai multe clasificări ale lipidelor. Cea mai răspândită clasificare bazată pe caracteristicile structurale ale lipidelor. Conform acestei clasificări, se disting următoarele clase principale de lipide.

A. Lipide simple: esteri acizi grași cu diverși alcooli.

1. Gliceridele (acilgliceroli, sau acilgliceroli - conform nomenclaturii internaționale) sunt esteri ai alcoolului triatomic glicerol și ai acizilor grași superiori.

2. Ceruri: esteri ai acizilor grași superiori și ai alcoolilor monohidroxilici sau dihidroxilici.

B. Lipide complexe: esteri ai acizilor grași cu alcooli, care conțin suplimentar și alte grupe.

1. Fosfolipide: Lipide care conțin, pe lângă acizi grași și alcool, un reziduu de acid fosforic. Acestea includ adesea baze azotate și alte componente:

a) glicerofosfolipide (glicerolul acționează ca alcool);

b) sfingolipide (in rol de alcool – sfingozina).

2. Glicolipide (glicosfingolipide).

3. Steroizi.

4. Alte lipide complexe: sulfolipide, aminolipide. Această clasă include și lipoproteinele.

5. Precursori și derivați lipidici: acizi grași, glicerol, steroli și alți alcooli (alții decât glicerol și steroli), aldehide de acizi grași, hidrocarburi, vitamine și hormoni liposolubili.

Acid gras

Acizii grași - acizii carboxilici alifatici - pot fi în organism în stare liberă (urme în celule și țesuturi) sau pot servi ca blocuri de construcție pentru majoritatea claselor de lipide.

Peste 200 de acizi grași au fost găsiți în natură, cu toate acestea, aproximativ 70 de acizi grași au fost găsiți în țesuturile umane și animale în compoziția lipidelor simple și complexe, mai mult de jumătate dintre ei în urme. Puțin mai mult de 20 de acizi grași sunt practic semnificativi. Toate conțin număr par atomi de carbon, în principal de la 12 la 24. Dintre aceștia predomină acizii cu C 16 și C 18 (palmitic, stearic, oleic și linoleic). Numerotarea atomilor de carbon dintr-un lanț de acizi grași începe cu atomul de carbon al grupării carboxil. Aproximativ 3/4 din toți acizii grași sunt nesaturați (nesaturați), adică. conţin legături duble. Acizii grași nesaturați ai oamenilor și animalelor implicate în construcția lipidelor conțin de obicei o dublă legătură între (al 9-lea și al 10-lea atom de hidrocarbură); legături duble suplimentare sunt mai frecvente în regiunea dintre al 11-lea atom de carbon și capătul metil al lanțului. Particularitatea dublelor legături ale acizilor grași nesaturați naturali constă în faptul că acestea sunt întotdeauna separate prin două legături simple, adică. între ele există întotdeauna cel puţin o grupare metilen (-CH=CH-CH2 -CH=CH-). Astfel de legături duble sunt denumite „izolate”.

Tabelul 1 - Câțiva acizi grași saturati importanți fiziologic

În soluții, un lanț de acizi grași poate forma un număr nenumărat de conformații până la o bobină, care are și secțiuni liniare de diferite lungimi în funcție de numărul de legături duble. Bilele se pot lipi împreună, formând așa-numitele micelii. În acesta din urmă, grupările carboxil încărcate negativ ale acizilor grași se confruntă cu faza apoasă, în timp ce lanțurile hidrocarburice nepolare sunt ascunse în interiorul structurii micelare. Astfel de micelii au o sarcină negativă totală și rămân suspendate în soluție datorită repulsiei reciproce.

De asemenea, se știe că în prezența unei duble legături în lanțul de acizi grași, rotația atomilor de carbon unul față de celălalt este limitată. Aceasta asigură existența acizilor grași nesaturați sub formă de izomeri geometrici, iar acizii grași nesaturați naturali au cis- configurație și foarte rar transă-configurare.
Tabelul 11 ​​- Câțiva acizi grași nesaturați importanți fiziologic

Se crede că un acid gras cu mai multe legături duble cis- configurația conferă lanțului de hidrocarburi un aspect îndoit și scurtat. Din acest motiv, moleculele acestor acizi ocupă un volum mai mare, iar în timpul formării cristalelor nu sunt împachetate atât de strâns ca transă- izomerii. prin urmare cis- izomerii au mai mulți temperatura scazuta topirea (acidul oleic, de exemplu, când temperatura camerei este în stare lichidă, în timp ce elaidina este în stare cristalină). cis- configurația face ca acidul nesaturat să fie mai puțin stabil și mai predispus la catabolism.

Figura 23 - Configurația acizilor grași saturați (a) și mononesaturați (b) cu 18 atomi de carbon

functii biologice PUFA:

1. structurale. PUFA fac parte din fibrele nervoase, membranele celulare și țesutul conjunctiv.

2. protectoare (creste rezistenta organismului la infectii, radiatii).

3. crește elasticitatea vaselor de sânge, promovează eliminarea excesului de colesterol.

4. Acidul arahidonic este un precursor al hormonilor prostaglandine.

Gliceride (acilglicerine)

Gliceridele (acilgliceroli sau acilgliceroli) sunt esteri ai alcoolului triatomic glicerol și ai acizilor grași superiori. Dacă toate cele trei grupări hidroxil ale glicerolului sunt esterificate cu acizi grași (radicalii acil R1, R2 și R3 pot fi aceiași sau diferiți), atunci un astfel de compus se numește trigliceridă (triacilglicerol), dacă două - o digliceridă ( diacilglicerol) și, în cele din urmă, dacă o grupă este esterificată - monogliceridă (monoacilglicerol):

Cele mai comune sunt trigliceridele, adesea denumite grăsimi neutre sau pur și simplu grăsimi. Grăsimile neutre sunt în organism fie sub formă de grăsime protoplasmatică, care este o componentă structurală a celulelor, fie sub formă de grăsime de rezervă, de rezervă. Rolul acestor două forme de grăsime în organism nu este același. Grăsimea protoplasmatică are o constantă compoziție chimicăși este conținut în țesuturi într-o anumită cantitate, care nu se modifică nici măcar cu obezitatea morbidă, în timp ce cantitatea de grăsime de rezervă este supusă fluctuațiilor mari.

După cum sa menționat, cea mai mare parte a grăsimilor naturale neutre sunt trigliceride. Acizii grași din trigliceride pot fi fie saturați, fie nesaturați. Dintre acizii grași, acizii palmitic, stearic și oleic sunt mai frecventi. Dacă toți cei trei radicali acizi aparțin aceluiași acid gras, atunci astfel de trigliceride sunt numite simple (de exemplu, tripalmitină, tristearină, trioleină etc.), dacă acizi grași diferiți, atunci amestecate. Numele trigliceridelor mixte se formează în funcție de acizii lor grași, în timp ce numerele 1, 2 și 3 indică legătura dintre reziduul de acid gras cu grupa de alcool corespunzătoare din molecula de glicerol (de exemplu, 1-oleo-2-palmitostearina) . Trebuie remarcat faptul că poziția atomilor extremi în molecula de glicerol la prima vedere este echivalentă, cu toate acestea, ei sunt desemnați de sus în jos - 1 și 3. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că în structura trigliceridelor, atunci când este văzută spațial, atomii de carbon extremi „glicerol” nu mai devin echivalenți dacă hidroxilii 1 și 3 sunt acilați cu acizi grași diferiți.

Acizii grași, care fac parte din trigliceride, determină practic proprietățile lor fizico-chimice. Astfel, punctul de topire al trigliceridelor crește odată cu creșterea numărului și a lungimii reziduurilor de acizi grași saturati. Dimpotrivă, cu cât este mai mare conținutul de acizi grași nesaturați sau acizi cu lanț scurt, cu atât este mai mic punctul de topire.

Grăsimile animale (untură) conțin de obicei o cantitate semnificativă de acizi grași saturați (palmitic, stearic etc.), datorită cărora sunt solide la temperatura camerei. Grăsimile, care includ o mulțime de acizi nesaturați, sunt lichide la temperaturi obișnuite și se numesc uleiuri. Deci, în uleiul de cânepă, 95% din toți acizii grași sunt acizi oleic, linoleic și linolenic, iar doar 5% sunt acizi stearic și palmitic. Grăsimea umană, care se topește la 15°C (lichid la temperatura corpului), conține 70% acid oleic.

Gliceridele sunt capabile să intre în toate reacții chimice caracteristice esterilor. Cea mai mare valoare are o reacție de saponificare, în urma căreia din trigliceride se formează glicerol și acizi grași. Saponificarea grăsimii poate apărea atât în ​​timpul hidrolizei enzimatice, cât și sub acțiunea acizilor sau alcalinelor.

Fosfolipide

Fosfolipidele sunt esteri ai poliolilor de glicerol sau sfingozină cu acizi grași mai mari și acid fosforic. Compoziția fosfolipidelor include și compuși care conțin azot: colină, etanolamină sau serină. În funcție de ce alcool polihidroxilic este implicat în formarea unei fosfolipide (glicerol sau sfingozină), acestea din urmă se împart în 2 grupe: glicerofosfolipide și sfingo-fosfolipide. Trebuie remarcat faptul că în glicerofosfolipide, fie colina, fie etanolamina, fie serina este legată de eter la un rest de acid fosforic; în compoziţia sfingolipidelor s-a găsit doar colină. Glicerofosfolipidele sunt cele mai abundente în țesuturile animale.

Glicerofosfolipide. Glicerofosfolipidele sunt derivați ai acidului fosfatidic. Acestea includ glicerol, acizi grași, acid fosforic și, de obicei, compuși care conțin azot. Formula generală a glicerofosfolipidelor arată astfel:

În aceste formule, R1 și R2 sunt radicalii acizilor grași superiori, iar R3 este mai des radicalul unui compus azotat. Pentru toate glicerofosfolipidele, este caracteristic că o parte a moleculelor lor (radicalii R1 și R2) prezintă hidrofobicitate pronunțată, în timp ce cealaltă parte este hidrofilă datorită sarcinii negative a acidului fosforic și încărcării pozitive a radicalului R3.

Dintre toate lipidele, glicerofosfolipidele au cele mai pronunțate proprietăți polare. Când glicerofosfolipidele sunt introduse în apă, doar o mică parte din ele trece într-o soluție adevărată, în timp ce cea mai mare parte a lipidelor sunt sub formă de micelii. Există mai multe grupuri (subclase) de glicerofosfolipide. În funcție de natura bazei azotate atașate acidului fosforic, glicerofosfolipidele sunt împărțite în fosfatidilcoline (lecitine), fosfatidiletanolamine (cefaline) și fosfatidilserine. Unele glicerofosfolipide conțin inozitol alcool ciclic cu șase atomi de carbon fără azot, numit și inozitol, în loc de compuși care conțin azot. Aceste lipide se numesc fosfatidilinositoli.

Fosfatidilcoline (lecitine). Spre deosebire de trigliceridele din molecula de fosfatidilcolină, una dintre cele trei grupări hidroxil ale glicerolului este asociată nu cu acidul gras, ci cu acidul fosforic. În plus, acidul fosforic, la rândul său, este conectat printr-o legătură eterică cu o bază azotată - colină [HO-CH2-CH2-N+(CH3)3]. Astfel, glicerolul, acizii grași superiori, acidul fosforic și colina sunt combinate într-o moleculă de fosfatidilcolină:

Fosfatidiletanolamine. Principala diferență între fosfatidilcoline și fosfatidiletanolamine este prezența în compoziția acestora din urmă a bazei azotate a etanolaminei (HO-CH 2 -CH 2 -N + H 3):

Din glicerofosfolipide la animale și plante superioare V cel mai există fosfatidilcoline și fosfatidiletanolamine. Aceste două grupe de glicerofosfolipide sunt legate metabolic între ele și sunt principalele componente lipidice ale membranelor celulare.

Fosfatidilserine.În molecula de fosfatidilserina, compusul azotat este reziduul aminoacidului serină

Fosfatidilserinele sunt mult mai puțin distribuite decât fosfatidilcolinele și fosfoetanolaminele, iar importanța lor este determinată în principal de faptul că sunt implicate în sinteza fosfatidiletanolaminelor.

Fosfatidilinozitoli. Aceste lipide aparțin grupului de derivați ai acidului fosfatidic, dar nu conțin azot. Radicalul (R3) din această subclasă de glicerofosfolipide este inozitolul alcoolic ciclic cu șase atomi de carbon:

Fosfatidilinozitolii sunt larg răspândiți în natură. Se găsesc la animale, plante și microorganisme. În organismul animal se găsesc în creier, ficat și plămâni.

Plasmalogeni. Plasmalogenii diferă de glicerolipidele considerate prin aceea că, în loc de un rest de acid gras mai mare, conțin un reziduu de alcool α,β-nesaturat, care formează conexiune simplă(spre deosebire de o legătură esterică formată dintr-un reziduu de acid gras) cu gruparea hidroxil a glicerolului în poziția C-1:

Fosfatidalcolina (plasmalogen)
Subclasele majore de plasmalogeni sunt fosfatidalcoline, fosfatidaletanolamine și fosfatidalserine. Hidroliza acidă a plasmalogenilor produce aldehide „grase” numite plasmale, care au stat la baza termenului „plasmalogen”.

Cardiolipină. Un reprezentant deosebit al glicerofosfolipidelor este cardiolipina, mai întâi izolată din mușchiul inimii. Conform structurii sale chimice, cardiolipina poate fi considerată un compus în care 2 molecule de acid fosfatidic sunt legate printr-o moleculă de glicerol. Spre deosebire de alte glicerofosfolipide, cardiolipina este, parcă, o glicerofosfolipide „dublă”. Cardiolipina este localizată în membrana internă a mitocondriilor. Funcția sa este încă neclară, deși se știe că, spre deosebire de alte fosfolipide, cardiolipina are proprietăți imunitare.

Cardiolipină
În această formulă, R1, R2, R3, R4 sunt radicali superiori ai acizilor grași.

Trebuie remarcat faptul că acidul fosfatidic liber apare în natură, dar în cantități relativ mici în comparație cu glicerofosfolipidele. Printre acizii grași care alcătuiesc glicerofosfolipidele s-au găsit atât cei saturați, cât și cei nesaturați (de obicei stearic, palmitic, oleic și linoleic).

De asemenea, sa stabilit că majoritatea fosfatidilcolinelor și fosfatidiletanolaminelor conțin un acid gras saturat superior în poziția C-1 și un acid gras superior nesaturat în poziția C-2. Hidroliza fosfatidilcolinelor și fosfatidiletanolaminelor cu participarea enzimelor speciale (aceste enzime aparțin fosfolipazelor A 2) conținute, de exemplu, în veninul de cobra, duce la eliminarea acizilor grași nesaturați și la formarea lizofosfolipidelor - care au lizofosfatidilsolamină, lizofosfatidilsolamină sau fosfolipide. efect hemolitic puternic:

Sfingolipide (sfingofosfolipide)

Sfingomieline. Acestea sunt cele mai comune sfingolipide. Se găsesc în principal în membranele animalelor și celule vegetale. Țesutul nervos este deosebit de bogat în ele. Sfingomielinele se găsesc și în țesuturile rinichilor, ficatului și altor organe. Când sunt hidrolizate, sfingomielinele formează o moleculă de acid gras, o moleculă de sfingozină alcool dihidric nesaturat, o moleculă de bază azotată (mai adesea colină) și o moleculă de acid fosforic. Formula generală a sfingomielinelor poate fi reprezentată după cum urmează:

Planul general de construire a moleculei de sfingomielină seamănă într-o anumită privință cu structura glicerofosfolipidelor. Molecula de sfingomielină conține, parcă, un „cap” polar, care poartă simultan atât sarcini pozitive (rezidu de colină) cât și negative (rezidu de acid fosforic) și două „cozi” nepolare (un lanț alifatic lung de sfingozină și un radicalul acil al unui acid gras). În unele sfingomieline, de exemplu, izolate din creier și splină, în loc de sfingozină, s-a găsit alcoolul dihidrosfingozină (sfingozină redusă):

Steroizi

Toate lipidele considerate sunt de obicei numite saponificabile, deoarece săpunurile se formează în timpul hidrolizei lor alcaline. Cu toate acestea, există lipide care nu sunt hidrolizate pentru a elibera acizi grași. Aceste lipide includ steroizi. Steroizii sunt compuși larg răspândiți în natură. Ele sunt adesea găsite în asociere cu grăsimi. Se pot separa de grăsime prin saponificare (se încadrează în fracția nesaponificabilă). Toți steroizii din structura lor au un miez format din fenantren hidrogenat (inele A, B și C) și ciclopentan (inel D) (Fig. 1):

Figura 1 - Miez generalizat de steroizi
Steroizii includ, de exemplu, hormonii cortexului suprarenal, acizii biliari, vitaminele D, glicozidele cardiace și alți compuși. În corpul uman, sterolii (sterolii) ocupă un loc important printre steroizi; alcooli steroizi. Principalul reprezentant al sterolilor este colesterolul (colesterolul).

În vederea structura complexași asimetriile moleculei, steroizii au mulți stereoizomeri potențiali. Fiecare dintre inelele cu șase atomi de carbon (inele A, B și C) ale nucleului steroidului poate lua două conformații spațiale diferite - conformația „scaun” sau „barcă”.

În steroizi naturali, inclusiv colesterol, toate inelele sunt sub forma unui „fotoliu”, care este o conformație mai stabilă.

Colesterolul. După cum am menționat, printre steroizi se remarcă un grup de compuși numiți steroli (steroli). Sterolii se caracterizează prin prezența unei grupări hidroxil în poziția 3, precum și a unui lanț lateral în poziția 17. În cel mai important reprezentant al sterolilor, colesterolul, toate inelele sunt localizate în transă- poziţie; în plus, are o dublă legătură între al 5-lea și al 6-lea atom de carbon. Prin urmare, colesterolul este un alcool nesaturat:

Structura inelară a colesterolului este caracterizată de o rigiditate semnificativă, în timp ce lanțul lateral este relativ mobil. Deci, colesterolul conține o grupare hidroxil alcoolică la C-3 și un lanț alifatic ramificat de 8 atomi de carbon la C-17. Denumirea chimică a colesterolului este 3-hidroxi-5,6-colesten. Gruparea hidroxil la C-3 poate fi esterificată cu un acid gras mai mare pentru a forma esteri de colesterol (colesteride).

Fiecare celulă din corpul mamiferelor conține colesterol. Făcând parte din membranele celulare, colesterolul neesterificat, împreună cu fosfolipidele și proteinele, asigură permeabilitatea selectivă. membrana celularași are un efect reglator asupra stării membranei și asupra activității enzimelor asociate acesteia. În citoplasmă, colesterolul se găsește în principal sub formă de esteri cu acizi grași, formând mici picături - așa-numitele vacuole. În plasmă, atât colesterolul neesterificat cât și cel esterificat sunt transportați ca lipoproteine.

Colesterolul este o sursă de acizi biliari, precum și de hormoni steroizi (sex și corticoizi) în corpul mamiferelor. Colesterolul, sau mai degrabă produsul oxidării sale - 7-dehidrocolesterolul, sub influența razelor UV din piele se transformă în vitamina D 3. Astfel, funcția fiziologică a colesterolului este diversă.

Colesterolul se găsește în grăsimile animale, dar nu și în grăsimile vegetale. Plantele și drojdia conțin compuși similari ca structură cu colesterolul, inclusiv ergosterol.

Ergosterol- un precursor al vitaminei D. După expunerea la ergosterol cu ​​raze UV, capătă capacitatea de a avea un efect antirahitic (când se deschide inelul B).

Restabilirea dublei legături în molecula de colesterol duce la formarea coprosterolului (coprostanol). Coprosterolul se găsește în fecale și se formează ca urmare a refacerii de către bacterii a microflorei intestinale a dublei legături în colesterol dintre atomii C 5 și C 6.

Acești steroli, spre deosebire de colesterol, sunt absorbiți foarte slab în intestin și, prin urmare, se găsesc în țesuturile umane în urme.

Ceară

Ceară- sunt esterii acizilor grași și ai alcoolilor monohidroxilici superiori (C 12 - C 46). Cerurile fac parte din stratul protector al frunzelor plantelor și al pielii oamenilor și animalelor. Ele conferă suprafeței o strălucire caracteristică și o rezistență la apă, ceea ce este important pentru reținerea apei în interiorul corpului și pentru crearea unei bariere între corp și mediu.

De aspect, proprietăți fiziceși sursele de origine, grăsimile și cerurile au multe în comun, dar cerurile sunt foarte rezistente la substanțe chimice și nu se modifică în timpul depozitării pe termen lung.

Există o modalitate ușoară de a face distincția între ele. Când este încălzită puternic, grăsimea emite un miros neplăcut și ascuțit de acroleină, în timp ce ceara are un miros plăcut.

Cerurile sunt vegetale, animale, fosile și sintetice.

ceară vegetală

Ceara de Carnauba acoperă frunzele palmierului brazilian Copernicia cerifera. Este un ester al triacontanolului CH 3 (CH 2) 29 OH și al acidului tetracosanoic CH 3 (CH 2) 22 COOH. Pentru a obține ceară de carnauba, frunzele de palmier sunt uscate, din ele se bat o pulbere, care se fierbe în apă și se toarnă în forme. 2000 de frunze dau aproximativ 16 kg de ceară. Ceara de Carnauba este folosită pentru a face mastice și lustruit pentru pantofi.

Ceara de palmier se găsește în adânciturile trunchiului inelat al palmei de ceară, de unde este răzuită. Un copac dă 12 kg de ceară.

Ceara japoneză este extrasă din arborele de lac, care crește în Japonia și China.

Fructele, legumele și fructele de pădure (de exemplu afinele) sunt acoperite cu ceară vegetală.

Ceară animală

Ceara de albine, cea mai cunoscută dintre acest tip de ceară, este un ester palmitinomiricil.

Ceară de lână (lană) - lanolină - acoperă abundent părul de animale.

Spermacetul se găsește în depresiunile craniene osoase ale unor specii de balene, în special cașalot. 90% constă din palmitinocetil eter:

Ceara chinezească este produsă de o coligă care trăiește pe cenușa chinezească și formează pe ea un înveliș de ceară. Conține un ester al acidului hexacosanoic CH 3 (CH 2) 24 COOH și alcool hexadecan CH 3 (CH 2) 15 OH.

Cerurile includ sebum și ceara de urechi.

Ceara bacteriană acoperă suprafața bacteriilor rezistente la acid, cum ar fi tuberculoza, făcându-le rezistente la influențele externe. Conține esteri ai acidului micolic C 88 H 172 O 2 și octadecanol C 20 H 42 O.

ceară fosilă

Ceara de turbă este obținută prin extracția cu benzină la 80°C a turbei bituminoase înalte.

Ceara de cărbune brun (ceara de montan) este extrasă cu benzină din cărbunele bituminos brun.

Ceara de munte - ozokerita - un mineral din grupul bitumurilor petroliere.

Ceară sintetică obţinute pe bază de parafine petroliere şi răşini şi derivaţii acestora.

Cerurile sunt folosite în peste 200 de industrii economie nationala. Ele fac parte din lustruire, compoziții de protecție pentru metale, țesături, hârtie, piele, lemn; ca material izolator; componente ale unguentelor în cosmetică și medicină.

Informații similare.

glicerofosfolipide. Baza structurală a glicerofosfolipidelor este glicerolul. Glicerofosfolipidele sunt molecule în care doi acizi grași sunt legați ester de glicerol în prima și a doua poziție; în poziţia a treia se află un rest de acid fosforic, la care, la rândul său, se pot ataşa diverşi substituenţi, cel mai adesea aminoalcooli. Dacă există doar acid fosforic în poziția a treia, atunci glicerofosfolipida se numește acid fosfatidic. Restul lui se numește "fosfatidil"; este inclusă în denumirea glicerofosfolipidelor rămase, după care se indică denumirea substituentului atomului de hidrogen din acidul fosforic, de exemplu, fosfatidiletanolamină, fosfatidilcolină etc. Acidul fosfatidic în stare liberă în organism este conținut într-o cantitate mică), dar este un produs intermediar în sinteza atât a tri-acilglicerolilor, cât și a glicerofosfolipidelor. În glicerofosfolipide, ca și în triacilgliceroli, a doua poziție este predominant acizii polienoici; în molecula de fosfatidilcolină, care face parte din structura membranei, este cel mai adesea acid arahidonic. Acizii grași ai fosfolipidelor membranare se deosebesc de alte lipide umane prin predominanța acizilor polienoici (până la 80-85%), ceea ce asigură starea lichidă a stratului hidrofob, care este necesară pentru funcționarea proteinelor care alcătuiesc membrana. structura.

Formula generală a glicerofosfolipidelor arată astfel:

Spre deosebire de trigliceridele din molecula de fosfatidilcolină, una dintre grupele de trei hidroxil ale glicerolului este asociată nu cu acidul gras, ci cu acidul fosforic. În plus, acidul fosforic, la rândul său, este conectat printr-o legătură eterică cu o bază azotată - colină [HO-CH2-CH2-N+(CH3)3]. Astfel, în molecula de fosfatidil-colină, glicerolul, acizii grași superiori, acidul fosforic și colina sunt conectați:

Fosfatidiletanolamine. Principala diferență dintre fosfatidilcoline și fosfatidiletanolamine este prezența unei baze azotate de etanolamină (HO-CH 2 -CH 2 -N + H 3) în compoziția acesteia din urmă:

Dintre glicerofosfolipidele din organismul animalelor și plantelor superioare, fosfatidilcolinele și fosfatidiletanolaminele se găsesc în cea mai mare cantitate. Aceste două grupe de glicerofosfolipide sunt legate metabolic între ele și sunt principalele componente lipidice ale membranelor celulare.

Fosfatidilserine. În molecula de fosfatidilserina, compusul azotat este reziduul aminoacidului serină

Fosfatidilserinele sunt mult mai puțin distribuite decât fosfatidilcolinele și fosfoetanolaminele, iar importanța lor este determinată în principal de faptul că sunt implicate în sinteza fosfatidiletanolaminelor.

Fosfatidilinozitoli. Aceste lipide aparțin grupului de derivați ai acidului fosfatidic, dar nu conțin azot. Radicalul (R3) din această subclasă de glicerofosfolipide este spirtinozitol ciclic cu șase atomi de carbon:

Fosfatidilinozitolii sunt larg răspândiți în natură. Se găsesc la animale, plante și microorganisme. În organismele animale găsite în creier, ficat, plămâni.

Întrebarea 36. Sfingolipide. Structură și rol.

Sfingolipide

Aminoalcoolul sfingozina, format din 18 atomi de carbon, conține grupări hidroxil și o grupare amino. Sfingozina formează un grup mare de lipide în care un acid gras este legat de acesta printr-o grupare amino. Produsul de reacție al sfingozinei și al unui acid gras se numește "ceramida"). În ceramide, acizii grași sunt legați printr-o legătură (amidă) neobișnuită, iar grupările hidroxil sunt capabile să interacționeze cu alți radicali. Ceramidele diferă prin radicalii de acizi grași care alcătuiesc compoziția lor. De obicei, aceștia sunt acizi grași cu o lungime a lanțului lung - de la 18 la 26 de atomi de carbon. Există 3 tipuri principale de sfingolipide:

Ceramidele sunt cele mai simple sfingolipide. Acestea conțin doar sfingozină legată de un fragment acil de acid gras.

Sfingomielinele conțin o grupare polară încărcată, cum ar fi fosfocolina sau fosfoetanolamina.

Glicosfingolipidele conțin ceramidă esterificată la grupa 1-hidroxi cu un reziduu de zahăr. În funcție de zahăr, glicosfingolipidele sunt împărțite în nacerebrozide și gangliozide.

Cerebrozidele conțin fie glucoză, fie galactoză ca reziduu de zahăr.

Gangliozidele conțin o trizaharidă, dintre care una este întotdeauna acidul sialic.

Biol. rolul sfingolipidelor este divers. Se știe că ei participă la formarea structurilor membranare ale axonilor, sinapselor și altor celule ale țesutului nervos, mediază mecanismele de recunoaștere, interacțiunile receptorilor, contactele intercelulare și alte procese vitale din organism.

Acestea sunt cele mai comune sfingolipide. Se găsesc în principal în membranele celulelor animale și vegetale. Țesutul nervos este deosebit de bogat în ele. Sfingomielinele se găsesc și în țesuturile rinichilor, ficatului și altor organe. Când sunt hidrolizate, sfingomielinele formează o moleculă de acid gras, o moleculă de sfingozină alcool nesaturat dihidric, o moleculă de bază azotată (mai des este colină) și o moleculă de acid fosforic. Formula generală a sfingomielinelor poate fi reprezentată după cum urmează:

Întrebarea 37 sunt larg reprezentate în țesuturi, în special în țesutul nervos, în special în creier. Glicosfingolipidele sunt forma principală de glicolipide din țesuturile animale. Acestea din urmă conțin o ceramidă constând dintr-un alcool de sfingozină și un reziduu de acid gras și unul sau mai multe resturi de zahăr. Cele mai simple glicosfingolipide sunt galactosilceramidele și glucozilceramidele.

Galactosilceramidele sunt principalele sfingolipide ale creierului și ale altor țesuturi nervoase, dar se găsesc și în cantități mici în multe alte țesuturi. Compoziția galactosilceramidelor include hexoză (de obicei D-galactoză), care este legată de eter de gruparea hidroxil a aminospirtasfingozinei. În plus, galactosilceramida conține un acid gras. Cel mai adesea este acid lignoceric, nervonic sau cerebronic, adică. acizi grași cu 24 de atomi de carbon.

Există sulfogalactosilceramide, care diferă de galactosilceramide prin prezența unui reziduu de acid sulfuric atașat la al treilea atom de carbon al hexozei. În creierul mamiferelor, sulfo-galactosilceramidele se găsesc în principal în substanța albă, în timp ce conținutul lor din creier este mult mai mic decât cel al galactosilceramidelor.

Glucozilceramidele - glicosfingolipide simple, sunt prezente în alte țesuturi decât cele nervoase, și în principal glucozilceramidele. Se găsesc în cantități mici în țesutul creierului. Spre deosebire de galactosilceramide, acestea au un reziduu de glucoză în loc de un reziduu de galactoză. Glicosfingolipidele mai complexe sunt gangliozidele, care se formează din glicozilceramide. Gangliozidele conțin în plus una sau mai multe molecule de acid sialic. În țesuturile umane, acidul neuraminic este acidul sialic dominant. În plus, în loc de un reziduu de glucoză, ele conțin adesea o oligozaharidă complexă. Gangliozidele se găsesc în cantități mari în țesutul nervos. Ei par să îndeplinească receptor și alte funcții. Unul dintre cele mai simple gangliozide este hematozidul, izolat din stroma eritrocitelor. Conține ceramidă (acilsfingozină), o moleculă de glucoză, o moleculă de acid N-acetilneuraminic.

Întrebare38. COLESTEROL- o componentă importantă a membranelor și un regulator al proprietăților stratului hidrofob. Derivații de colesterol (acizi biliari) sunt esențiali pentru digestia grăsimilor. Hormonii steroizi sintetizați din colesterol sunt implicați în reglarea energiei, metabolismului apă-sare, funcțiilor sexuale.În corpul uman acesta este principalul steroid, restul steroizilor sunt derivații săi. Plantele, ciupercile și drojdia nu sintetizează colesterolul, ci formează o varietate de fitosteroli și micosteroli care nu sunt absorbiți de corpul uman. Bacteriile nu pot sintetiza steroizi. Colesterolul face parte din membrane și afectează structura stratului dublu, crescând rigiditatea acestuia. Acizii biliari, hormonii steroizi și vitamina D3 sunt sintetizați din colesterol. Încălcarea metabolismului colesterolului duce la dezvoltarea aterosclerozei. Colesterolul este o moleculă care conține 4 inele fuzionate, notate cu literele latine A, B, C, D, o catenă laterală ramificată de 8 atomi de carbon în poziția 17, 2 grupări metil „unghiulare” (18 și 19) și o grupare hidroxil în poziție. 3. Atașarea acizilor grași printr-o legătură esterică la o grupare hidroxil duce la formarea esterilor de colesterol. În formă neesterificată, colesterolul face parte din membranele diferitelor celule. Gruparea hidroxil a colesterolului se confruntă cu stratul de apă, iar partea hidrofobă rigidă a moleculei este scufundată în stratul hidrofob interior al membranei. În sânge, 2/3 din colesterol este sub formă esterificată și 1/3 este sub formă de colesterol liber. Esterii de colesterol servesc ca formă de depunere a acestuia în unele celule (de exemplu, ficatul, cortexul suprarenal, gonade). Din aceste depozite, colesterolul este folosit pentru sinteza acizilor biliari și a hormonilor steroizi.

2.1.2 Sfingolipide (sfingofosfolipide)

Sfingomieline. Acestea sunt cele mai comune sfingolipide. Se găsesc în principal în membranele celulelor animale și vegetale. Țesutul nervos este deosebit de bogat în ele. Sfingomielinele se găsesc și în țesuturile rinichilor ficatului și în alte organe. Când sunt hidrolizate, sfingomielinele formează o moleculă de acid gras, o moleculă de sfingozină alcool dihidric nesaturat, o moleculă de bază azotată și o moleculă de acid fosforic. Formula generală a sfingomielinelor poate fi reprezentată după cum urmează:

Planul general de construire a moleculei de sfingomielină seamănă într-o anumită privință cu structura glicerofosfolipidelor. Molecula de sfingomielină conține, parcă, un „cap” polar, care poartă simultan atât sarcini pozitive (rezidu de colină) cât și negative (rezidu de acid fosforic) și două „cozi” nepolare (lanț lung de sfingozină alifatică și radical acil de acid gras). ).

2.2 Glicolipide (glicosfingolipide)

Glicolipidele sunt larg distribuite în țesuturi, în special în țesutul nervos, în special în creier. Principala formă de glicolipide din țesuturile animale sunt glicosfingolipidele. Acestea din urmă conțin o ceramidă constând dintr-un alcool de sfingozină și un reziduu de acid gras și unul sau mai multe resturi de zahăr.

Cele mai simple glicosfingolipide sunt galactosilceramidele și glucozilceramidele.

Galactosilceramidele sunt principalele sfingolipide ale creierului și ale altor țesuturi nervoase, dar se găsesc și în cantități mici în multe alte țesuturi. Compoziția galactozilceramidelor include hexoză (de obicei D-galactoză), care este legată de eter la gruparea hidroxil a sfingozinei amino alcoolului. În plus, galactosilceramida conține un acid gras. Cel mai adesea este acid lignoceric, nervonic sau cerebronic, adică acizi grași cu 24 de atomi de carbon. Există sulfogalactosilceramide, care diferă de galactosilceramide prin prezența unui reziduu de acid sulfuric atașat la al treilea atom de carbon al hexozei. În creierul mamiferelor, sulfogalactosilceramidele se găsesc în principal în substanța albă, în timp ce conținutul lor în creier este mult mai mic decât cel al galactosilceramidelor.

Glucozilceramidele sunt glicosfingolipide simple prezente în alte țesuturi decât sistemul nervos, în principal glucozilptsramidele. Se găsesc în cantități mici în țesutul creierului. Spre deosebire de galactosilceramide, acestea au un reziduu de glucoză în loc de un reziduu de galactoză.

Glicosfingolipidele mai complexe sunt gangliozidele, care se formează din glicozilceramide. Gangliozidele conțin în plus una sau mai multe molecule de acid sialic. În țesuturile umane, acidul neuraminic este acidul sialic dominant. În plus, în loc de un reziduu de glucoză, ele conțin adesea o oligozaharidă complexă. Gangliozidele se găsesc în cantități mari în țesutul nervos. Ei par să îndeplinească receptor și alte funcții. Una dintre cele mai simple gangliozide este o gametozidă izolată din stroma eritrocitelor. Conține ceramidă, o moleculă de glucoză, o moleculă de acid N-acetilneuraminic.

2.3 Steroizi

Toate lipidele considerate sunt de obicei numite saponificabile, deoarece săpunurile se formează în timpul hidrolizei lor alcaline. Cu toate acestea, există lipide care nu sunt hidrolizate pentru a elibera acizi grași. Aceste lipide includ steroizi. Steroizii sunt compuși larg răspândiți în natură. Ele sunt adesea găsite în asociere cu grăsimi. Se pot separa de grăsime prin saponificare (se încadrează în fracția nesaponificabilă). Toți steroizii din structura lor au un miez format din fenantren hidrogenat (inele A, B și C) și ciclopentan (inele D).

Fenantren Perhidrofenantren Baza structurală generală a steroizilor.

Steroizii includ, de exemplu, hormonii cortexului suprarenal, acizii biliari, vitaminele D, glicozidele cardiace și alți compuși. În corpul uman, un loc important în rândul steroizilor îl ocupă sterolii (steroli), adică alcoolii steroizi. Principalul reprezentant al sterolilor este colesterolul (colesterolul).

Datorită structurii complexe și asimetriei moleculei, steroizii au mulți stereoizomeri potențiali. Fiecare dintre inelele cu șase atomi de carbon (inele A, B și C) ale miezului de steroizi poate lua două conformații spațiale diferite - conformația „scaun” sau „barcă”.

În steroizi naturali, inclusiv colesterol, toate inelele sunt sub forma unui „fotoliu”, care este o conformație mai stabilă. La rândul lor, unul față de celălalt, inelele pot fi în poziții cis sau trans.

Colesterolul. După cum am menționat, printre steroizi se remarcă un grup de compuși numiți steroli (steroli). Sterolii se caracterizează prin prezenţa unei grupări hidroxil în poziţia 3, precum şi a unei catene laterale în poziţia 17. În cel mai important reprezentant al sterolilor, colesterolul, toate inelele sunt în poziţia trans; în plus, are o dublă legătură între al 5-lea și al 6-lea atom de carbon. Prin urmare, colesterolul este un alcool nesaturat. Structura inelară a colesterolului este caracterizată de o rigiditate semnificativă, în timp ce lanțul lateral este relativ mobil. Deci, colesterolul conține o grupare hidroxil alcoolică la C-3 și un lanț alifatic ramificat de 8 atomi de carbon la C-17. Denumirea chimică a colesterolului este 3-hidroxi-5,6-colestină. Gruparea hidroxil la C-3 poate fi esterificată cu un acid gras mai mare pentru a forma esteri de colesterol (colesteride).

Colesterolul este o sursă de formare a acizilor biliari și a hormonilor steroizi în corpul mamiferelor. Funcțiile fiziologice ale colesterolului sunt diverse.

Securitate mediu inconjurator Concluzie Figura 2 - Diagrama de rețea a tezei 2.1 Obiecte de studiu teza au fost microorganisme izolate din diverse grăsimi naturale: focă (H), focă crescută pe mediu cu grăsime de lână (Hb), lână (B) și microorganisme izolate din...

În compoziția lipidelor, pe lângă acizii obișnuiți, acizii micolici sunt particulari, caracteristici doar pentru aceste microorganisme, care sunt b-hidroxiacizi cu greutate moleculară mare, cu un lanț alifatic lung în poziția a. FA lipidelor ciupercilor filamentoase sunt în mare parte identice cu compoziția uleiurilor vegetale. În acest sens, lipidele din ciuperci pot fi folosite în diverse sectoare ale economiei naționale (...

Baie de apă 10 min. Mirosul bulionului de urgență este determinat în procesul de încălzire la 80-85C. Gradul de transparență al bulionului este stabilit vizual într-un cilindru cu diametrul de 20 mm. Cercetare chimică. Studiile chimice ale cărnii de pasăre includ determinarea cantității de acizi grași volatili, determinarea sărurilor de amoniac și amoniu, reacția la peroxidază cu benzidină, determinarea acidului și a peroxidului ...

Atenție la cele de mai sus, este mai oportun să se introducă măsuri tehnice la întreprindere, care la rândul lor vor avea un efect benefic asupra rezultatelor financiare ale RUE „Gomel OTKZ Fatty Plant” CAPITOLUL 3 MODALITĂȚI DE ÎMBUNĂTĂȚIRE A CONDIȚIILOR FINANCIARE LA RUE „COMANDA GOMEL”. A BANNERULUI ROȘU DE MUNCĂ FAT PLANT" 3.1 Măsura de implementare mai ieftină și mai puțin eficientă energetic...

Sfingolipide. Se găsesc în principal în membranele celulelor animale și vegetale. Țesutul nervos este deosebit de bogat în ele. Sfingomielinele se găsesc și în țesuturile rinichilor, ficatului și altor organe. Când sunt hidrolizate, sfingomielinele formează o moleculă de acid gras, o moleculă de sfingozină alcool dihidric nesaturat, o moleculă de bază azotată (mai adesea colină) și o moleculă de acid fosforic. Formula generală a sfingomielinelor poate fi reprezentată după cum urmează:

Planul general de construire a moleculei de sfingomielină seamănă într-o anumită privință cu structura glicerofosfolipidelor. Molecula de sfingomielină conține, parcă, un „cap” polar, care poartă simultan atât sarcini pozitive (rezidu de colină) cât și negative (rezidu de acid fosforic) și două „cozi” nepolare (un lanț alifatic lung de sfingozină și un radicalul acil al unui acid gras). În unele sfingomieline, de exemplu, izolate din creier și splină, în loc de sfingozină, s-a găsit alcoolul dihidrosfingozină (sfingozină redusă):

7.6 Steroizi

Toate lipidele considerate sunt de obicei numite saponificabile, deoarece săpunurile se formează în timpul hidrolizei lor alcaline. Cu toate acestea, există lipide care nu sunt hidrolizate pentru a elibera acizi grași. Aceste lipide includ steroizi. Steroizii sunt compuși larg răspândiți în natură. Ele sunt adesea găsite în asociere cu grăsimi. Se pot separa de grăsime prin saponificare (se încadrează în fracția nesaponificabilă). Toți steroizii din structura lor au un nucleu format din fenantren hidrogenat (inele A, B și C) și ciclopentan (inel D) (Fig. 24):

Figura 24 - Miez generalizat de steroizi
Steroizii includ, de exemplu, hormonii cortexului suprarenal, acizii biliari, vitaminele D, glicozidele cardiace și alți compuși. În corpul uman, sterolii (sterolii) ocupă un loc important printre steroizi; alcooli steroizi. Principalul reprezentant al sterolilor este colesterolul (colesterolul).

Datorită structurii complexe și asimetriei moleculei, steroizii au mulți stereoizomeri potențiali. Fiecare dintre inelele cu șase atomi de carbon (inele A, B și C) ale nucleului steroidului poate lua două conformații spațiale diferite - conformația „scaun” sau „barcă”.

Colesterolul este o sursă de acizi biliari, precum și de hormoni steroizi (sex și corticoizi) în corpul mamiferelor. Colesterolul, sau mai degrabă produsul oxidării sale - 7-dehidrocolesterolul, sub influența razelor UV din piele se transformă în vitamina D 3. Astfel, funcția fiziologică a colesterolului este diversă.

Colesterolul se găsește în grăsimile animale, dar nu și în grăsimile vegetale. Plantele și drojdia conțin compuși similari ca structură cu colesterolul, inclusiv ergosterol.

Ergosterolul este un precursor al vitaminei D. După expunerea la ergosterol cu ​​raze UV, capătă capacitatea de a exercita un efect anti-rahitic (când se deschide inelul B).

Restabilirea dublei legături în molecula de colesterol duce la formarea coprosterolului (coprostanol). Coprosterolul se găsește în fecale și se formează ca urmare a refacerii de către bacterii a microflorei intestinale a dublei legături în colesterol dintre atomii C 5 și C 6.

Acești steroli, spre deosebire de colesterol, sunt absorbiți foarte slab în intestin și, prin urmare, se găsesc în țesuturile umane în urme.

8 Chimia carbohidraților

Pentru prima dată termenul de „carbohidrați” a fost propus de profesorul Universității Dorpat (azi Tartu) K.G. Schmidt în 1844. În acel moment, se presupunea că toți carbohidrații au formula generală C m (H 2 O) n, adică. carbohidrati + apa. De aici și denumirea de „carbohidrați”. De exemplu, glucoza și fructoza au formula C(H2O)6, zahărul din trestie (zaharoză) C12(H2O)11, amidonul [C6(H2O)5]n etc. Ulterior, s-a dovedit că un număr de compuși aparținând clasei de carbohidrați în proprietățile lor conțin hidrogen și oxigen într-o proporție ușor diferită de cea indicată în formula generală (de exemplu, dezoxiriboză C 5 H 10 O 4). În 1927, Comisia Internațională pentru Reforma Nomenclaturii Chimice a propus înlocuirea termenului „carbohidrați” cu termenul „glicide”, dar vechea denumire „carbohidrați” a prins rădăcini și este general recunoscută.

Chimia carbohidraților ocupă unul dintre locurile de frunte în istoria dezvoltării chimiei organice. Zahărul din trestie poate fi considerat primul compus organic izolate sub formă chimic pură. Produs în 1861 de A.M. Sinteza lui Butlerov (în afara corpului) a carbohidraților din formaldehidă a fost prima sinteza a reprezentanților uneia dintre cele trei clase principale de substanțe (proteine, lipide, carbohidrați) care alcătuiesc organismele vii. Structura chimică cei mai simpli carbohidrați au fost elucidați în sfârşitul XIX-lea V. ca urmare a cercetărilor fundamentale ale lui E. Fisher. O contribuție semnificativă la studiul carbohidraților a fost adusă de oamenii de știință autohtoni A.A. Colley, P.P. Shorygin, N.K. Kochetkov și alții.În anii 1920, lucrările cercetătorului englez W. Heworth au pus bazele chimiei structurale a polizaharidelor. Din a doua jumătate a secolului XX. are loc o dezvoltare rapidă a chimiei și biochimiei carbohidraților, datorită importanței lor biologice.

AGENȚIA FEDERALĂ PENTRU SĂNĂTATE ȘI DEZVOLTARE SOCIALĂ

INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT DE STAT DE ÎNVĂȚĂMUL PROFESIONAL SUPERIOR UNIVERSITATEA MEDICALĂ DE STAT RUSĂ A AGENȚIEI FEDERALE PENTRU SĂNĂTATE ȘI DEZVOLTARE SOCIALĂ

sfingolipide.

Biosinteza lor și rol biologic

Grupa Nikitin Pavel 112

Sfingolipidele este un grup de lipide complexe, a căror bază moleculei sunt aminoalcoolii alifatici, dintre care sfingozina și cerebrina sunt cele mai comune.

CH3(CH2)12 CH CH CH CH CH2OH CH3; (CH2)12 CH2 CH CH CH CH2OH

OH NH2 OH OH NH2

sfingozină cerebrină (fitosfingozină)

Sfingolipidele sunt împărțite în două grupe principale:

Sfingofosfolipide care conțin reziduuri de acid fosforic și colină (sfingomieline) sau acid fosforic și inozitil glicozidă (fitosfingolipide);

sfingoglicolipide care conțin monozaharide (de obicei galactoză) sau oligozaharide (cerebrozide) ; și reziduuri de acid sialic (gangliozide) .

Sfingomielinele sunt cele mai comune sfingolipide. Se găsesc în principal în membranele celulelor animale și vegetale. Țesutul nervos este deosebit de bogat în ele; sfingomielinele se găsesc și în țesuturile rinichilor, ficatului și altor organe. Când sunt hidrolizate, sfingomielinele formează o moleculă de acid gras, o moleculă de acid gras, o moleculă de aminoalcool nesaturat dihidroxilic sfingozină, o moleculă de bază azotată (mai des este colină) și o moleculă de acid fosforic, motiv pentru care sfingomielinele aparțin clasei fosfolipidelor. Structura generală a sfingomielinelor arată astfel:

Conformația moleculei de sfingomielină este într-o anumită privință similară cu conformația glicerofosfolipidelor. Molecula de sfingomielină conține un „cap” polar, care poartă simultan atât o sarcină pozitivă (rezidu de colină) cât și una negativă (rezidu de acid fosforic) și două „cozi” nepolare (un lanț alifatic lung de sfingozină și un acid gras esterificat). ). De remarcat că în unele sfingomieline, de exemplu, cele izolate din creier și splină, s-a găsit alcoolul dihidrosfingozină (sfingozină redusă) în locul sfingozinei.

Glicolipidele sunt lipide complexe care conțin grupări de carbohidrați în moleculă (adesea un reziduu de D-galactoză). Glicolipidele joacă un rol esențial în funcționarea membranelor biologice. Se găsesc predominant în țesutul cerebral, dar se găsesc și în celulele sanguine și în alte țesuturi. Există trei grupe principale de glicolipide: cerebrozide, sulfatide și gangliozide.

Cerebrozidele nu conțin nici acid fosforic, nici colină. Acestea includ hexoză (de obicei D-galactoză), care este legată de eter de gruparea hidroxil a aminoalcoolului sfingozină. În plus, cerebrozidul conține un acid gras. Dintre acești acizi grași, cei mai des întâlniți sunt acizii lignoceric, nervonic și cerebronic, adică acizii grași cu 24 de atomi de carbon. Structura cerebrozidelor poate fi reprezentată prin următoarea diagramă;

Cei mai studiati reprezentanți ai cerebrozidelor sunt nervon care conține acid nervonic, cerebron care conține acid cerebronic și kerazină care conține acid glignociric. Conținutul de cerebrozide este deosebit de mare în membranele celulelor nervoase (în teaca de mielină).

Gangliozide Hidroliza gangliozidelor poate detecta acizi grași mai mari, alcool sfingozin, D-glucoză și D-galactoză, precum și derivați de aminozahăr: N-acetilglucozamină și acid N-acetil-neuraminic. Acesta din urmă este sintetizat în organism din glucozamină și are următoarea formulă:

Din punct de vedere structural, gangliozidele sunt în mare măsură similare cu cerebrozidele, singura diferență fiind că, în loc de un singur reziduu de galactoză, conțin o oligozaharidă complexă. Unul dintre cele mai simple gangliozide este hematozidul, izolat din stroma eritrocitelor:

Spre deosebire de cerebrozide și sulfatide, gangliozidele se găsesc predominant în substanța cenușie a creierului și sunt concentrate în membranele plasmatice ale celulelor nervoase și gliale.

Toate lipidele discutate mai sus sunt numite în mod obișnuit saponificabile, deoarece săpunurile se formează în timpul hidrolizei lor.

Biosinteza sfingolipidelor

Sfingolipidele pot fi sintetizate din alți compuși. Pentru sinteza lor este nevoie, în primul rând, de sfingozina, care se formează în cursul mai multor reacții succesive din palmitoil-CoA și serină; acizii grași activați sunt necesari sub formă de derivați acil-CoA; de asemenea nevoie
sau colină activată sub formă de CDP-colină pentru sinteza sfingomielinelor sau monomeri carbohidrați activați sub formă de derivați UDP ai acestora pentru sinteza cerebrozidelor sau gangliozidelor.

Rolul biologic

I. participarea la activitatea sistemului imunitar

a) Metabolizarea sfingolipidelor în celulele sistemului imunitar și formarea de mesageri lipidici secundari - ceramidă, sfingozină, sfingozin-1-fosfat și ceramid-1-fosfat - fac parte dintr-un singur sistem de semnalizare care controlează maturarea, diferențierea , activarea și proliferarea limfocitelor ca răspuns la antigeni și mitogeni și moartea celulară programată după funcția efector.

b) Produsele ciclului sfingomielinei, precum și un inhibitor al ceramide sintetazei - fumonisin B1 - afectează expresia antigenelor de suprafață ai limfocitelor T - CD3, CD4, CD8, CD25, CD45, modifică echilibrul dintre subpopulațiile de limfocite, inhibă ADN-ul sinteza în celulele normale ale timusului și splinei și răspunsul proliferativ asupra mitogenilor și suprimă dezvoltarea unui răspuns imun la antigenele T-dependenți in vivo.

Fazele incipiente ale răspunsului imun primar sunt caracterizate prin proliferarea precursorilor specifici în micromediul specific al țesutului limfoid, diferențierea în limfocite efectoare și migrarea din organele limfoide în sânge și țesuturi. Migrarea limfocitelor T, în special, depinde de distribuția antigenului în organele non-limfoide și de activarea locală a limfocitelor de către moleculele sistemelor mononucleare.

c) Influențează expresia moleculelor de adeziune și MHC, precum și factorii de migrare celulară, sfingolipidele reglează mișcarea dirijată a limfocitelor activate în țesuturi. Interacțiunea tuturor tipurilor de celule efectoare duce la îndepărtarea unui antigen străin din organism. Acțiunea sfingolipidelor se realizează la nivelul țintelor comune pentru căile de semnalizare ale complexului TCR/CD3 și ciclul sfingomielinei. Sfingolipidele sunt o parte esențială și indispensabilă a sistemului imunitar și, prin urmare, o parte importantă a întregului organism.

II- Participarea la structura și funcționarea membranelor celulare.

Sfingolipidele sunt prezente în membranele celulelor animale și vegetale; sunt componenta principală a tecii de mielină a nervilor pulpozi și a lipidelor cerebrale. În depozitele de grăsime aproape nu sunt conținute.

Aplicație în medicină

Sfingolipidele sunt folosite pentru a trata cancerul. Multe tipuri de celule tumorale și neoplasme pot fi distruse prin expunere, ducând la o creștere a concentrației de ceramide sfingolipidice. Există multe modalități de a crește cantitatea de ceramidă sfingolipide într-o tumoră, dar utilizarea lor este complicată de faptul că ceramida sfingolipidă joacă un rol central în homeostazia celulară: este ușor metabolizată pentru a forma alte sfingolipide care promovează creșterea tumorii, metastazele și contracarează. sistemul imunitar al pacientului. Se remarcă necesitatea de a preveni o astfel de conversie metabolică pe fondul activării simultane a enzimelor implicate în sinteza ceramidei sfingolipide, sunt descrise enzime care ar trebui activate sau inhibate, precum și medicamente, metaboliți și componente dietetice care modifică fiecare enzimă. Se evidențiază importanța grupării alcool alilic în molecula de sfingolipide de ceramidă și o serie de agenți antitumorali, se indică faptul că gruparea hidroxil este implicată în transferul fosfatului de la proteină la proteină prin formarea unui ester fosfat. Gruparea alil hidroxil poate reduce, de asemenea, numărul de cetone din ubichinone mitocondriale pentru a forma specii reactive de oxigen. Nivelul ceramidei sfingolipidice în tumori poate fi crescut prin administrarea directă a ceramidei sfingolipidice sau a analogilor săi; stimularea formării ceramidei sfingolipide din precursorii săi; prin hidroliza sfingomielinei sau hidroliza glicosfingolipidelor; acilarea sfingozinei. În plus, o concentrație mai mare de ceramidă sfingolipide se poate datora unei încetiniri a conversiei acesteia în sfingomielină.