ЛИПИ́ДЫ

ЛИПИ́ДЫ (от греч. λίπος – жир), об­шир­ная раз­но­род­ная груп­па при­род­ных со­еди­не­ний, об­щим свой­ст­вом ко­то­рых яв­ля­ет­ся спо­соб­ность к рас­тво­ре­нию в не­по­ляр­ных ор­га­нич. рас­тво­ри­те­лях (хло­ро­форм, бен­зол, эфир и др.) и поч­ти пол­ная не­рас­тво­ри­мость в вод­ной сре­де. В ря­де слу­ча­ев Л. рас­смат­ри­ва­ют как со­еди­не­ния, со­дер­жа­щие ос­тат­ки жир­ных ки­слот (см. Жир­ные ки­сло­ты ли­пи­дов), ре­же мно­го­атом­ных спир­тов или аль­де­ги­дов (плаз­ма­ло­ге­ны) или же как лю­бые при­род­ные ам­фи­филь­ные ве­ще­ст­ва (со­дер­жат по­ляр­ные и гид­ро­фоб­ные груп­пи­ров­ки, оп­ре­де­ляю­щие их свой­ст­ва). При­сут­ст­ву­ют во всех жи­вых клет­ках (обыч­но на до­лю Л. при­хо­дит­ся 5–10% су­хой мас­сы, в нерв­ной тка­ни – 20–25%, в жи­ро­вой – до 90%); иг­ра­ют важ­ную роль в про­цес­сах жиз­не­деятель­но­сти ор­га­низ­мов. К Л. ино­гда от­но­сят так­же не­ко­то­рые жи­ро­ра­с­тво­ри­мые ве­ще­ст­ва, мо­ле­ку­лы ко­то­рых не со­дер­жат жир­ных ки­слот (тер­пе­ны, сте­ри­ны).

Основные типы природных липидов
Нейтральные липиды
Воски (R, R' -алкид, алкенил)		Глицериды (R, R', R'' - ацил или H) Плазмалогены (R - 1-алкенил; R', R'' - ацилы) Алкилдиацилглицериды (R - алкил; R', R'' - ацилы)	Диольные липиды (R, R' - ацил, алкил или алкенил, n = 0-4)
Фосфолипиды (R, R' - ацил, алкил или алкенил)
Фосфосвинголипиды		Фосфоглицериды
		Фосфатидилхолины	$\ce{X\:=\:CH2CH2\overset{+}{N}(CH3)3}$
		Фосфатидилэтаноамины	$\ce{X\:=\:CH2CH2\overset{+}{N}\:H3}$
		Фосфатидилсерины	$\ce{X\:=\:CH2CH(\overset{+}{N}\:H3)COOH}$
		Фосфатидилглицерины	$\ce{X\:=\:CH2CH(OH)CH2OH}$
		Фосфатидилинозиты	$\ce{X}$  -  инозиты
		Фосфатидовые кислоты	$\ce{X\:=\:H}$
Сфингомиелины $\ce{X\:=\:CH2CH2\overset{+}{N}(CH3)3}$		Лизофосфолипиды	$\ce{R'\:=\:H}$
Фосфонолипиды	Диольные фосфолипиды (X - такие же, как в фосфоглицеридах, n = 0-4)		Фосфатидилглицерина аминокислотные эфиры
$\ce{X\:=\:\overset{+}{N}\:H3,\; \overset{+}{N}\:H2CH3,\; \overset{+}{N}\:H(CH3)2,\; \overset{+}{N}\:(CH3)3}$
Гликолипиды (R, R' - ацил, алкил или алкенил)
Гликосфинголипиды		Гликозилдиглицериды и диольные гликолипиды
	Цереброзиды $\text X$ - остаток нейтрального                        моно- или олигосахарида Ганглиозиды $\text X$ - олигосахаридная цепь,                  содержащая остатки              сиалоновых кислот		$\text X$ - остаток моно- или олигосахарида, n = 0-2

 

Пер­вый эле­мент­ный ана­лиз жи­ров был вы­пол­нен А. Ла­ву­а­зье, по­ка­зав­шим, что они со­сто­ят в осн. из уг­ле­ро­да и во­до­ро­да. В кон. 18 в. К. Шее­ле вы­де­лил гли­це­рин при раз­ло­же­нии рас­тит. ма­сел. В нач. 19 в. М. Шев­рёль оха­рак­те­ри­зо­вал боль­шое чис­ло раз­но­об­раз­ных жир­ных ки­слот, раз­де­лил все жи­ры на омы­ляе­мые и не­омы­ляе­мые, до­ка­зав, что пер­вые пред­став­ля­ют со­бой слож­ные эфи­ры жир­ных ки­слот и гли­це­ри­на. В 1854 П. Берт­ло впер­вые осу­ще­ст­вил син­тез жи­ров. Позд­нее из при­род­ных ис­точ­ни­ков бы­ли вы­де­ле­ны пер­вые фос­фо-, гли­ко- и сфин­го­ли­пи­ды. В даль­ней­шем изу­че­ние ин­ди­ви­ду­аль­ных Л. бы­ло за­труд­не­но в свя­зи с от­сут­ст­ви­ем ме­то­дов их вы­де­ле­ния и очи­ст­ки. Это ста­ло воз­мож­ным лишь на­чи­ная с 1950-х гг., с раз­ви­ти­ем ме­то­дов хро­ма­то­гра­фии. Осо­бое вни­ма­ние к Л. бы­ло об­ра­ще­но в свя­зи с ис­сле­до­ва­ния­ми био­ло­ги­че­ских мем­бран. Зна­чит. про­гресс в изу­че­нии Л. про­изо­шёл в 1970–80-е гг.; он свя­зан с ис­поль­зо­ва­ни­ем га­зо-жид­ко­ст­ной и вы­со­ко­эф­фек­тив­ной жид­ко­ст­ной хро­ма­то­гра­фии, УФ- и ИК-спек­тро­ско­пии, масс-спек­тро­мет­рии, ЯМР и др. ме­то­дов ана­ли­за.

Классификация липидов

В со­от­вет­ст­вии с хи­мич. строе­ни­ем сре­ди Л. раз­ли­ча­ют: 1) жир­ные ки­сло­ты и их окис­лен­ные про­из­вод­ные; 2) гли­це­ро­ли­пи­ды: мо­но-, ди- и триа­цилг­ли­це­ри­ны (три­гли­це­ри­ды, или жи­ры), их ал­кил- и ал­ке­ни­ла­на­ло­ги, а так­же гли­ко­зилг­ли­це­ри­ды и фос­фо­ли­пи­ды, Л., со­дер­жа­щие вме­сто гли­це­ри­на дио­лы (эти­лен-, про­пи­лен- и бу­ти­ленг­ли­ко­ли), вос­ки; 3) сфин­го­ли­пи­ды, в мо­ле­ку­лах ко­то­рых вме­сто гли­це­ри­на при­сут­ст­ву­ют ами­нос­пир­ты (ами­но­дио­лы) с длин­ной уг­ле­во­до­род­ной це­пью – сфин­го­зи­ны. Пред­ло­же­ны так­же др. клас­си­фи­ка­ции Л. Напр., в со­от­вет­ст­вии с од­ной из них (см. табл.) вы­де­ля­ют ней­траль­ные Л. (в т. ч. вос­ки, триг­ли­це­ри­ды и ди­оль­ные Л.), фос­фо­ли­пи­ды и гли­ко­ли­пи­ды, в со­от­вет­ст­вии с дру­гой – Л. де­лят на про­стые (эфи­ры жир­ных ки­слот и спир­тов) и слож­ные (гли­це­ро­фос­фа­ты, гли­це­ринг­ли­ко­ли­пи­ды, сфин­гог­ли­ко­ли­пи­ды и сфин­го­фос­фо­ли­пи­ды). Сре­ди гли­це­ро­ли­пи­дов раз­ли­ча­ют ней­траль­ные, гид­ро­кси­груп­пы ко­то­рых за­ме­ще­ны ос­тат­ка­ми жир­ных ки­слот, али­фа­ти­че­ских спир­тов или аль­де­ги­дов, и по­ляр­ные, у ко­то­рых две гид­ро­кси­груп­пы за­ме­ще­ны ос­тат­ка­ми жир­ных ки­слот, а тре­тья свя­за­на с ос­тат­ком ор­то­фос­фор­ной ки­сло­ты – сво­бод­ной или эте­ри­фи­ци­ро­ван­ной хо­ли­ном (фос­фа­ти­дил­хо­ли­ны, или ле­ци­ти­ны), эта­нол­ами­ном (фос­фа­ти­ди­лэ­та­но­ла­ми­ны, или ке­фа­ли­ны), се­ри­ном (фос­фа­ти­дил­се­ри­ны), гли­це­ри­ном (фос­фа­ти­дилг­ли­це­ри­ны) или ино­зи­том (фос­фа­ти­ди­ли­но­зи­ты); к фос­фо­ли­пи­дам от­но­сят­ся так­же ди­фос­фа­ти­дилг­ли­це­ри­ны (кар­дио­ли­пи­ны), сфин­го­мие­ли­ны (це­ра­мид-1-фос­фо­хо­ли­ны) и др. Осн. сфин­го­ли­пи­да­ми яв­ля­ют­ся: це­ра­ми­ды (N-ацилс­фин­го­зи­ны), сфин­го­мие­лин, сфин­го­зин-1-фос­фат, гли­кос­фин­го­ли­пи­ды (це­реб­ро­зи­ды, со­дер­жа­щие один или бо­лее ос­тат­ков са­ха­ров, и ганг­лио­зи­ды, в уг­ле­вод­ную цепь ко­то­рых вхо­дят ос­тат­ки сиа­ло­вых ки­слот). Жир­ные ки­сло­ты в сво­бод­ном ви­де в ор­га­низ­мах встре­ча­ют­ся ред­ко; они вхо­дят в со­став разл. ти­пов Л. и в хо­де об­мен­ных про­цес­сов ис­поль­зу­ют­ся для син­те­за др. со­еди­не­ний (в т. ч. сте­ри­нов). В ре­зуль­та­те пре­вра­ще­ний ара­хи­до­но­вой ки­сло­ты об­ра­зу­ют­ся со­еди­не­ния с вы­со­кой био­ло­гич. ак­тив­но­стью – про­стаг­лан­ди­ны, лей­кот­рие­ны и тром­бок­са­ны.

Биологическая роль липидов

У по­зво­ноч­ных жи­вот­ных Л. об­ра­зу­ют­ся в пе­че­ни и в тон­ком ки­шеч­ни­ке, по­сле че­го транс­пор­ти­ру­ют­ся в др. ор­га­ны с по­мо­щью ли­по­про­теи­нов кро­ви. В ор­га­низ­мах Л. под­вер­га­ют­ся фер­мен­та­тив­но­му гид­ро­ли­зу с уча­сти­ем ли­паз (для ацил­гли­це­ри­нов), фос­фо­ли­паз и це­ра­ми­да­зы (для це­ра­ми­дов). Вы­сво­бо­ж­даю­щие­ся при этом жир­ные ки­сло­ты взаи­мо­дей­ст­ву­ют с аце­тил-ко­фер­мен­том А и за­тем пу­тём по­сле­до­ва­тель­ных ре­ак­ций окис­ля­ют­ся до СО₂.

Ней­траль­ные Л. яв­ля­ют­ся фор­мой де­по­ни­ро­ва­ния ме­та­бо­лич. энер­гии в ор­га­низ­ме, вы­пол­ня­ют за­щит­ные во­до­от­тал­ки­ваю­щие и тер­мо­изо­ля­ци­он­ные функ­ции, а так­же пре­до­хра­ня­ют ор­га­ны от ме­ха­нич. воз­дей­ст­вий. Фос­фо­ли­пи­ды, хо­ле­сте­рин и гли­кос­фин­го­ли­пи­ды – струк­тур­ные ком­по­нен­ты био­ло­гич. мем­бран. Они ока­зы­ва­ют влия­ние на ак­тив­ность мем­бра­нос­вя­зан­ных фер­мен­тов, транс­порт ио­нов и ме­та­бо­ли­тов, меж­кле­точ­ные взаи­мо­дей­ст­вия и ре­цеп­цию. Ряд по­ляр­ных Л. (фос­фа­ти­ди­ли­но­зит, ли­зо­фос­фа­ти­дил­хо­лин, фос­фа­ти­до­вая ки­сло­та, сфин­го­зин-1-фос­фат, це­ра­мид, сфин­го­зил­фос­фо­хо­лин) уча­ст­ву­ют в пе­ре­да­че сиг­на­лов внут­ри клет­ки в ка­че­ст­ве вто­рич­ных мес­сенд­же­ров, вы­сту­па­ют в ро­ли ме­диа­то­ров. Важ­ны­ми ли­пид­ны­ми био­ре­гу­ля­то­ра­ми в ор­га­низ­ме яв­ля­ют­ся тром­бок­са­ны (фак­то­ры ак­ти­ва­ции тром­бо­ци­тов) и сфин­го­ли­пи­ды, уча­ст­вую­щие в про­ли­фе­ра­ции, диф­фе­рен­ци­ров­ке и апоп­то­зе кле­ток, ан­гио­ге­не­зе, ме­та­ста­зи­ро­ва­нии и ин­ва­зив­но­сти опу­хо­лей. Вы­со­кой био­ло­гич. ак­тив­но­стью об­ла­да­ют про­стаг­лан­ди­ны, а так­же сво­бод­ные не­на­сы­щен­ные жир­ные ки­сло­ты и их про­из­вод­ные. Они влия­ют на ак­тив­ность фос­фо­ли­паз, АТФаз, про­те­ин­ки­наз, мо­ду­ли­ру­ют транс­крип­цию ге­нов и др. про­цес­сы; про­из­вод­ные ара­хи­до­но­вой ки­сло­ты – эта­но­ла­мид ара­хи­до­но­вой ки­сло­ты (анан­да­мид) и 2-ара­хи­до­но­илг­ли­це­рин уча­ст­ву­ют в ре­цеп­ции ал­ка­лои­дов ко­но­п­ли в клет­ках моз­га.