Характеристика складних ліпідів, фізіологічне значення.

Ліпіди — клас біоорганічних сполук, характерною ознакою яких с нерозчинність у воді й інших полярних розчинниках та здатність до розчинення в неполярних (гідрофобних) рідинах. Неполярні розчинники (діетиловий ефір, тетрахлорметан, хлороформ тощо) використовують для екстрагування ліпідів із біологічних об'єктів.

Залежно від хімічної структури компонентів, що вивільняються за умов повного гідролізу, ліпіди поділяються на такі класи: Фосфоліпіди (Гліцерофосфоліпіди. Сфінгофосфоліпіди), Гліколіпіди. (Глікозилгліцероли, Глікосфінголіпіди).

Складні ліпіди — ліпіди, що при гідролізі вивільняють спирт (гліцерол. сфінгозин, інозит), а також фосфат, аміносполуки, вуглеводи. Складні ліпіди є полярними, амфіфільними сполуками і більшість із них виконує структурні функції, входячи до складу біологічних мембран.

Фосфоліпіди поділяються на 2 групи: гліцерофосфоліпіди, що містять як і жири, спирт гліцерин, так і сфінгофосфоліпіди, що замість гліцерину містять аміноспирт сфінгозин.

Гліцерофосфоліпіди можна розглядати як похідні фосфатидної кис­лоти (діацилгліцеринфосфату): де R1 і R2 — вуглеводневі радикали жирних кислот, a R3 — зали­шок азотових основ або, рідше, інших сполук. Залежно від структури R3, гліцерофосфоліпіди поділяються на ряд підгруп. Найбільш поши­рені холінфосфатиди(фосфатидилхоліни) і етаноламінфосфатиди, які, відповідно, містять залишки холіну й етаноламіну (фосфатидилетаноламіни і фосфатидилсерини):

Серинфосфатиди у положенні R3 містять амінокислоту серин. Інозитфосфатиди замість азотової основи містять шестиатомний циклічний спирт інозитол (інозит):

Від розглянутих вище підгруп гліцерофосфоліпідів відрізняються плазмалогени. До їх складу замість жирної кислоти у першому поло­женні входить залишок ненасиченого довголанцюгового спирту, який приєднаний простим ефірним зв'язком до гідроксилу гліцерину:

Ще одну групу гліцерофосфоліпідів складають кардіоліпіни.

Усі гліцерофосфоліпіди є амфіфільними сполуками, в яких одна частина молекули гідрофільна (включає залишки азотової основи і фос­форної кислоти), а друга — гідрофобна (хвіст), представлена вуглеводне­вими радикалами жирних кислот. Схематично їх можна зобразити так:

Гідрофільна " голівка" молекули несе заряди — позитивний, зу­мовлений залишками холіну і етаноламіну негативний і позитивний — серину, негативний — фосфорної кислоти. Внаслідок амфіфільності фосфоліпіди у водному середовищі утворюють структури з упорядко­ваним розміщенням молекул (міцели, ліпосоми) і складають подвійний ліпідний шар біологічних мембран.

Особливу роль у клітині відіграє мінорний компонент мембран — інозитолфосфатид. Продукти його гідролізу служать вторинними посе­редниками у реалізації відповіді клітини на зовнішній сигнал, що надхо­дить на плазматичну мембрану, тобто функція їх аналогічна до функції цАМФ.

Сфінгозин, структурний компонент сфінгофосфоліпідів, має гідрофобний вуглеводн. ланцюг, 2 гідрокси- і 1 аміногрупу:

Сфінголіпіди містять тільки один залишок жирної кислоти, причо­му зв'язаний не з гідроксилом, а з аміногрупою амідним зв'язком. Сполуку сфінгозину і жирної кислоти називають церамідом.

Гліколіпіди — сполуки, в яких ліпідна частина ковалентно зв'язана з вуглеводною. Гліколіпіди є складними ефірами вищих жирних кислот та гліцеролу або сфінгозину і містять у своєму складі вуглеводний компонент.

Глікосфінголіпіди —гліколіпіди, шо є ефірами N-ацилсфінгозинів (церамідів). Цей клас гліколіпідів (або сфінголіпідів) має важливе біологічне значення у зв'язку з розповсюдженням глікосфінголіпідів у складі біомембран, зокрема в нервовій тканині; до того ж, існує ряд спадкових захворювань, пов'язаних з порушенням метаболізму цього класу ліпідів. Залежно від будови вуглеводної частини молекули, глікосфінголіпіди розділяють на декілька класів: цереброзиди, гангліозиди, сульфатиди та глобозиди:

а) цереброзиди — моногексозиди церамідів; найбільш поширеними представниками є галактоцереброзиди та глюкоцереброзиди:

Гексозою частіше є галактоза. Вуглеводна частина може бути не тільки моносахаридом, а й олігосахаридом. Природними цереброзидами мембран нейронів головного мозку є галактоцереброзиди.

б) сульфатиди — сульфатовані похідні цереброзидів, найбільш поширеним представником яких є галактоцереброзидсульфат (З'-сульфогалактоцереброзид).

в) глобозиди — олігосахаридні похідні (олігогексозиди) церамідів.

Олігосахаридний залишок глобозидів найчастіше містить у своєму складі галактозу, глюкозу або N-ацетилгалактозамін. Прикладами глобозидів є дигексозид лактозилцерамід еритроцитарних мембран, тригексозид галактозиллактозилоцерамід.

г) гангліозиди — глікосфінголіпіди, що містять в олігосахаридному ланцюзі, крім галактози, глюкози та N-гексозамінів, один або більше залишків дев’ятивуглецевого моносахариду нейрамінової або N-ацетилнейрамінової (сіалової) кислоти.

Вуглеводна частина гліколіпідів мембран бере участь у розпізна­ванні клітинами молекул й інших клітин. Зокрема, глікоцераміди є анти­генами А і В мембран еритроцитів.

Гангліозиди за будовою аналогічні до цереброзидів, але їх олігосахаридний ланцюг обов'язково включає один або декілька залишків N-ацетилнейрамінової кислоти. Гангліозиди знаходяться переважно у сірій речовині мозку, в плазматичній мембрані нервових і гліальних клітин.