Роль жиров в клетке: Значение и применение жиров — урок. Химия, 10 класс.

определение, свойства, функции, основная роль жиров в организме

Какими бывают жиры

Определение 

Жиры — это органические вещества, продукты взаимодействия трехатомного спирта глицерина и карбоновых кислот.

В биологии эти вещества считаются важнейшим структурным компонентом, так как входят в состав клеточной мембраны. Кроме того, они выполняют энергетическую функцию, так как именно жировые клетки сохраняют энергию для жизнедеятельности организма.

Как видно из таблицы, жиры могут иметь животное и растительное происхождение, находиться в твердой и жидкой форме:

Источник: ppt-online.org

Жировая ткань бывает бурой и белой. Бурая в организме человека отвечает за термогенез. Основная функция белой — накопление и сохранение липидов. Оба вида продуцируют гормоны эстроген, резистин и лептин.

Примечание 1

Жиры, которые являются источником энергии для человеческого организма, называют триглицеридами. Они содержатся не только в специализированных жировых клетках, но и в крови.

Состав жиров

Структурный состав животных жиров включает следующие кислоты:

• стеариновую;
• пальмитиновую;
• линолевую;
• олеиновую;
• линоленовую.

Структура растительных состоит из тех же компонентов, но имеет свои особенности. В ее описании прослеживается другое соотношение кислот. От пропорций основных компонентов в высокой степени зависят химические свойства веществ и их физико-химические характеристики.

Примечание 2

Первыми ответ на вопрос о составе дали французские химики Бертло и Шеврель. Нагрев смесь жира и воды в щелочи, они получили глицерин, олеиновую и стеариновую кислоты. А затем произвели реакцию по обратной схеме, синтезировав исходное вещество из карбоновых кислот и глицерина.

С точки зрения химии жиры являются сложно растворимыми веществами. Они гидрофобны, наиболее краткий период растворения демонстрируют при смешивании с органическими растворителями: эфиром, бензолом.

Усвоение, обмен

Энергетическая ценность жиров в два раза выше ценности углеводов. Кроме того, они наравне с белками имеют большое значение для организма как строительный материал. Их усвоение и обмен происходят в несколько этапов:

• переваривание в желудке при помощи фермента липазы, способного эффективно производить расщепление;
• эмульгирование в двенадцатиперстной кишке под воздействием сока поджелудочной железы и желчи;
• всасывание стенками кишечника;
• транспортировка кровью по всему организму при помощи специальных белков липопротеинов;
• упаковка в жировых клетках в максимально компактном виде.

Возникающая в организме потребность в энергии провоцирует гидролиз с окислением глицерина и жирных кислот. Далее при правильном функционировании всех систем происходит высвобождение необходимой энергии.

Примечание 3

Причинами расщепления могут послужить высокая двигательная активность, необходимость в защите от инфекции, стрессовые ситуации, переохлаждение, эмоциональные нагрузки.

Зачем нужны жиры

Благодаря своим свойствам и характеристикам, жиры принимают участие во многих процессах. В список особенно важных входят:

• создание запасов воды;
• энергетический обмен;
• работа механизма теплорегуляции;
• обеспечение механической и амортизационной защиты внутренних органов;
• построение клеточных мембран;
• синтез эстрогенов, лептинов, цитокинов.

Эти сложные вещества присутствуют в строении соединительной ткани, являются одним из компонентов оболочки нервных волокон. Еще одна из их функций состоит в растворении витаминов: только так жирорастворимые витамины усваиваются организмом.

Примечание 4

Растительные и животные жиры имеют разную ценность. В связи с этим в теплое время года стоит выбрать растительные. А животные лучше включить в питание зимой: они дольше расходуются, рекомендуются спортсменам.

особенности строения, структурное и энергетическое значение

Не хватает времени написать работу?

Доверьте это профессионалам.

Узнать стоимость

Биология

12.11.21

6 мин.

Молекулы простых жиров состоят из жирных кислот, спирта, сложных элементов. Их строение связано с методом биосинтеза. Функции липидов в клетке заключаются в транспортировке питательных веществ. Одновременно они имеют для организма энергетическое, структурное, регуляторное, сигнальное, биологическое значение.

Оглавление:

• Запас энергии
• Защитные способности
• Второстепенные функции

Запас энергии

Липиды в клетке выполняют функцию, связанную с энергетическим запасом. Она считается основной. Изучая живые организмы, ученые пришли к следующему выводу: основным источником энергии у человека и животных являются жиры. Их окисление происходит в митохондриях. Они расщепляются до воды и двуокиси углерода.

Явление сопровождается выделением АТФ (высокоэнергетические метаболиты). За счет их запаса животные и человеческие клетки участвуют в большинстве реакций, связанных с энергией. Одновременно они выполняют строительную функцию:

• участвуют в образовании мембраны каких-то органоидов;
• способствуют формированию дополнительных клеточных структур.

Таблица групп жироподобных компонентов:

Название	Описание
Холестерин	Спирт липофильного типа
Гликолипиды	Углеводы с соединениями липидов
Фосфолипиды	Высшие карбоновые кислоты с эфирами сложных спиртов.

Так как в мембране липиды не присутствуют, поэтому они не выполняют главную функцию жиров. Их роль заключается в образовании двухслойной мембраны с целью дополнительной защиты организма от повреждений. Жизнедеятельность клеток обеспечивается за счет бифильности мембранной структуры. Подобная особенность липидов указывает на то, что некоторые молекулы гидрофобны.

Защитные способности

Биослойное строение клеток придает им определенную форму, сохраняя их строение. За счет наличия двойной стенки повышается барьерная пропускная способность мембраны. Одновременно липиды удерживают тепло внутри организма. При необходимости они выполняют информационную и регуляторную функцию, нормализуя температуру тела.

Подобная возможность обеспечена жировыми отложениями и белковыми соединениями, которые присутствуют вокруг разных органов, под кожным покровом.

Для веществ характерны следующие особенности:

• высокая теплоизоляция;
• защита клеток от переохлаждения, а в момент холода жиры выполняют сигнальную функцию, оповещая о понижении температуры.

Резервные возможности жиров связаны способностью запасать питательные компоненты. Они используются во время голода либо повышенных физических нагрузок.

Транспортная функция считается второстепенной. Она заключается в переносе триглицеридов, холестеринов, белков. Последние компоненты обеспечивают проведение химических реакций. Для них характерны каталитические свойства: один фермент катализирует единственную либо несколько сходных процессов.

Второстепенные функции

Кроме главных функциональных возможностей, липиды выполняют второстепенные задачи. Некоторые сложные жиры передают нервные и информационные импульсы между органоидами. В таких процессах участвуют гликолипиды.

Они легко распознают внутриклеточные импульсы и жироподобные структуры. Таким способом отфильтровываются из крови вещества, необходимые клеткам.

Независимо от расположения в организме, липиды не присутствуют в ферментах и не участвуют в гормональных процессах. Но их биосинтез протекает с присутствием жироподобных веществ. Дополнительно они защищают кишечник от ферментов поджелудочной железы. При их избытке происходит выброс желчи. В ней присутствуют холестерин с фосфолипидами. Их действие направлено на нейтрализацию избытка ферментов.

Ученые доказали, что липиды не участвуют в регулирующих процессах. Но они находятся в соединениях, которые выполняют подобные функции. К примеру, они со стероидными гормонами регулируют обмен веществ, репродуктивную способность некоторых клеток, иммунную защиту всего организма.

При нарушении процесса образования липидов либо их биосинтеза в клетках наблюдаются патологические явления. Чтобы поставить точный диагноз, назначаются лабораторные анализы, инструментальные методы диагностики. На основе расшифрованных результатов проводится адекватное лечение.

Оцените материал

(4.23)

Поделиться

Не успеваете написать работу?

Заполните форму и узнайте стоимость

Вид работыПоиск информацииДипломнаяВКРМагистерскаяРефератОтчет по практикеВопросыКурсовая теорияКурсовая практикаДругоеКонтрольная работаРезюмеБизнес-планДиплом MBAЭссеЗащитная речьДиссертацияТестыЗадачиДиплом техническийПлан к дипломуКонцепция к дипломуПакет для защитыСтатьиЧасть дипломаМагистерская диссертацияКандидатская диссертация

Контактные данные — строго конфиденциальны!

Указывайте телефон без ошибок! — потребуется для входа в личный кабинет.

* Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Подтверждение

Ваша заявка принята.

Ей присвоен номер 0000.
Просьба при ответах не изменять тему письма и присвоенный заявке номер.
В ближайшее время мы свяжемся с Вами.

Ошибка оформления заказа

Кажется вы неправильно указали свой EMAIL, без которого мы не сможем ответить вам.
Пожалуйста проверте заполнение формы и при необходимости скорректируйте данные.

Неожиданная роль жира в судьбе мышечных стволовых клеток

Клетки-сателлиты дифференцируются в мышечные клетки или самообновляются в зависимости от уровня липидных капель в клетке. Шихуан Куанг, профессор зоотехники Университета Пердью, впервые показал, что жир внутри взрослых мышечных стволовых клеток регулирует их судьбу. (Изображение Университета Пердью/любезно предоставлено Шихуан Куангом) Загрузить изображение

WEST LAFAYETTE, Ind. — Ученые впервые показали, что жир внутри взрослых мышечных стволовых клеток регулирует их судьбу.

«Никто не видел такой динамики липидных капель в этих мышечных стволовых клетках, поэтому это открытие очень интересно», — сказал Шихуан Куан, профессор зоотехники в Университете Пердью, возглавлявший группу ученых. «Затем обнаружить, что они играют такую ​​важную роль в судьбе стволовых клеток, замечательно. Это имеет потенциальные последствия для мышечных заболеваний, старения и зоотехники».

Клетки содержат различные виды жира или липидов, которые необходимы для производства энергии, состава клеточных мембран и передачи химических сигналов. Специальные структуры, называемые липидными каплями, безопасно хранят этот клеточный жир.

Вместо того, чтобы существовать как статический пул ресурсов, исследователи обнаружили, что количество этих капель значительно меняется в отдельной клетке и варьируется от клетки к клетке. Количество капель также регулирует то, какими становятся стволовые клетки.

Открытие в сочетании с недавно выявленной ролью липидов в других типах стволовых клеток, включая раковые стволовые клетки, позволяет предположить, что жир может участвовать в гораздо большем, чем считалось ранее, сказал Куанг. Выводы подробно изложены в статье в журнале Cell Reports.

Шихуан Куанг Скачать изображение

Команда Purdue изучала сателлитные клетки, популяцию стволовых клеток, ответственных за развитие, рост и регенерацию мышц. Во взрослой мышце эти клетки находятся в спящем состоянии до тех пор, пока не произойдет травма и они не придут в действие. Затем они размножаются путем деления, и некоторые разделенные клетки становятся мышечными клетками, чтобы заменить поврежденные клетки в процессе, называемом дифференцировкой. Другие возвращаются в бездействующее состояние посредством процесса, называемого самообновлением.

«Наше исследование показало, что стволовые клетки с большим количеством липидных капель продолжали делиться или продолжали дифференцироваться и превращались в мышечные клетки, а клетки с меньшим количеством возвращались, чтобы пополнить запас спящих стволовых клеток для следующего повреждения», — сказал Куанг. . «На самом деле, во время самообновления они каким-то образом истощают или избавляются от липидных капель, а в спящем состоянии их не содержат».

Они обнаружили, что при активации появляются капли, и по мере деления каждой клетки липидные капли не всегда распределяются равномерно. Некоторые из клеток-потомков от деления имеют больше капель, чем другие, и это асимметричное распределение приводит к сегрегации клеточных судеб в сторону самообновления или дифференцировки.

«Эта динамика липидных капель имеет решающее значение для поддержания здорового баланса клеток», — сказал Куанг. «Нам нужны новые мышечные клетки для восстановления, но мы не хотим, чтобы стволовые клетки бесконтрольно делились, как это происходит при раке. Истощение липидных капель похоже на тормоз, останавливающий неконтролируемую пролиферацию».

В предыдущих исследованиях исследовательская группа Куанга сосредоточилась как на мышечных, так и на жировых клетках.

«Поскольку мы также изучаем жировые клетки, называемые адипоцитами, у нас были инструменты, чтобы сделать это открытие», — сказал он.

«Во время рутинного окрашивания клеток Фэн Юэ, научный сотрудник нашей группы, заметил динамику липидных капель в стволовых клетках. Это было удивительно, потому что в то время не было известно, что они настолько многочисленны и динамичны в этих клетках. Мы подумали: «Почему они здесь?» Мы должны были это выяснить».

Команда использовала стволовые клетки скелетных мышц в культуре и мышиную модель для определения функции липидных капель. Команда ингибировала образование липидных капель, а затем ингибировала их использование, чтобы увидеть, как эти изменения повлияют на функцию клеток.

«Результаты были поразительны, так как либо слишком много, либо слишком мало липидных капель нарушали гомеостаз судьбы стволовых клеток», — сказал Юэ, который сейчас является доцентом в Университете Флориды. «Это говорит о том, что в будущем мы сможем стимулировать регенеративную функцию стволовых клеток, манипулируя динамикой липидных капель в сателлитных клетках».

В состав команды и соавторов также входят Стефани Н. Опреску, аспирант кафедры биологических наук; Цзямин Цю, Лицзе Гу, Лицзя Чжан и Цзинцзюань Чен, аспиранты в области зоотехники; Наагараджан Нараянан, исследователь с докторской степенью в области сельскохозяйственной и биологической инженерии; и Мэн Дэн, доцент кафедры сельскохозяйственной и биологической инженерии.

Куанг планирует продолжить изучение роли липидных капель в восстановлении мышц.

«Мы еще не полностью понимаем вышестоящие регуляторы и нижестоящие медиаторы липидных капель в мышечных стволовых клетках», — сказал он. «Возможно, существуют вторичные метаболиты, образующиеся в результате деградации липидных капель, которые также важны. Эти жиры могут быть гораздо большим, чем просто источником энергии для клетки».

Национальные институты здравоохранения (NIH-R01AR071649; R03AR068108; F31AR077424; P30CA023168; S10DO20029), Ассоциация мышечной дистрофии (MDA516161) и Министерство сельского хозяйства США (NC1184) финансировали эту работу.

Писатель: Элизабет К. Гарднер; 765-441-2024; [email protected]

Источник: Шихуан Куанг; 765-494-8283; [email protected]

---

АННОТАЦИЯ

Динамика капель липидов регулирует судьбу взрослых мышечных стволовых клеток

Фэн Юэ, Стефани Н. Опреску, Цзямин Цю, Лицзе Гу, Лицзя Чжан, Цзинцзюань Чен, Наагараджан Нараянан, Мэн Дэн и Шихуан Куанг

ССЫЛКА НА ДОКУМЕНТ:

липидная капля (ЛД) представляет собой центральный узел метаболизма жирных кислот в клетках. Здесь мы определяем динамику и исследуем роль LD в сателлитных клетках скелетных мышц (SCs), популяции стволовых клеток, ответственных за регенерацию мышц. Во вновь разделенных СК LD неравномерно распределены в сестринских клетках, проявляющих асимметричные клеточные судьбы, так как LD 9Клетка 0064 Low самообновляется, в то время как клетка LD ^High стремится к дифференцировке. При трансплантации в регенерирующие мышцы клетки LD ^Low превосходят клетки LD ^High в самообновлении и регенерации in vivo. Фармакологическое ингибирование биогенеза ЛД или генетическое ингибирование катаболизма ЛД путем нокаута гена Pnpla2 (кодирующего ATGL, фермент, ограничивающий скорость липолиза) нарушает гомеостаз клеточных судеб и ухудшает регенеративную способность СК. Дисфункция Pnpla2-null SC связана с недостаточностью энергии и окислительным стрессом, которые можно частично устранить с помощью лечения антиоксидантами (N-ацетилцистеином). Эти результаты устанавливают прямую связь между динамикой LD и детерминацией судьбы стволовых клеток.

Сельскохозяйственная связь: 765-494-8415;

Морин Манье, начальник отдела, [email protected]

Страница сельскохозяйственных новостей

Слушаем разговоры жировых клеток

Ваше тело находится в постоянном диалоге с собственным жиром, а жир говорит много.

Понимание этих разговоров и попытка вставить словечко в слова находятся в центре внимания научного и технологического ученого Дьюка Раны Гупты, доктора философии, профессора медицины Медицинской школы Университета Дьюка и члена Института молекулярной физиологии Дьюка.

«Ваша жировая ткань — это не просто энергетический банк, это не просто энергетическая печь», — говорит Гупта в своем офисе в Кармайкл-билдинг, выходящем окнами на переулок Даремской школы искусств. «Это очень разговорчивая, болтливая ткань, похожая на иммунологический орган».

Выявление всех участников этого сотового разговора и, возможно, умение их прерывать — вот к чему привел исследовательский путь Гупты. Почему мы толстеем только в определенных местах и ​​почему у мужчин и женщин они разные? Как мы можем сделать больше жировых клеток, чтобы избежать увеличения жировых клеток? Как мы можем сохранить печень и жир в здоровой речи и избежать непереносимости глюкозы?

«То, как жир увеличивается и где он увеличивается, будет важным фактором, определяющим ваше метаболическое здоровье», — говорит Гупта, которая присоединилась к Duke в этом году из Юго-западного медицинского центра Техасского университета в Далласе.

Истории происхождения 

Гупта обучался в бакалавриате и аспирантуре в области биохимии и фармакологии соответственно в Пенсильванском университете. «На самом деле меня мотивировали две вещи, которые до сих пор мотивируют меня: первая — это биология развития: откуда мы пришли? Откуда берутся все наши клетки? Как мы переходим от яйцеклетки и спермы к тому, кто мы есть?» Другим увлечением, отчасти обусловленным опытом его собственной семьи иммигрантов, был диабет. «Итак, я присоединился к лаборатории, изучающей развитие поджелудочной железы с целью регенерации бета-клеток, вырабатывающих инсулин».

В своем постдокторском исследовании в Онкологическом институте Даны Фарбер в Гарварде Гупта немного переключил внимание на изучение связи ожирения с диабетом.

«Что меня действительно поразило, так это то, что у вас есть ткань — жир, который может увеличиваться как сумасшедший. В нашем организме практически нет аналогов, когда ткань может расширяться и сжиматься в таком размере». В то время никто толком не знал, откуда берутся жировые клетки, то есть какой могла быть их версия стволовой клетки. Гупта и другие теперь знают, что на этот вопрос нет единственного ответа.

«Сейчас мы думаем об этом так, что жировые ткани в разных частях тела на самом деле просто разные органы», — говорит Гупта. «Итак, у нас есть не просто жировая ткань, у нас есть разные типы жировых клеток, происходящие из разных предшественников. И они определяются в основном тем, где они находятся в теле».

Рана Гупта, доктор философии, работала с постдокторантом Вэнсин Тонг, доктором философии, обнаружила фактор транскрипции, который влияет на развитие бурого жира, обладающего свойствами сжигания калорий, которые, как показывают исследования на животных, можно использовать для снижения веса .

Что в цвете 

У нас есть жир, потому что он полезен. По крайней мере, так было, когда мы были менее уверены в том, что на каждом углу можно найти еду на 1500 калорий. Жир — это банк, в котором мы храним избыточную энергию, необходимую для выживания. Все это нормально, если вы постоянно не потребляете больше энергии, чем можете сжечь.

«Чем здоровее ваша жировая ткань, тем лучше она способна говорить», — говорит Гупта. «Что часто происходит, когда у человека развивается ожирение, так это то, что жировая ткань становится все больше и больше, а затем становится дисфункциональной».

Белый жир и бурый жир, о которых вы, возможно, слышали. Бурый жир похож на печь — он кажется коричневым из-за большого скопления митохондрий, сжигающих топливо. Здесь накопленная энергия становится полезной энергией. Белый жир подобен куче угля, кусочки которого выбрасываются в кровоток для сжигания бурыми жировыми клетками.

В большинстве случаев у взрослых наблюдается едва заметное количество бурого жира, обычно сосредоточенного вокруг шеи и лопаток. У новорожденных в этой области много бурого жира, но у взрослых он практически незаметен, и на протяжении десятилетий ученые считали его неважным, потому что он исчез. Только в 2008 году кто-то определил бурый жир у взрослых и начал анализировать его роль.

Гупта также изучает нечто, называемое бежевым жиром, которое находится между ними как по внешнему виду, так и по функциям и может переключаться между их различными ролями. Возможно, контроль над бежевым жиром поможет нам, говорит он.

Жировая ткань — это не только источник энергии, она общается с остальным телом. Исследователь из Университета Герцога Рана Гупта стремится понять этот клеточный диалог и, возможно, разработать меры для улучшения здоровья.

Разбивка 

Что Гупта и другие шептуны о жирах хотели бы лучше понять сейчас, так это то, откуда берутся все эти различные виды жировых клеток и как они поддерживаются. У каждого вида жира есть свои клетки-предшественники, и, в отличие от других клеток, жировые клетки не делятся, чтобы копировать себя, каждая происходит от предшественника.

Что отличает жировые клетки, так это то, что они резко меняют свои индивидуальные размеры — сами жировые клетки становятся толще. Они набухают в ответ на постоянный избыток энергии.

С точки зрения исследователей метаболизма, проблема диабета заключается не в отложении дополнительной энергии из рациона, направляемой в разбухшие жировые клетки — это то, что мы должны делать, — а в том, что происходит после этого, когда жир диета продолжается.

Гупта открывает слайд на своем мониторе — жировые клетки тучной мыши с резистентностью к инсулину. Клетки довольно большие и окружены голубыми усиками. «Эта синяя штука — сплошь иммунные клетки, — говорит Гупта. «Это умирающие жировые клетки, которые пережевываются этими иммунными клетками, и поэтому мы получаем сильное воспаление».

«В какой-то момент эти жировые клетки просто разрушаются, они больше не могут с этим справляться», — говорит Гупта. — Ты слишком многого требовал от них. И это приводит к гибели клеток, воспалению и так называемому фиброзу, который представляет собой своего рода рубцевание».

Гупта говорит, что воспаление, вызванное жиром, в свою очередь, помогает объяснить успех некоторых видов рака, которые процветают за счет воспаления и питаются жирами, а также более высокую смертность людей с ожирением, заразившихся COVID-19.

Если вы по-прежнему едите больше, чем сжигаете, жир будет растекаться и повреждать другие ткани. «Сейчас существует твердое мнение, что именно так мы и заболеваем диабетом, — говорит Гупта. «Это потому, что мы нарушили функцию ваших скелетных мышц и печени, так что вы больше не можете правильно справляться с глюкозой».

Тогда возникает вопрос: «Можем ли мы исправить жир, чтобы он работал?»

Исправление жира

Лаборатория Гупты пыталась подавать сигналы предшественникам жировых клеток, чтобы они производили больше жировых клеток, чтобы избежать увеличения жировых клеток. В результате у мышей в этом эксперименте улучшилось метаболическое здоровье. По словам Гупты, также может быть способ заставить белые клетки стать бежевыми или коричневыми.

Еще одно открытие из его лаборатории — фактор транскрипции — молекула, которая сообщает генам, что делать, — которая посылает сигнал развивающейся жировой клетке, что она должна быть белой, а не коричневой.