Составляющие




НазваниеСоставляющие
страница3/13
Дата публикации01.10.2013
Размер1.93 Mb.
ТипДокументы
pochit.ru > Биология > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
IX

^ ПЕРВЫЕ ЛИПОИДИЧЕСКИЕ ЧЛЕНЫ В ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДАХ РАЗНЫХ АЛКАНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ


Вещество*

Общее название

Полярная группа

Число атомов углерода

Метантиол

Метилмеркаптан

-SH

1

Пропанал

Пропиональдегид

-CHO

3

Пропилкарбиламин

Пропил изоцеанид

-NC

3


1-бутанол

n-бутиловый спирт



-OH

4

2-бутанон

Бутиловый кетон

=CO

4

Бутанамид

бутеломид

-CONH2

4

2-Метил,

2-бутанол

трет.-амиловый спирт

-OH

5

Пентановая кислота(n)

Валерьяновая кислота

-COOH

5

Гексиламин (n)

гексиламин

-NH2

6

1, 8 Октандиол

1, 8 Октандиол

-OH

8


* Названия одобрены Международным Союзом Химии.
^ Образование молекулярных слоев

Другие фундаментальные характеристики происходят от разных свойств растворимости двух частей, полярной и неполярной, образуя липоид. Введенная в двухфазную среду, в которой одной фазой является вода, а другой масло, или даже воздух, полярная группа, предусматривающая тенденцию растворимости в воде, будет проникать в воду. Поскольку неполярная группа, являющаяся гидрофобной, доминирует, она не только не позволяет поникать в воду, но также и не позволяет молекуле целиком свободно попасть в воду. При этом молекула липоида останется на поверхности воды, и только полярная группа проникает в нее. Из-за этого молекула занимает ориентированное положение по отношению к поверхности воды. Если вторая фаза является нейтральным растворителем, молекулы липоида, которые будут накапливаться в интерфазе с полярной группе в воде, будет иметь нейтральную группу, проникающую в нейтральный растворитель.

В обоих случаях молекулы образуют ориентированные молекулярные слои, которые, если присутствуют между двумя фазами, будут появляться в качестве организованных образований. Указанное свойство, появляющееся как прямое следствие характерного состава липоидов имеет и другие последствия. В подобном слое, полярные группы, проникающие в воду, будут влиять на свойства его поверхности, уменьшая ее поверхностное натяжение.
124 / RESEARCH IN PHYSIO PATHOLOGY

Благодаря куломбиановскому характеру своих электростатических сил, полярные группы будут придавать слою, в силу своей природы, положительный или отрицательный характер.

При смешивании воды и масла присутствие липоидного слоя будет понижать межповерхностное натяжение и способствовать разрыву фаз, облегчающих образование эмульсии. Наличие одного и того же электрического заряда на поверхности указанных образованных капелек эмульсии будет служить отталкивающей силой между ними и увеличивать стабильность эмульсии (Рис. 62) Это еще одна важная характеристика липоидов, происходящая из их особого состава.



Рис. 62. Присутствие одного и того же электрического заряда на поверхности капелек эмульсии удостоверяет, благодаря силам отталкивания, стабильность эмульсии.

^ Химические свойства

Липоидам свойственны две группы химических особенностей, которые могут быть связаны с их двумя главными частями, полярной и неполярной. Полярные группы с их электростатическими силами придают липоидам одну группу характерных реактогенностей. Карбоксильный липоид будет действовать как любая иная органическая кислота, в то время как липоспирты будут действовать как другие спирты, тиолипоид - как меркаптан и тому подобное. Характерной чертой химических реакций, индуцированных полярными группами, является та, что, в то время как они происходят в водной среде, они по большей части ограничены местом, в котором локализован липоид, вследствие нерастворимости
^ LIPIDS AND LIPOIDS / 125

в воде всей молекулы. Из-за этой локализации, полярная реактивность липоидов становится по большей части "поверхностной реактивностью". Интересно отметить, что даже малые количества липидов способны, благодаря указанной локализации на разделительных поверхностях, вызывать важные изменения.

Вторая группа реакций происходит в неполярной группе и, особенно, в разных образованьях, присутствующих в ней, таких как двойные связи, циклы и так далее. Гидрофобный или гидрофильный характер неполярных групп придает указанным реакциям особый характер. Большая их часть происходит в неионной неполярной среде. Многие происходят в области полуполярных двойных связей с нуклеофильными или электрофильными атомами углерода, что, как было установлено, особенно удовлетворяет подобной реактогенности. Это может объяснить факт участия недиссоциированных молекул в указанных реакциях. Многие из таких реакций являются относительно медленными. Такая двойная реактогенность, ионная - посредством полярной группы и преимущественно неионная - посредством неполярной группы, делает изучение указанных липоидов интересным, и далее будет обсуждаться более подробно.

^ Биологические свойства

Биологические свойства липоидов, в общем, также могут быть связаны непосредственно с их физико-химическими характеристиками, то есть, с их особенным складом.

^ Система липидов

Сравнительная нерастворимость липидов в воде и их растворимость в нейтральных растворителях позволили нам выделить указанные вещества в группу из других компонентах организма. Мы считаем, что липиды следует выделить в отдельную систему организма не только по дидактическим соображениям. Эту концепцию подтверждает способ участия липидов в организации и функционировании разных объектов. Например, когда липоид вводится в организм, он избирательно растворяется и метаболизируются в качестве части системы липидов, циркулирует в ней, сохраняются ею. Овертоновский "Index of Repartition" анестетиков в организме, как было показано, является непосредственным следствием существования подобной системы, хотя анестетик мог быть липоидом или неполярным веществом.

Как и в жировых клетках, в этой системе явно морфологически прослеживается большая степень независимости, когда жиры циркулируют в виде хиломикронов, или, когда они образуют ориентированные слои. Выше мы уже видели, как ориентация липоидов на поверхности воды происходит от связи между двумя составляющими группами, полярной и неполярной. Вместе с
126 / RESEARCH IN PHYSI 0РАТН0L0GY

их растворимостью в воде, ориентация липоидов позволяет им играть важнейшую роль в биологии.

Само существование биологических объектов, как оказалось, зависит от способности липидов выстраивать граничные образования, разделяющие и, таким образом, обеспечивающие индивидуальность биологических объектов.

Благодаря особенной, взаимно противоположной ориентации двух, или более, слоев липидов, они могут образовывать мембрану с двумя диаметрально противоположными поверхностями, обладающими способностью разделять две водяные среды. В самом простом виде подобная мембрана представлена в митохондриях. (Заметка 3) Такие же граничные образования находятся в ядрах и клетках, появляются в объектах более высокого уровня, таких как мембраны и межклеточные перемычки эндотелия лимфатических и кровеносных сосудов. Именно такая особенная ориентация, позволяющая липидам создавать необходимые граничные образования в сложных иерархических организмах. Существование биологических объектов, по крайней мере, начиная с уровня хромосом (а может даже ниже этого уровня), прямо зависит от вмешательства липидов, как отдельной системы, особенно в образовании двухполярных липидных границ.

Однако, граничные образования, разделяющие биологические объекты, не будут эффективными, если они не смогут выполнить другую главную роль:

разрешения избирательного пассажа метаболитов. Полностью непроницаемая мембрана будет изолировать соответствующие объекты, приводя их к смерти. С другой стороны, полностью проницаемая мембрана окажется бесполезной. Граничное образование должно действовать избирательно, позволяя пассаж лишь некоторых веществ. Но даже это, возможно, недостаточно для обеспечения эффективной защиты. Наиболее важно то, что подобная мембрана должна быть способной варьировать свою проницаемость, количественно и качественно, в соответствии с меняющимися условиями. Такая способность менять проницаемость может быть связана с присутствием двух групп липидов, жирных кислот и стеринов, обладающих противоположными свойствами относительно проницаемости.

Оказывается, что жирные кислоты индуцируют проницаемость мембраны, которую образуют, особенно проницаемость для анионов. Перпендикулярное положение относительно поверхности воды, занимаемое неполярными алифатическими группами, когда жирные кислоты образуют эту граничную мембрану, оказалось благоприятной для перехода вещества через мембрану. Таким образом, молекулы жирных кислот могут быть разделены, позволяя другим молекулам проходить между ними, то есть проникать через мембрану, образуемую жирными кислотами. Отрицательный электрический характер полярных групп указанных жирных кислот объясняет, почему они представляют своеобразный барьер на пути прохождения катионов. Указанные катионы привлекаются и задерживаются кислотными полярными группами. Это объясняет явные изменения проницаемости под влиянием иона кальция.
^ LIPIDS AND LIPOIDS / 127

Удаление кальция из клеточных мембран благодаря воздействию оксалатов увеличивает проницаемость, в то время как обработка солями кальция уменьшает проницаемость. Двухвалентный ион кальция, когда он связывает полярные группы двух соседних молекул жирной кислоты в мембране, предотвращает проход иных молекул между указанными частями мембраны, что объясняет явное уменьшение проницаемости, вызванное этим катионом.

Другая группа липидов, стерины, оказывают противоположное влияние на проницаемость, по сравнению с жирными кислотами. Это может быть связано частично связью, которую указанные стерины образуют с жирными кислотами. В итоге они блокируют любую проходимость через часть мембраны, образованную жирными кислотами. Непроницаемость обусловлена, в определенной степени, особенностями слоев, образованных самими этими стеринами. Полициклические молекулы стеринов не занимают такое же перпендикулярное положение по отношению к поверхности воды, как это делают жирные кислоты (27) (Рис. 63) Поскольку молекулы стеринов занимают положение почти параллельное


Рис. 63. Схема ориентированных промежуточных слоев. Перпендикулярное расположение по отношению к поверхности воды молекул жирных кислот (a) способствует прохождению других молекул через, образуемые ими, разделяющие мембраны. Напротив, почти параллельное расположение по отношению к поверхности воды полициклических молекул стеринов (b) предотвращает прохождение других молекул через, образуемую ими мембрану.

ее поверхности, слой, образуемый ими, не обладает свойствами проницаемости. Предотвращается даже любой переход через нее. Вероятно, жирные кислоты и стерины делают отдельные "дырки" в клеточных мембранах, которые, благодаря их количественным связям, они обусловливают разную степень проницаемости разных участков мембраны. Изменения в проницаемости, возникшие как результат антагонистического влияния этих двух групп липидов, вероятно, играют важную роль в нормальной и патологической физиологии.

Биологическая связь жирных кислот и стеринов прослеживается в том, что первые индуцируют проницаемость, а вторые - противостоят ей. Вероятно, одной из функций стеринов является противодействие активности жирных кислот. С концептуальной позиции, стерины появляются в указанной связи, чтобы, скорее, служить антижирокислотными агентами, способными контролировать активность жирных кислот, чем проявлять активность сами по себе. В связи с этим, а также из общих соображений, следует сначала исследовать активность жирных кислот.
128 / RESEARCH IN PHYSIOPATHOLOGY

^ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

Кроме выполнения конструктивной роли в создании граничных образований, жирным кислотам присущи также и другие функции в организме. Они могут использоваться в качестве калорических метаболитов, которые играют активную функциональную роль в биологическом процессе. В то время как все жирные кислоты могут проявлять три указанных вида активности—калорическую, конструктивную и функциональную—существуют важные индивидуальные отличия. Если полярная карбоксильная группа свойственна всем жирным кислотам, то различия между ними обусловлены неполярными группами. Мы обсудим указанный аспект жирных кислот в плане новых сведений о биологической роли этих веществ.

Прогорклость

Изучение изменений, происходящих in vitro у липидов и, особенно, жирных кислот, после того как они были выделены из организма, побудило нас рассмотреть возможный параллелизм между ними и изменениями, происходящими в организме. Таким образом, мы попытались применить сведения, полученные при изучении химического разрушения естественных жирных кислот, известного как прогорклость (28), для лучшего уяснения и систематизации многих процессов. протекающих in vivo.

Описано три типа прогорклости. При одном из них—гидролитической прогорклости — жиры разделяются на свободные жирные кислоты и глицерин (или моно- или диглицериды), благодаря вмешательству липолитических энзимов. Они часто продуцируются плесенями (Penicillium, Aspergillus, и так далее) или микробами, богатыми указанными липолитическими энзимами или даже липазой, присутствующей в тканях, из которых эти липиды получены. Для указанного типа прогорклости характерно вмешательство энзимов и появление, как результат, свободных жирных кислот.

При втором типе прогорклости, также встречающемся при участии энзимов, вовлечен и окислительный процесс. Для этого типа прогорклости характерно, что он воздействует почти всегда, если не исключительно, на насыщенные жирные кислоты, конвертируя их в метилкетоны, благодаря процессу бета окисления. Указанная "благоухающая прогорклость", названная так из-за запаха метилкетонов с семью, девятью или одиннадцатью атомами углерода происходит благодаря вмешательству пероксидазы, присутствующей в определенных плесенях (таких как penicillium glaucum). Одним из его свойств является то, что он происходит на насыщенных жирных кислотах с низким числом атомов углерода (8 - 12).

Третий тип прогорклости объединяет окислительные изменения, которые случаются в ненасыщенной неполярной группе липидов. Поскольку они являются результатом вмешательства двойных связей, реакции различаются в зависимости от
^ LIPIDS AND LIPOIDS / 129

присутствующего энергетического центра. При одном, происходящем при комнатной температуре только для конъюгированных жирных кислот, таких как элеостеариновая кислота, и при 100°C, только в некоторой степени, для олеиновой, линолевой и линоленовой кислоты, окисление приводит к появлению перекисей. (29) При другой форме указанного окисления, происходящей для олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот при комнатной температуре, или ниже 50°C, образуется гидропероксиды, как показали Farmer и соавторы, сначала для резины (30), затем - для жиров (31). Другой важный факт, наблюдаемый при прогорклых изменениях является то, что атмосферное окисление poly-ethenoid жирных кислот может привести к смещению двойных связей с появлением конъюгированных изомеров. (32)

Изучение естественной прогорклости представило основной ориентир для проведения исследований и систематизации процессов, встречающихся в нормальной и патологической физиологии. Мы провели исследование и установили это подобие не только в общих чертах, но и в большинстве деталей.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Похожие:

Составляющие iconПостановление от 31 июля 2007 г. N 491 об утверждении положения о...
Об утверждении положения о ведении реестра государственных или муниципальных контрактов, в которые включаются сведения, касающиеся...
Составляющие iconМосковская финансово-юридическая академия российский университет инноваций
Основные составляющие международных экономических отношений и их международное регулирование
Составляющие iconДоклад по теме: «Обучение жизненно- важным двигательным умением и навыкам»
Человек, впервые приступая к деятельности, обращает внимание на все составляющие ее элементы
Составляющие iconТема: «Скидки и установление дискриминационных цен»
«Бета» предоставляет скидку тем клиентам, в фамилии которых есть буквы, составляющие название фирмы
Составляющие iconСообщение о существенном факте
«О приобретении лицом права распоряжаться определенным количеством голосов, приходящихся на голосующие акции (доли), составляющие...
Составляющие iconДистанционные технологии в системе повышения квалификации преподавателей
Исследования, проводимые в Открытом университете Великобритании, выявили четыре составляющие успешного функционирования современного...
Составляющие iconВопрос Основные составляющие мультимедийного представления информации. План ответа
Мультимедиа — совокупность визуальных и аудиоэффектов, воспроизводимых с помощью компьютера и управляемых интерактивным программным...
Составляющие iconВ. А. Галатенко Лекция: Понятие информационной безопасности. Основные...
Лекция: Распространение объектно-ориентированного подхода на информационную безопасность 6
Составляющие iconКадровый потенциал организации. Работа с кадровым резервом
Например иметь экономику определенного уровня, воспроизводить ее составляющие на всех ступенях производственно-экономического цикла...
Составляющие iconПеречень вопросов по дисциплине «Сервисная деятельность»
Составляющие качества услуги. Уровень сервиса: ассортимент услуг, наличие удобств (стиль, качество, уровень удовлетворения потребностей...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
pochit.ru
Главная страница