Строение и функции фосфолипидов: Фосфолипиды: роль и функции в организме

Фосфолипиды – эмульгаторы и активные вещества для укрепления кожного барьера

Косметологи отмечают, что в последнее время во многих странах, особенно в больших городах, увеличивается количество людей, страдающих от симптомов, связанных с такими состояниями, как сухая, чувствительная или гиперреактивная кожа. Специалисты связывают такое состояние кожи с нарушениями в функционировании липидного барьера рогового слоя. Одной из причин этого явления можно считать содержание в составе косметических рецептур значительных концентраций веществ, способных оказывать разрушающее действие на липидный барьер. В качестве примера таких веществ можно привести ПАВ, которые могут работать в составе косметической рецептуры, том числе и как эмульгаторы. Другая причина – большое количество агрессивных загрязняющих частиц в воздухе больших городов, которые могут инициировать окисление кожного сала. Как результат – число людей, которые считают свою кожу сухой, раздраженной и очень чувствительной все время увеличивается. Можно сказать, что это люди с нарушенной барьерной функцией кожи.

С целью укрепления барьера, в состав косметических рецептур целесообразно вводить такие ингредиенты, как фосфолипиды, которые являются натуральными, биоразлагаемыми и многофункциональными компонентами. Это не только технические добавки, проявляющие эмульгирующие свойства и позволяющие получать ламеллярные композиции, не только вещества, образующие липосомы, и, тем самым, облегчающие доставку активных компонентов в косметике, но и увлажняющие активные компоненты, доставляющие в кожу линолевую и линоленовую кислоты. Было показано, что линоленовая кислота из фосфолипидов проникает довольно глубоко в кожу человека и может работать, как строительный материал – она включается в состав собственных церамидов кожи и способствует укреплению ее естественной барьерной функции [1]. Также есть данные, демонстрирующие, что фосфолипиды подавляют развитие акне, облегчают такие состояния кожи, как нейродермит и псориаз [1]. Сегодня на рынке косметического сырья представлено большое количество продуктов на основе фосфолипидов, которые позволяют создавать готовые композиции с оптимальными косметическими свойствами. Причем это сырье не только импортного, но и отечественного производства.

Химическое строение и свойства фосфолипидов

С химической точки зрения фосфолипиды – это сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот, которые содержат остаток фосфорной кислоты и соединенную с ней добавочную группу атомов различной химической природы, например, холин в случае фосфатидилхолина или этаноламин в случае фосфатидилэтаноламина. В зависимости от того, какой многоатомный спирт лежит в основе структуры фосфолипида, различают глицерофосфолипиды (на основе глицерина), фосфосфинголипиды (на основе сфингозина) и фосфоинозитиды (на основе инозитола). Наиболее распространены в природе глицерофосфолипиды, в частности, фосфатидилхолин (рис.1), который является основным липидом клеточных мембран.

Рисунок 1. Химическая формула и молекулярная модель фосфатидилхолина

Все глицерофосфолипиды построены по единому плану, и их молекулы стерически хорошо соответствуют друг другу. В то же время, огромное разнообразие фосфолипидов обеспечивается разнообразием жирных кислот, которые входят в состав их молекул. Так, есть несколько десятков природных видов фосфатидилхолина (рис.2).

Рисунок 2. Амфифильное строение молекулы фосфолипидов

Благодаря своему химическому строению фосфолипиды – это амфифильные молекулы. В состав полярной «головки» входят глицерин (или другой многоатомный спирт), отрицательно заряженный остаток фосфорной кислоты и присоединенная к нему группа атомов, часто несущая положительный заряд. Неполярные хвосты – это остатки жирных кислот, присоединенные к многоатомному спирту сложноэфирными связями (Рис 2). В случае лизофосфолипидов (моноацильных фосфолипидов) к остатку глицерина присоединена только одна жирная кислота, в этом случае молекула фосфолипида имеет конусообразную форму и может образовывать мицеллы в водном растворе (Рис.3). Если образование эфирной связи идет по двум гидроксильным группам глицерина, образуется диацилфосфолипид, содержащий остатки двух молекул жирных кислот. Молекула диацилфосфолипида имеет форму цилиндра и в водном растворе образует ламеллярные бислои, в которых гидрофобные хвосты ориентированы внутрь слоя, а гидрофильные головки – наружу (Рис.3). Благодаря этому свойству, фосфолипиды способны формировать биологические мембраны (липидный бислой), липосомы и ламеллярные эмульсии. В составе этих эмульсий фосфолипиды формируют бислои, окружающие масляные капли и стабилизирующие их. Такая структура позволяет увеличить в составе эмульсии количество масел и других липидов, снизить концентрацию других эмульгаторов, а наличие водной фазы позволяет включать в средства водорастворимые биологически активные вещества.

Рисунок 3

Фосфолипиды – эссенциальные вещества, незаменимые для человека. Они не вырабатываются в организме в достаточном количестве и должны поступать с пищей. Их важнейшей функцией является непосредственное участие в строительстве клеточных мембран. Согласно последним исследованиям, большинство людей недополучает до 40% необходимой нормы фосфолипидов. Содержание фосфолипидов в пищевых маслах относительно невелико и редко превышает 2%, наибольшее содержание можно отметить у соевого, подсолнечного масел и масла хлопчатника – 1,7–1,8%.

Будучи эссенциальными компонентами биологических мембран всех живых клеток, фосфолипиды нетоксичны и очень хорошо воспринимаются кожей.

Использование фосфолипидов в косметике

Наиболее распространенным в тканях животных и растений типом фосфолипидов является фосфатидилхолин (лецитин), который состоит из структурных остатков фосфорной кислоты, холина, жирных кислот, глицерина (рис 1). Лецитин является также основным фосфолипидом, используемым в составе косметических рецептур.

Косметический лецитин описывается как смесь фосфолипидов, которая состоит в основном из фосфатидилхолина, но также может включать в себя такие компоненты как жирные кислоты, триглицериды, стеролы, углеводороды и гликолипиды. Лецитины могут быть фракционированы по содержанию фосфатидилхолина, начиная от «сырого» лецитина, содержащего около 15% фосфатидилхолина и значительное количество растительного масла, из которого лецитин был получен, и заканчивая обезжиренным или фракционированным лецитином, с содержанием фосфатидилхолина от 25 до 96%. Источниками лецитина для промышленности могут быть соевые бобы, яйца, молоко, сырье морского происхождения, рапс, хлопчатник и подсолнечник. Жирнокислотный состав изолированных фосфолипидов типичен для каждого конкретного вида сырья и определяет температуру, при которой жирные кислоты меняют свою мобильность. Ниже точки, называемой «температурой перехода из гелевого в жидкокристаллическое состояние», жирные кислоты находятся в жесткой гелевой форме. Выше этого значения температуры они подвижны и находятся в жидкокристаллической или жидкой форме. Фосфолипиды, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты, характеризуются очень низкой (ниже 00C) температурой перехода. Это означает, что при температуре 220C, эти липиды находятся в жидкокристаллической форме и при контакте с водой образуют очень мобильные структуры – липосомы. Фосфолипиды, содержащие ненасыщенные жирные кислоты в результате гидрирования могут быть преобразованы в фосфолипиды, содержащие насыщенные жирные кислоты. Такие гидрированные фосфолипиды при температуре кожи находятся в состоянии геля и имеют тенденцию образовывать более жесткие и стабильные мембраноподобные структуры. В последнее время в косметике применяют, в основном, соевый лецитин или лецитин, полученный из другого растительного сырья (рапс, подсолнечник). Также существует тенденция использовать лецитин, полученный не из генно-модифициро- ванной сои.

Лецитин и его производные обладают следующими полезными в косметике свойствами [2]:

• эмульгирование и солюбилизация
• увлажнение
• улучшение барьерной функции, стимулирование синтеза церамидов в коже
• снижение раздражения кожи
• уменьшение размера пор
• уменьшение гиперкератоза
• стимуляция пролиферации клеток
• увеличение активного проникновения других активных ингредиентов в кожу
• кондиционирующие добавки для волос
• образование липосом и активная доставка активных веществ
• увеличение осаждения катионных красителей на волосы.

На российском рынке присутствуют как ведущие мировые поставщики лецитина, так и российские производители. Основное потребление лецитина в России – это пищевая промышленность (больше 95%). Лидерами по объемам ввозимого в Россию лецитина являются компания АDM – 46% от общего объема импорта, Cargrill (13,4%) и др.

Важные коммерческие производные для косметики

Важными коммерческими производными лецитина, применяемыми в косметике, являются лизолецитин, гидроксилированный лецитин, лизофосфатидная кислота и гидрогенизированный лецитин [2] .

Лизолецитин, также называемый лизофосфатидилхолином, получают путем частичного гидролиза фосфатидилхолина, в результате чего удаляется один из остатков жирных кислот. Лизолецитин, как было показано, имеет хорошие эмульгирующие, увлажняющие и солюбилизирующие свойства, а также увеличивает активное проникновение веществ в кожу. Для косметики производят лизолецитин под следующими торговыми названиями: Lysofix Dry (Glycine soja (Soybean) Seed Extract) – поставщик Kemin; Lecinol WS 50 (Lysolecithin, glycerin) – поставщик Nikko Chemical; Alcolec EM и Alcolec C LPC 20 (Lysolecithin) – поставщик American Lecithin; Emultop (Lysolecithin) – поставщик Cargill.

Гидроксилированный лецитин производится путем обработки лецитина перекисью водорода и органическими кислотами, например, такими, как уксусная или молочная кислоты. Гидроксилированный лецитин значительно более гидрофильный, чем обычный лецитин, является очень стабильным и имеет отличные увлажняющие, эмульгирующие и солюбилизирующие свойства. В качестве примеров можно привести Yelkin 1018 (Lecithin) производства ADM и NET HS-70 (Hydroxylated lecithin, Glycerin) производства Nikko Chemical.

Лизофосфатидная кислота (LPA) – это фосфатированный эфир глицерина, который получают удалением холина из молекулы лецитина. LPA в косметике имеет свойство контролировать салоотделение, уменьшать поры, сокращать морщины, восстанавливать кожный барьер и усиливает проникновение активов в кожу. Nikkol Chemical предлагает лизофосфатидную кислоту для косметики под торговой маркой DisaPore 20 / BarPore 42 (Lecithin ).

Гидрированный (гидрогенизированный) лецитин получают взаимодействием водорода с лецитином. В результате образуется очень стабильный воскообразный материал. Самые полезные разновидности содержат 20–30% фосфатидилхолина и являются не раздражающими кожу эмульгаторами с отличными увлажняющими свойствами. Они способствуют доставке как маслорастворимых, так и водорастворимых активов. Гидрированный фосфатидилхолин обладает выраженной гидрофильностью. Одна молекула гидрированного фосфатидилхолина способна связать 20 молекул воды и «пронести» эту воду на себе в более глубокие слои эпидермиса, оказывая прямое увлажняющее действие. Предлагают гидрированный лецитин под следующими торговыми наименованиями: Lecinol S-10 (Hydrogenated lecithin) от Nikkol Chemical; Epikuron 100 / 200H (Hydrogenated lecithin) от Cargill; Emulmetik 300 и 320 (Hydrogenated lecithin) производства Lucas Meyer. Lipoid Cosmetics AG предлагает гидрированный фосфатидилхолин соевых бобов под торговой маркой Skin Lipid Matrix (Hidrogenated soy bean phosphatidylcholine).

В России сырье для косметики с высоким содержанием фосфолипидов производит из куриного сырья компания Техкон. В качестве примера ее продукции можно привести Липокомп (INCI: Chicken oil) и Липофолк (INCI: Eggs yolk extract). Эти продукты в составе рецептур являются богатым источником ненасыщенных фосфолипидов (до 75%), борются с сухостью кожи и способствуют глубокому проникновению в кожу других биологически активных веществ.

Перспективы российского рынка лецитина и производства лецитина в России

В России наметились неплохие перспективы для развития отечественного производства лецитина. Что немаловажно в случае соевых продуктов, речь идет о не содержащей ГМО продукции. Так, в 2009 году были запущены три завода, которые начали производить отечественный соевый лецитин: «Содружество Соя» (Калининград), «Амурагроцентр» (Благовещенск), «Кубаньагропрод» (станица Тбилисская, Краснодарский край). На этих заводах установлено современное оборудование зарубежного производства, позволяющее

получать лецитин, по качеству не уступающий импортному. Плановые мощности трех новых производств по выпуску лецитина довольно внушительны и составляют более 4,5 тыс. тонн в год, что сопоставимо с объемом импорта лецитина в 2008 году [3]. В 2016 году планируется запустить производство лецитина в Алтайском крае на предприятии «АгроСиб-Раздолье». Таким образом, созданы предпосылки для постепенного замещения импортного лецитина конкурентоспособным и качественным отечественным продуктом.

Согласно экспортным прогнозам, потенциал российского рынка лецитинов очень велик. При активном внедрении лецитина в пищевую, фармацевтическую и косметическую отрасли, а также распространении лецитина для технического применения, совокупное потребление лецитина может увеличиться в несколько раз. По экспертным оценкам потребление лецитина пищевой отраслью может вырасти в 3 раза до 15 тыс. тонн. Учитывая американский и европейский опыт технического применения лецитина, фактический потенциал для роста потребления лецитина в России значительно выше. Эксперты прогнозируют, что развитие российского рынка будет происходить вместе с его структурным изменением. С одной стороны, очевидно постепенное вытеснение импортных лецитинов отечественными аналогами. С другой стороны, можно ожидать изменения пропорций ГМО и не ГМО лецитинов на российском рынке со значительным увеличением доли не ГМО как отечественных, так и импортных лецитинов. Более того, дальнейшее развитие отечественного производства лецитина может переориентировать Россию с импорта на частичный экспорт этого продукта.

Литература

1. P. van Hoogevest, D. Prusseit, R. Wajda «Phospholipids- Natural Functional Ingredients and Actives for Cosmetic Products», SOFW-Journal,139, 8–2013, p. 9–14.
2. G. Deckner «Use of Phospholipids in Personal Care Products», http://www.ulprospector.com
3. Ольга Кузнецова, Лецитин – король на рынке натуральных эмульгаторов http://bfi-online.ru/

Фосфолипиды — чудеса исцеления

Поднимая тему диетического питания, мы почему-то все время заводим речь о белках и углеводах, не уделяя почти никакого внимания жирам. А между тем, жиры – ценные питательные вещества, которые выполняют в организме множество важнейших функций. Причем сами жиры подразделяются на несколько категорий, об одной из которых – фосфолипидах – мы сегодня и поговорим.

Фосфолипиды – это жиры, но жиры не совсем обычные. Обычные жиры, находящиеся у нас под кожей, – это триглицерид, т.е. глицерин, соединенный эфирными связями с тремя жирными кислотами. Фосфолипид – это такой же точно триглицерид, только вместо одной жирной кислоты эфирной связью с глицерином связан остаток фосфорной кислоты. Эта фосфорная кислота к тому же имеет две эфирные связи. Одной эфирной связью она связана с триглицеридом, а другой – с аминоспиртом.

Фосфолипиды тоже бывают разные. Если в качестве аминоспирта присутствует холин, то такие фосфолипиды называют лецитинами. Если же в качестве аминоспирта присутствует этаноламин, то это – кефалины. Если же в качестве аминоспирта присутствует серин, то такие фосфолипиды называют фосфатидилиринами.

В декабре 1939 года Eihermann впервые выделил из соевых бобов фракцию фосфатидилхолина, богатую полиненасыщенными (эссенциальными) жирными кислотами, особенно линолевой и линоленовой. Эта фракция была названа фракцией «эссенциальных фосфолипидов», а позднее получила название лецитина. Как бы там ни было, 1939 год считается официальной датой открытия лецитина. Лецитин существует как бы в двух понятиях: в узком и в широком смысле этого слова. В узком смысле слова под лецитином подразумевается лишь фосфатидилхолин – «основной» фосфолипид нашего организма. В широком смысле слова под термином «лецитин» иногда объединяют помимо фосфатидилхолина фосфатидилинозитол, фосфатидилэтаноламин и др. фосфолипиды. Отчасти этому есть оправдание, ведь в организме фосфатидилхолин при его нехватке всегда может синтезироваться из фосфатидилэтаноламина и других фосфолипидов. Лецитин – термин врачебный и бытовой. Биологи и химики признают лишь термин «эссенциальный фосфолипид». Мы же с вами должны знать, что оба эти термина суть одно и то же. Все фосфолипиды являются сложными эфирами глицерофосфорной кислоты, и все они содержат в своем составе фосфор.

В отличие от триглицеридов и жирных кислот фосфолипиды не играют никакой существенной роли в обеспечении организма энергией. Их основная роль – структурная. Основная часть всех без исключения клеточных мембран состоит из фосфолипидов и в меньшей мере из молекул холестерина. Даже внутриклеточные образования – органы клетки (органеллы) окружены мембранами из фосфолипидов. Даже внутриклеточный материкс, который заполняет пространство между органеллами клетки, является ни чем иным, как скоплением биомембран, состоящих, в основном, из фосфолипидов.

Поскольку фосфолипиды обеспечивают нормальную структуру всех без исключения биомембран, от них напрямую зависят все многочисленные функции клетки.

Примечательно то, что с возрастом удельный вес холестериновых молекул в мембранах увеличивается, а удельный вес фосфолипидов снижается. И это наглядно отражает процессы старения клеточных мембран.

Самое большое количество фосфолипидов в составе клеточных мембран содержит печень. Ее клеточные мембраны на 65% состоят из фосфолипидов, которые, в свою очередь, на 40% состоят из фосфатидилхолина. Вслед за печенью по удельному весу фосфолипидов в мембранах клеток следует головной мозг и сердце.

Фосфолипиды не только составляют основу мембран нервных клеток, они являются также основным компонентом оболочек нервных стволов как крупных, так и мелких нервов. Здесь пальма первенства принадлежит сорингомиелину, формирующему оболочки нервных стволов.

Кроме фосфолипидов и холестерина к главным компонентам клеточных мембран принадлежат так называемые внутренние белки. Эти белки являются рецепторами для гормонов и биологически активных веществ, и их нормальное функционирование зависит от окружающих их фосфолипидных молекул. При дефиците фосфолипидов рецепторные функции клетки сразу же нарушаются и восстанавливаются только при добавлении в пищу достаточного количества фосфолипидов. Фосфолипиды, таким образом, являются активаторами мембранных белков-рецепторов.

Помимо выполнения чисто структурных функций фосфолипиды активно участвуют в проведении нервного импульса, они активизируют мембранные и лизосомальные¹ ферменты. Фосфолипиды участвуют в свертывании крови, реакциях иммунитета, в регенерации тканей, в переносе электронов по цепи дыхательных ферментов («тканевое дыхание»). Особая роль фосфолипидов в обмене веществ во многом обусловлена тем, что они содержат лабальные (легко отщепляемые) метильные радикалы – СН3. Метильные радикалы необходимы для многих биосинтетических процессов, протекающих в организме, и их вечно не хватает. Не одни только фосфолипиды могут быть источниками свободных метильных радикалов. Есть и другие доноры, но роль фосфолипидов – одна из основных. Совершенно особая роль фосфолипидов – транспортная. Именно они образуют липопротеидные комплексы, транспортирующие в крови холестерин.

Наиболее активно биосинтез фосфолипидов происходит в печени, за ней по степени активности синтеза следуют стенка кишечника, семенники, яичники, молочные железы и другие ткани. Значительную часть фосфолипидов человек получает и с пищей.

Существует такое понятие, как «жидкостность» клеточных мембран. Клетка постоянно обменивается различными веществами с окружающей ее внешней средой. Через наружную клеточную мембрану внутрь клетки поступают все питательные вещества, некоторые гормоны, витамины, биорегуляторы и т. д. При потере мембраной своих жидкостных свойств такой транспорт сразу затрудняется. Насыщенные жирные кислоты и холестерин повышают ригидность (твердость) клеточных мембран. Вот почему с возрастом клетка все хуже и хуже реагирует на гормональные сигналы и анаболические стимулы.

Фосфолипиды и ненасыщенные жирные кислоты Омега-3, Омега-6 и Омега-9, наоборот, устраняют ригидность клеточных мембран и повышают ее жидкостные свойства. Клетка как бы «оживает» и начинает более активный обмен метаболитами с окружающей средой. Ее чувствительность к гормональным и негормональным сигналам повышается. Лецитин, являющийся фосфолипидом и в то же время содержащий ненасыщенные жирные кислоты, выступает своеобразным фактором «омоложения» клеточных мембран и, в конечном итоге, всего организма.

Фосфолипидные молекулы деформируются и разрушаются в том месте, где на мембрану действуют какие-либо неблагоприятные факторы внешней и внутренней среды. Деформированные молекулы либо их осколки покидают клеточную мембрану, и взамен на их место входят другие фосфолипидные молекулы. Они «цементируют» клеточную мембрану в том месте, где она подверглась повреждающему воздействию. В нормальной живой клетке идет постоянное самообновление всех ее мембран за счет постоянного входа-выхода фосфолипидных молекул.

Необходимым условием для этого является достаточное наличие в организме фосфолипидов. Дефицит фосфолипидов замедляет «текущий ремонт» и сразу же приводит к различным нарушениям уже на уровне клеточных мембран. Замедление текущего ремонта клеточных мембран неспецифично. Оно может привести к развитию каких угодно заболеваний. Мало кто знает, что даже аллергия развивается потому, что самообновление клеточных мембран протекает недостаточно интенсивно.

Несмотря на то, что человеческий организм обладает способностью синтезировать фосфолипиды сам, его возможности в этом плане далеко не беспредельны. Они могут не соответствовать текущим потребностям. Введение в организм фосфолипидов извне является для него очень хорошим подспорьем, усваиваются они очень быстро и с поразительной точностью «латают» мембранные дефекты, где бы ни находились пораженные клетки.

Фосфолипиды обладают выраженным антиоксидантным действием, уменьшая образование в организме высокотоксичных свободных радикалов. Свободные радикалы повреждают все клеточные мембраны, способствуют развитию таких возрастных заболеваний, как атеросклероз, рак, гипертоническая болезнь, сахарный диабет и др. Среди всех видов возрастной патологии свободнорадикальное окисление является ведущим, и именно от его выраженности зависит скорость наступления тех или иных возрастных нарушений.

Роль «фосфолипидной подпитки» в профилактике общего старения организма и развития возрастных заболеваний очень велика.

Очень показательно то, что фосфолипиды задерживают по времени развитие раковых опухолей ни много ни мало в 2 раза (при адекватных дозировках), даже на самых последних стадиях развития заболевания. Этот результат был получен в экспериментах на мышах, но затем был подтвержден и в экспериментах на людях.

Об антисклеротическом действии лецитина следует сказать особо. Все фосфолипиды обладают способностью выводить холестерин из атеросклеротических бляшек. Как ни странно это может показаться на первый взгляд, мягкие атеросклеротические бляшки не являются аморфным и статичным образованием. Они постоянно «обмениваются» холестерином с кровью, а точнее с плазмой крови. Существуют два постоянных потока: один поток холестерина в бляшку из кровяного русла и второй поток – поток холестерина из бляшки в кровь.

В период роста атеросклеротических бляшек (а расти они начинают еще в подростковом возрасте) поток холестерина из крови в бляшку преобладает, и бляшка соответственно растет. Фосфолипиды меняют ситуацию самым кардинальным образом. Они начинают, в буквальном смысле этого слова, «выбивать» холестерин из бляшек. Поток холестерина из бляшек в кровь начинает преобладать над потоком холестерина из крови в бляшку. Это приводит к рассасыванию мягких атеростеротических бляшек и, соответственно, задерживает развитие атеросклероза. С твердыми бляшками, пропитанными солями кальция, сделать уже ничего нельзя, они рассасыванию не поддаются, их можно удалить только хирургическим путем.

Почему фосфолипиды способны влиять на холестериновый обмен? Для понимания этого механизма необходимо уяснить один очень важный момент: ни жир, ни холестерин не могут транспортироваться в крови в свободном состоянии, ведь они не обладают способностью растворяться в воде, это жирорастворимые соединения. Здесь нам на помощь приходят фосфолипиды. Один конец молекулы фосфолипида (гидрофобный) способен связываться с жирами и холестерином, а другой конец молекулы (гидрофильный) способен связываться с водой.

Жир транспортируется в крови в виде хиломикронов. Хиломикрон – это капля жира, «облепленная» молекулами фосфолипидов. Фосфолипиды «прилипают» к жировой капле жирорастворимыми концами молекул, а водорастворимыми концами торчат наружу. Так возникают сферические тела под названием хиломикроны. Они образуют эмульсию, уже способную растворяться в воде и обладающую более или менее оптимальной текучестью, позволяющей ей путешествовать по кровотоку.

Точно таким же образом транспортируется в крови холестерин. В отличие от жировых капель, капли холестерина окружены оболочкой из фосфолипидов и белков, и называются липопротеидами, которые по своему составу неоднородны. Если липопротеидная частица содержит малое количество холестерина и большое количество фосфолипидов, такая частица имеет маленький размер и высокую плотность. В этом случае липопротеиды называются липопротеидами высокой плотности (ЛВП). Если же липопротеидная частица содержит большое количество холестерина и относительно малое количество фосфолипидов, то она имеет намного больший размер и намного меньшую плотность. Такие частицы называют липопротеидами низкой плотности (ЛНП).

Липопротеиды высокой плотности способны присоединять холестерин и транспортировать его в печень, где он расходуется на образование желчных кислот. Основная часть холестерина, кстати говоря, расходуется на желчные кислоты, и лишь очень незначительная (до 3%) – на половые гормоны. Липопротеиды низкой плотности способны лишь отдавать холестерин в мягкую бляшку (если она уже сформирована), либо в те клеточные структуры, которые эту самую мягкую бляшку формируют. ЛВП, таким образом, удаляют холестерин из бляшки, а ЛНП, наоборот, способствуют росту бляшки. В быту ЛВП называют «хорошим холестерином», а ЛНП – «плохим холестерином». Еще ЛВП называют a-холестерин, а ЛНП – b-холестерин.

О холестериновом обмене уже давно перестали судить посодержанию холестерина в крови. Более адекватным показателем является соотношение a/b форм холестерина. При введении в организм фосфолипидов извне количество a-холестерина увеличивается, а количество b-холестерина снижается. Поток холестерина из бляшки в плазму крови начинает превышать поток холестерина из плазмы крови в бляшку. Это происходит не только благодаря способности фосфолипидов эмульгировать холестерин, но также благодаря антиоксидантному действию фосфолипидов. Все дело в том, что холестерин из ЛНП не может проникнуть в бляшку или в клетку, формирующую бляшку, до тех пор, пока ЛНП не будут разрушены агрессивными свободными радикалами. Фосфолипиды же, как мы уже знаем, свободнорадикальному окислению препятствуют.

В нашем магазине вы можете приобрести фосфолипиды (лецитин) от ведущих российских и зарубежных производителей спортивного питания VP Laboratory, NOW и Weider.

1. Лизосомы – микротельца клетки, которые содержат ферменты, растворяющие больные и старые участки клеток и тканей.

Фосфолипиды — это… Что такое Фосфолипиды?

Фосфолипид

Фосфолипи́ды — сложные липиды, сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот. Содержат остаток фосфорной кислоты и соединенную с ней добавочную группу атомов различной химической природы.

Классификация фосфолипидов

В зависимости от входящего в их состав многоатомного спирта принято делить фосфолипиды на три группы:

• глицерофосфолипиды (глицерофосфатиды) — содержат остаток глицерина

Свойства фосфолипидов

Фосфолипиды — сложные липиды, в которых содержатся жирные кислоты, фосфорная кислота и дополнительная группа атомов, во многих случаях содержащая азот. Они есть во всех живых клетках. Содержатся в нервной ткани, участвуют в транспорте жиров, жирных кислот и холестерина.

Фосфолипиды входят в состав всех клеточных мембран. Между плазмой и эритроцитами происходит обмен фосфолипидами, которые играют важнейшую роль, поддерживая в растворимом состоянии неполярные липиды. Наиболее распространенная группа Фосфолипидов — фосфоглицериды, также к фосфолипидам относятся фосфосфинголипиды и фосфоинозитиды.

Фосфолипиды — амфифильные вещества. Они состоят из полярной «головки», в состав которой входит глицерин или другой многоатомный спирт, отрицательно заряженный остаток фосфорной кислоты и часто несущая положительный заряд группа атомов, и двух неполярных «хвостов» из остатков жирных кислот. Главная особенность фосфолипидов состоит в том, что «головка» у них гидрофильна, а «хвосты» гидрофобны. Это позволяет при нахождении в толще водной среды образовывать бислой — двойной слой фосфолипидных молекул, где гидрофильные головы с обеих сторон соприкасаются с водой, а гидрофобные хвосты упрятаны внутрь бислоя и тем самым защищены от контакта с водой.

Это определяет многие физические и химические свойства фосфолипидов, например, способность формировать липосомы и биологические мембраны (липидный бислой). Химическая структура полярной «головки» определяет суммарный электрический заряд и ионное состояние фосфолипида. «Хвосты» контактируют с липидным окружением, а «головки» — с водным, так как неполярные жирные хвосты не могут соприкасаться с водой.

Биологическая роль фосфолипидов

Главный липидный компонент клеточных мембран. Они сопутствуют жирам в пище и служат источником фосфорной кислоты, необходимый для жизни человека.

Фосфолипиды являются важной частью клеточных мембран. Они обеспечивают текучие и пластические свойства мембран клеток и клеточных органоидов, в то время как холестерин обеспечивает жёсткость и стабильность мембран. Как фосфолипиды, так и холестерин часто входят в состав липопротеидов клеточных мембран, но имеются в мембранах и в свободном, не связанном с белками состоянии. Соотношение холестерин/фосфолипиды в основном и определяет текучесть либо жёсткость клеточной мембраны.

Фосфолипиды участвуют в транспорте жиров, жирных кислот и холестерина. Между плазмой и эритроцитами происходит обмен фосфолипидами, которые играют важнейшую роль, поддерживая в растворимом состоянии неполярные липиды. Будучи более гидрофильными, чем холестерин, благодаря наличию в молекуле остатков фосфорной кислоты, фосфолипиды являются своеобразными «растворителями» для холестерина и других высоко гидрофобных соединений. Соотношение холестерин/фосфолипиды в составе липопротеидов плазмы крови наряду с молекулярным весом липопротеидов (ЛПВП, ЛПНП или ЛПОНП) предопределяет степень растворимости холестерина и его атерогенные свойства. Соотношение холестерин/фосфолипиды в составе желчи предопределяет степень литогенности желчи — степень склонности к выпадению холестериновых желчных камней.

Фосфолипиды замедляют синтез коллагена и повышают активность коллагеназы (фермента, разрушающего коллаген). Поскольку коллаген определяет замещение эпителиальной ткани соединительной, фосфолипиды оказывают противорубцовый (антифибротический) эффект^{[источник не указан 277 дней]}.

Производные фосфолипидов инозитол 1,4,5-трифосфат и диацилглицерол — важнейшие внутриклеточные вторичные мессенджеры.

См. также

Примечания

Литература

• Devaux P. F. Protein involvement in transmembrane lipid asymmetry // Ann. Rev. Biophys. Biomol. Struct. — 1992. — Vol. 21. — p. 417 — 439.
• McNeil H. P., Chesterman C. N., Krilis S. A. Immunology and clinical importance of antiphospholipid antibodies // Adv. Immunol. — 1991. — Vol. 49. — p. 193—280.
• Schroit A. J., Zwaal R. F. A. Transbilayer movement of phospholipids in red cell and platelet membrane // Biochem. Biophys. Acta. — 1991. — Vol. 1071. — p. 313—329.

Фосфолипиды — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Фосфолипи́ды — сложные липиды, сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот. Содержат остаток фосфорной кислоты и соединённую с ней добавочную группу атомов различной химической природы.

Классификация фосфолипидов

В зависимости от входящего в их состав многоатомного спирта принято делить фосфолипиды на три группы:

Свойства фосфолипидов

Фосфолипиды — сложные липиды, в которых содержатся жирные кислоты, фосфорная кислота и дополнительная группа атомов, во многих случаях содержащая азот. Они есть во всех живых клетках. Содержатся в нервной ткани, участвуют в доставке жиров, жирных кислот и холестерина.

Фосфолипиды входят в состав всех клеточных мембран. Между плазмой и эритроцитами происходит обмен фосфолипидами, которые играют важнейшую роль, поддерживая в растворимом состоянии неполярные липиды. Наиболее распространённая группа Фосфолипидов — фосфоглицериды, также к фосфолипидам относятся фосфосфинголипиды и фосфоинозитиды.

Фосфолипиды — амфифильные вещества. Они состоят из полярной «головки», в состав которой входит глицерин или другой многоатомный спирт, отрицательно заряженный остаток фосфорной кислоты и часто несущая положительный заряд группа атомов, и двух неполярных «хвостов» из остатков жирных кислот. Главная особенность фосфолипидов состоит в том, что «головка» у них гидрофильна, а «хвосты» гидрофобны. Это позволяет при нахождении в толще водной среды образовывать бислой — двойной слой фосфолипидных молекул, где гидрофильные головы с обеих сторон соприкасаются с водой, а гидрофобные хвосты упрятаны внутрь бислоя и тем самым защищены от контакта с водой.

Это определяет многие физические и химические свойства фосфолипидов, например, способность формировать липосомы и биологические мембраны (липидный бислой). Химическая структура полярной «головки» определяет суммарный электрический заряд и ионное состояние фосфолипида. «Хвосты» контактируют с липидным окружением, а «головки» — с водным, так как неполярные жирные хвосты не могут соприкасаться с водой.

Биологическая роль фосфолипидов

Главный липидный компонент клеточных мембран. Они сопутствуют жирам в пище и служат источником фосфорной кислоты, необходимой для жизни человека.

Фосфолипиды являются важной частью клеточных мембран. Они обеспечивают текучие и пластические свойства мембран клеток и клеточных органоидов, в то время как холестерин обеспечивает жёсткость и стабильность мембран. Как фосфолипиды, так и холестерин часто входят в состав липопротеидов клеточных мембран, но имеются в мембранах и в свободном, не связанном с белками состоянии. Соотношение холестерин/фосфолипиды в основном и определяет текучесть либо жёсткость клеточной мембраны.

Фосфолипиды участвуют в транспорте жиров, жирных кислот и холестерина. Между плазмой и эритроцитами происходит обмен фосфолипидами, которые играют важнейшую роль, поддерживая в растворимом состоянии неполярные липиды. Будучи более гидрофильными, чем холестерин, благодаря наличию в молекуле остатков фосфорной кислоты, фосфолипиды являются своеобразными «растворителями» для холестерина и других высоко гидрофобных соединений. Соотношение холестерин/фосфолипиды в составе липопротеидов плазмы крови наряду с молекулярным весом липопротеидов (ЛПВП, ЛПНП или ЛПОНП) предопределяет степень растворимости холестерина и его атерогенные свойства. Соотношение холестерин/фосфолипиды в составе желчи предопределяет степень литогенности желчи — степень склонности к выпадению холестериновых желчных камней.

Фосфолипиды замедляют синтез коллагена и повышают активность коллагеназы (фермента, разрушающего коллаген).

Производные фосфолипидов инозитол 1,4,5-трифосфат и диацилглицерол — важнейшие внутриклеточные вторичные мессенджеры.

См. также

Литература

• Т. Т. Берёзов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия. — М.: Медицина, 1998. — 704 с. — 15 000 экз. — ISBN 5-225-02709-1.
• Devaux P. F. Protein involvement in transmembrane lipid asymmetry // Ann. Rev. Biophys. Biomol. Struct. — 1992. — Vol. 21. — p. 417—439.
• McNeil H. P., Chesterman C. N., Krilis S. A. Immunology and clinical importance of antiphospholipid antibodies // Adv. Immunol. — 1991. — Vol. 49. — p. 193—280.
• Schroit A. J., Zwaal R. F. A. Transbilayer movement of phospholipids in red cell and platelet membrane // Biochem. Biophys. Acta. — 1991. — Vol. 1071. — p. 313—329.

Ссылки

Фосфолипид Определение, структура, функция и тип

Фосфолипид Определение

Проще говоря, фосфолипид можно назвать одним из основных компонентов клеточной мембраны. В клеточной мембране эти фосфолипиды будут организованы в «бислой», тем самым действуя в качестве каркаса клетки, в который будут встроены другие компоненты клеточной мембраны. Как следует из названия, это класс «липидов», которые, как известно, обеспечивают структуру, а также защиту клеток.

Фосфолипидная структура

При структурном наблюдении обнаружено, что фосфолипид состоит из двух жирных кислот и фосфатной группы. При этом две жирные кислоты будут представлять «гидрофобные хвосты», тогда как фосфатная группа представляет «гидрофильную голову». Таким образом, головная и хвостовая части фосфолипидной структуры будут соединены вместе молекулой глицерина.

Изготовление клеточной мембраны

Фосфолипиды способны образовывать клеточную мембрану в клетке благодаря своим гидрофильным и гидрофобным свойствам ее компонентов (упомянутых выше).Как известно, быть гидрофильным означает, что молекула является водолюбивым, тогда как быть гидрофобным означает, что молекула ненавидит воду по своей природе. Таким образом, различные компоненты фосфолипидов будут выравниваться в структуре из-за этих свойств, тем самым, создавая структуру клеточной мембраны. Таким образом, фосфолипиды выстраиваются рядом друг с другом с головками на внешней стороне и хвостами на внутренней стороне. Кроме того, еще один слой этих фосфолипидов выровнялся бы с головками, указывающими на внутреннюю сторону клетки, и хвостами на другую сторону.Таким образом, фосфолипидный бислой образуется.

Можно было увидеть такую ​​же организацию фосфолипидного бислоя в мембраносвязанных органеллах, таких как ядро ​​и митохондрии.

Типы фосфолипидов

Следует отметить, что не все фосфолипиды будут одинаковыми. Они будут различаться по размеру, форме и химической структуре. Таким образом, они могут быть сгруппированы в различные типы в зависимости от типа молекулы, которая присоединена к фосфатной группе. Как таковая, фосфатная группа фосфолипида может быть изменена простыми органическими молекулами.Таким образом, различные типы фосфолипидов являются следующими:

Фосфатидилхолин

Это самый распространенный тип фосфолипидов в клеточных мембранах. В этой форме холин будет связан с фосфатной группой молекулы. Как таковой, тип фосфолипида оказывается структурно важным для поддержания формы клеточной мембраны. Кроме того, также установлено, что это важно для правильного функционирования печени, а также для поглощения липидов.Этот тип фосфолипидов считается одним из компонентов желчи и помогает в переваривании жира. Кроме того, это также помогает в транспортировке холестерина и других липидов в различные органы.

Фосфатидилэтаноламин

Как следует из названия, этот фосфолипид будет иметь этаноламиновую единицу, присоединенную к фосфатной группе. Установлено, что это второй по распространенности тип фосфолипидов в клеточной мембране. Его небольшая головка облегчит выравнивание белков внутри мембраны, что сделает возможным процесс слияния и расслоения мембраны.Более того, установлено, что это важный компонент митохондриальной мембраны.

Фосфатидилсерин

В этом фосфолипиде аминокислота серин будет присоединена к фосфатной группе, которая ограничена внутренней частью клеточной мембраны. Обнаружено, что этот тип фосфолипидов играет значительную роль в процессах передачи сигналов в клетках. Следует отметить, что присутствие этого фосфолипида на поверхности наружной мембраны умирающих клеток будет сигнализировать макрофаги о их переваривании.В тромбоцитах эти фосфолипиды помогут в свертывании крови.

Фосфатидилинозитол

Это наименее распространенный тип фосфолипидов, с которым связано инозитольное звено. Этот тип можно увидеть в нескольких типах клеток и тканей и особенно распространен в клетках мозга. Установлено, что этот тип важен для образования сигнальных молекул клеток. Это также поможет в связывании белков и углеводных единиц с внешней клеточной мембраной.

Фосфолипидные функции и использует

Эта молекула играет важную роль в жизненно важном компоненте клетки. Важные функции и использование фосфолипидов:

• Помогите клеточным мембранам и органелевым мембранам быть гибкими
• Разрешить для образования пузырьков
• Включить эндоцитоз и экзоцитоз
• действуют как сайты связывания для белков
• действуют как важные составляющие различных тканей и органов
• Важно для правильного функционирования нервной, пищеварительной, а также сердечно-сосудистой систем
• Помощь в сотовой связи
• Вовлечение в такие процессы, как апоптоз и свертывание крови.
• Помогите смазать ячейки
• Используется в системах доставки лекарств
• действуют как эмульгаторы

4.58/5 (12).

Клеточная мембрана — структура — фосфолипиды

Клеточные мембраны являются важным компонентом клетки, обеспечивающим разделение между внутриклеточной и внеклеточной средой. Они состоят из липидов, белков и углеводов.

В этой статье мы рассмотрим основные функции клеточной мембраны, состав мембран и клинические условия, при которых часть клеточной мембраны является ненормальной.

Рис. 1 — Структура клеточной мембраны [/ caption]

Структура

Упрощенное приблизительное руководство по сухому весу показано в таблице 1.

Фосфолипиды

Двухслойная мембрана содержит много видов фосфолипидных молекул с разными размерами молекул головы и хвоста.

Они состоят из головной молекулы, молекулы фосфата, глицерина и двух цепей жирных кислот.

• Головная группа — это полярная группа , например, сахар или холин — это означает, что головной конец фосфолипида является гидрофильным.
• Хвост из 2 цепей жирных кислот — обычно состоит из 14-24 атомов углерода (но наиболее распространенные длины углерода составляют 16 и 18). Если цепь содержит цис-двойную связь, то цепь изгибается, что уменьшает плотную упаковку мембраны и увеличивает ее движение.Поскольку хвост состоит из жирных кислот, он не образует водородных связей с водой и поэтому является гидрофобным и неполярным.

Молекулы фосфолипидов, следовательно, амфипатичны, — и гидрофильны, и гидрофобны. Они самопроизвольно образуют бислои в воде, при этом головные группы обращены наружу, а хвостовые группы обращены внутрь.

В бислое, между хвостами жирных кислот фосфолипида имеются силы Ван-дер-Ваала с электростатическими и водородными связями между гидрофильными группами и водой.

Рис. 2. Схема, показывающая структуру как фосфолипидного бислоя, так и отдельного фосфолипида. [/ caption]

Холестерин

Холестерин жизненно важен для многих функций в клетке, включая очень важный компонент клеточной мембраны.

Сам по себе холестерин

состоит из полярной головки, плоского стероидного кольца и неполярного углеводородного хвоста. Холестерин играет важную роль в мембране, поскольку он помогает поддерживать стабильность и текучесть клеточной мембраны при различных температурах.

Холестерин связан с соседними молекулами фосфолипидов через водородные связи и, следовательно, при низких температурах уменьшает их упаковку. В целом это означает, что при низких температурах, когда скорость движения самая низкая, поддерживается жидкой фазы .

При высоких температурах холестерин помогает остановить образование кристаллических структур , а жесткое плоское стероидное кольцо предотвращает вибрацию внутри цепи и, следовательно, делает мембрану менее жидкой.

мембранных белков

Как было показано в приведенной выше таблице, типичная клеточная мембрана состоит из 60% белка. Существует так много белка, потому что они жизненно важны практически для каждого процесса в клетке. Список только нескольких функций мембранных белков может включать:

• Катализаторы — ферменты.
• Транспортеры, насосы и ионные каналы.
• Рецепторы для гормонов, местные медиаторы и нейромедиаторы.
• Энергетические преобразователи.

Более активные клетки или органеллы, например митохондрии, как правило, содержат больше белков, что еще раз показывает, что специализация функции определяет структуру.

Как часть клеточной мембраны, белки могут быть либо глубоко внедрены в бислой ( интеграл ), либо связаны с поверхностью клетки ( периферийные ).

Функции клеточной мембраны

Клеточные мембраны жизненно необходимы для нормального функционирования всех клеток нашего организма. Их основные функции состоят из:

• Формирование непрерывного, высокоселективно проницаемого барьера — как вокруг клеток, так и внутриклеточных компартментов.
• Обеспечение контроля в замкнутой химической среде — важно для поддержания ионных градиентов.
• Связь — как с внеклеточным, так и с неорганическим пространством.
• Распознавание — включая распознавание сигнальных молекул, белков адгезии и других клеток-хозяев (очень важно для иммунной системы).
• Генерация сигнала — в ответ на раздражитель, вызывающий изменение мембранного потенциала.

В клетке разные части мембраны выполняют разные функции, и поэтому их структура специализируется для этого.Пример этой специализации можно увидеть в разных частях нерва; клеточная мембрана в аксоне специализируется на электрической проводимости, тогда как конец нерва специализируется на синапсах, то есть состав мембраны различен.

[старт-клиника]

Клиническая значимость — наследственный сфероцитоз

Наследственный сфероцитоз — это состояние, при котором спектрина, периферического цитоскелетного белка истощаются на 40-80%.Существуют как аутосомно-доминантные, так и рецессивные формы состояния, с различной степенью тяжести. В результате этого недостатка спектрина эритроциты не могут эффективно поддерживать свою двояковогнутую структуру и принимать сферическую форму. Это уменьшает их способность путешествовать по микроциркуляторному руслу тела и приводит к увеличению лизиса эритроцитов. Существуют 3 других типа сфероцитоза, которые возникают в результате дефектов анкирина, полосы 3 и белка 4.2, однако спектр является наиболее значимым.

Признаки и симптомы состояния включают в себя:

• От легкой до умеренной анемия
• Возможна Желтуха
• Возможно Спленомегалия
  Рис. 3 — Диаграмма, показывающая мазок периферической крови пациента с наследственным сфероцитозом. [/ caption]

[конец клинического]

,