Жиры: строение, химический состав, функции и применение. Жиры в клетке выполняют функцию

Жиры являются, прежде всего, источником энергии. Но жиры необходимы, также, для выполнения пластических функций, для защиты организма, для осуществления обменных и многих других процессов.

В общем случае жиры представляют собой комплексы органических соединений, основными составляющими которых являются жирные кислоты. Они же определяют и свойства жиров.

Необходимо отметить, что жиры пищи непосредственно не «переходят» в жиры человека. Нередко это игнорируется, что ведет, например, к недопониманию процессов, связанных с похудением.

Жиры человека относятся к группе липидов (от греч. lipos - жир) - жироподобным органическим соединениям, включающей жиры и жироподобные вещества, нерастворимые в воде. Жиры необходимы для осуществления ряда важнейших для существования организма физиологических процессов.

Молекулы простых липидов состоят из глицерина и жирных кислот, сложных - из глицерина, высокомолекулярных жирных кислот и других компонентов. Глицерин составляет в жирах около 10%, отщепляется в процессе переваривания в ЖКТ. Определяют же свойства жиров жирные кислоты.

Липиды входят в состав всех живых клеток и, наряду с белками и углеводами, играют определяющую роль в существовании живых организмов. Практически невозможно обнаружить в человеческом теле ткани, где бы ни шел процесс образования и разложения жиров. В больших количествах липиды содержатся в головном и спинном мозге, печени, сердце и других органах. Концентрация липидов в нервной ткани достигает 25%, а в клеточных и субклеточных мембранах - 40%. Следует отметить, что липиды входят в состав не только тканей человека и животных, но и растений.

Липиды подразделяются на триглицериды, фосфолипиды, сфинголипиды, гликолипиды, стерины (стеролы), воски.

Триглицериды (нейтральные жиры) - наиболее простые и широко распространенные липиды. Входящие в них жирные кислоты нейтрализованы эфирной связью и кислотных свойств не проявляют.

Фосфолипиды, включающие в свой состав фосфорную кислоту, играют ключевую роль в структуре и работе клеточных мембран, являясь, как считается в настоящее время, важнейшим регулятором деятельности клеток. В пищевых продуктах фосфолипиды очень часто сопутствуют триглециридам. Известно около 25 подклассов фосфолипидов и, пожалуй, наиболее важным из них является лецитин, который наряду с другими фосфатидами входит в состав нервной (в частности, мозговой) ткани, в том числе и в состав нервных оболочек.

К стеролам относятся желчные кислоты, холестерол, половые гормоны, витамин D и др.

К липидам относятся, также, терпены (ростовые вещества растений - гиббереллины, каротиноиды, эфирные масла растений, а также воска).

Воска образуются жирными кислотами и многоатомными спиртами. В частности, они покрывают кожу, шерсть, перья животных, смягчая их и предохраняя от действия воды. Восковой защитный слой покрывает также стебли, листья и плоды многих растений.

Жиры (или липиды) синтезируются всеми живыми организмами. В узком, обиходном смысле термин «жиры» эквивалентен термину «триглицериды» и подразумевает вещества, состоящие из глицерина и жирных кислот, соединенных эфирными связями. В организме жир содержится в виде отдельных жировых клеток и в виде структурных элементов всех клеток.

Следует различать жиры, поступающие с непосредственно пищей, и жиры, синтезируемые в организме человека. При этом необходимо еще раз подчеркнуть, что жиры пищи непосредственно не «переходят» в жиры человека.

Что же касается количественных характеристик, то подавляющее количество жира сосредоточено в жировой ткани, в клетках содержится его незначительное количество. В среднем жир составляет 10-20% от общей массы тела, но при патологическом ожирении процент этот может возрастать до пятидесяти и более. Содержание жира в организме зависит от пола, возраста, питания и др., но содержание жира в протоплазме клеток всегда одно и то же.

Функции жиров

Жиры являются одним из краеугольных камней жизнедеятельности организма, выполняют в нем многочисленные функции и трудно разделить их на главные и второстепенные. Перечислим, далее, основные из них.

1. Являясь материалом для мембран клеток, жиры выполняют основополагающую структурную функцию. Наряду с этим, жиры являются и строительным материалом для мозга и тканей нервной системы (пластическая функция).

2. Жиры входят в состав гормонов, витаминов, участвуют в прохождении нервных импульсов - регуляторная функция.

3. Жиры с помощью липопротеинов осуществляют перенос веществ по организму - транспортная функция.

4. Жиры осуществляют защитную функцию, защищая как внутренние органы, так и весь организм в целом от механических воздействий. Каждый внутренний орган содержит в своей оболочке определенное количество жировой ткани, а ряд внутренних органов имеют специальную жировую оболочку, предохраняющие их от механических повреждений.

В частности, почки окружены двойной капсулой с прослойкой жира между ними. Большое количество жира содержится в жировой оболочке кишечника, причем жировые клетки находятся в ячейках из соединительной ткани, которые придают жировому слою большую прочность. Жировая ткань, находящаяся под кожей, служит также и для защиты от механических повреждений.

Жир составляет основу сосудисто – нервных пучков, в которых расположены крупные нервы и сосуды, в том числе заполняя пространство между нервами и сосудами.

5. Жиры выполняют энергетическую функцию, запасая энергию в жировых клетках. При необходимости жир, окисляясь, выделяет энергию более, чем в два раза превосходящую энергию, выделяемую белками и углеводами – жир, окисляясь, выделяет 9,3 ккал, в то время, как белки и углевода – 4,1 ккал.

6. Жир является хорошим теплоизолирующим средством, защищая организм от перепадов температур. Важной особенностью является то, что жир проявляет теплоизолирующие свойства и как защитный слой, и с помощью выделения жирных кислот, образующихся при распаде жиров содержащихся в подкожно-жировые депо. В свою очередь, жирные кислоты, подвергаясь окислению в печени с выделением значительного количества тепла, резко повышают основной обмен.

7. Жиры способствуют всасыванию жирорастворимых витаминов (ретинола, кальциферолов, токоферолов, филлохинонов). Некоторые из жиров являются источниками указанных витаминов.

8. Жиры стимулируют перистальтику кишечника, желчеотделение и внешнесекреторную деятельность поджелудочной железы; жиры способствуют, также, усвоению белков.

Основные правила, которые надо соблюдать, чтобы облегчить усвоение организмом жиров.

1. Организм плохо усваивает жиры из сильно жирной пищи: свинина, куриные ножки, торты, пирожные. Поэтому эта пища не должна доминировать в рационе.

2. Нужно постоянно поддерживать работу печени и жёлчного пузыря.

3. Не следует запивать пищу водой и другими напитками. Такая привычка, с одной стороны, разбавляет пищеварительный сок, а с другой – смывает пищу в другие отделы кишечника, где расщепление жиров происходит не столь эффективно

Роль жиров в организме.

Жиры нашему организму нужны не только для того чтобы откладываться на талии и бёдрах. Жиры являются наиважнейшими питательными элементами, и, при их дефиците, в пище возникают серьёзные проблемы со здоровьем.

1. Жиры необходимы для формирования клеточных мембран и соединительной ткани.

2. Жировая ткань является опорой для внутренних органов (сердце, печень, почки), и при излишней худобе органы смещаются, и нарушается их деятельность.

3. Компоненты жиров (ненасыщенные жирные кислоты) способствуют выведению излишков холестерина из организма.

4. Жиры повышают эластичность и проницаемость стенок кровеносных сосудов.

6. Недостаток жиров в рационе ухудшает работу сердечной мышцы, негативно сказывается на состоянии кожи.

7. Жиры участвуют в синтезе гормонов – веществ, которые постоянно нужны организму для нормальной жизнедеятельности.

Жир жиру – рознь, и не товарищ.

На этом в повествовании о жирах можно было бы поставить точку, но в реальной жизни не всё так просто и гладко. Жиры, поступающие в организм с пищей, могут иметь разные свойства и в неполной мере выполнять возложенные на них природой функции. Свойства жира зависят, прежде всего, от того, какие жирные кислоты входят в его состав. Разновидности современных пищевых жиров.

1. Насыщенный жир – состоит из глицерина и насыщенных жирных кислот, он обычно имеет твёрдую консистенцию даже при комнатной температуре. Источником насыщенных жиров чаще всего является продукция животного происхождения. Эти жиры вредны для организма, когда их сильно много в пище – они способствуют повышению уровня холестерина в крови, развитию сердечнососудистых заболеваний. Надо помнить о том, что насыщенные жиры не являются незаменимыми для человека, и могут синтезироваться из других веществ.

2. Ненасыщенные жиры содержаться в растительных маслах, орехах и некоторых видах морской рыбы. Ненасыщенные жиры не застывают при комнатной температуре даже в обычном холодильнике. Самые известные ингредиенты ненасыщенных жиров – это Омега-3 и Омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты. Практически всю ту пользу, которую приносят жиры организму, можно записать в актив ненасыщенным жирным кислотам. Что очень важно: ненасыщенные жирные кислоты не синтезируются организмом, и продукты, содержащие их, должны обязательно присутствовать в рационе человека: морская жирная рыба, обитающая в северных морях, орехи, каноловое масло, масло грецких орехов, льняное масло.

3. Транс жиры – это самый плохой жир, который вреден для организма в любых концентрациях. Получается он после нагревания растительных жиров до высоких температур в присутствии водорода. Транс жиры широко используются в полуфабрикатах, сладостях промышленного производства, жирных кетчупах, соусах.

Как мы видим, залог здоровья – это сбалансированное отношение к жирной пище: исключить из своего рациона транс жиры, свести до минимума насыщенные жиры и в разумных количествах употреблять ненасыщенные жиры.

Большинство жиров, которые мы употребляем с пищей, используется нашим организмом или остаются про запас. В нормальном состоянии только 5% жиров выводится из нашего организма, это осуществляется при помощи сальных и потовых желёз.

Регуляция жирового обмена в организме происходит под руководством центральной нервной системы. Очень сильное влияние на жировой обмен оказывают наши эмоции. Под действием различных сильных эмоций в кровь поступают вещества, которые активизируют или замедляют жировой обмен веществ в организме. По этим причинам надо принимать пищу в спокойном состоянии сознания.

Для чего нужны жиры в человеческом организме

Одной из важнейших является энергетическая функция жиров в организме человека .

Количество жира в теле среднестатистического мужчины составляет 10-15 кг, которого достаточно для жизнеобеспечения организма на 40-50 дней. У женщин этот показатель выше и составляет 15-20 кг.

В чём состоит польза жиров для организма

Прежде всего – это защита.

Поверхность тела человека защищена от травм и повреждений, а также и от переохлаждения слоем подкожно-жировой клетчатки. Наиболее важные внутренние органы, например почки, окружены достаточно толстым слоем жира, защищающим их от сотрясений и ушибов.

В утверждении биохимиков Калифорнийского университета показана роль олеоилэтаноламида – жирной кислоты, влияющей на чувство голода человека. Эта молекула входит в состав многих природных жиров и при её недостатке ощущается голод, и наоборот, достаточное её количество притупляет чувство голода, иногда даже при явно низком уровне калорий.

Еще одна важная роль жиров в человеческом организме заключается в высокой степени его сопротивляемости инфекциям и радиации.

Суть в том, что жировые клетки человека вырабатывают цитокины – вещества, участвующие в функционировании иммунной системы.

Ученые и врачи, изучающие для чего нужны жиры организму, показывают, что у людей, отказавшихся от потребления жиров, снижается уровень полезных форм холестерина в крови. А это приводит к атеросклерозу, повышенной раздражительности и депрессии, а также к снижению умственных способностей в детском возрасте.

Длительные диеты, резко ограничивающие жиры, приводят к гиповитаминозу.

Низкое либидо, снижение качества спермы, бесплодие и импотенция у мужчин могут быть следствием недостатка полезных жиров в организме.

Ведь мужской половой гормон тестостерон, как и множество других гормональных веществ, образовывается из жиров.

Поэтому стоит разобраться, что дают жиры человеческому организму, какие из них приносят пользу, а какие вред.

Виды и свойства существующих жиров

Все жиры состоят из трех видов: простых, сложных и производных.

Простые жиры называются триглицеридами (ТГ) – это глицерин и три молекулы жирной кислоты.

Триглицериды являются основной массой жира в организме человека и составляют не менее 90 % от всей общей жировой массы. ТГ накапливаются в жировой и мышечной ткани, по сути, являясь концентрированным источником энергии (в 1 г жира содержится 9 ккал, углеводы и белки в два раза менее калорийны), обеспечивая около 70 % энергозатрат организма.

Сложные жиры называются фосфолипидами, а производные холестеринами.

Также существуют ненасыщенные, полиненасыщенные жирные кислоты и насыщенные. К первым относятся подсолнечное, кукурузное, оливковое, хлопковое, соевое масло, мясо птицы, орехи и семечки. Характерно, что вышеперечисленные растительные масла полностью сохраняют свои полезные качества даже после термообработки.

Полиненасыщенные жирные кислоты не производятся организмом самостоятельно, но незаменимы в структуре нервных клеток, транспортируют кислород ко всем органам и тканям.

В симбиозе с белком и холестерином представляют оболочки клеток человеческого организма. Они содержатся в рыбе и рыбьем жире, льняном и рапсовом масле, масле грецкого ореха и зародышах пшеницы.

Жиры животного происхождения являются насыщенными жирными кислотами.

Предохраняя кожу от высыхания, а внутренние органы от травм и холода жиры также переносят витамины по всему организму. Снижение содержания жиров в рационе питания может привести к нарушениям работы сердца и другим осложнениям. Насыщенные жирные кислоты содержат мясо, сало, молочные жиры, сливочное масло, пальмовое и кокосовое масла, масло какао.

При температуре ниже 18-20 градусов эти вещества находятся в твердом состоянии.

Потребность организма в жирах

— В дневном рационе жиры должны составлять 30-40 % от его калорийности.

То есть на килограмм веса тела около грамма жира. Потребление большего объема жира необходимо в холодных климатических условиях, при занятиях спортом и на работах, связанных с тяжелым физическим трудом.

— Соотношение растительных и животных жиров должно быть 2 к 1.

Растительные жиры, за исключением кокосового и пальмового масла, содержат полезные ненасыщенные жирные кислоты, витамин Е и практически не содержат холестерина.

Рыбу и морепродукты нужно употреблять минимум 2 раза в неделю.

Лучше употреблять жиры, сохраняющие все полезные качества, входящие в состав натуральных продуктов, таких как семечки, орехи, авокадо, оливки.

Менее предпочтительны нерафинированные и сырые масла холодного отжима, сливочное масло. Ещё менее полезны рафинированные масла, гидрированные жиры и бутербродные заменители масла.

Воздействие жиров на организм

Природой предусмотрено использование жиров в организме, как основного источника энергии.

Жировые ткани полностью не расходуются даже при длительных голоданиях или экстремальных перегрузках. Количество жира у мужчин при соблюдении правильного питания составляет 15-20 % веса тела, у женщин – до 25 %.

Более высокий процент жира приводит к неприятным побочным эффектам. Такие люди менее подвижны, вялы, их избыточный вес приводит к перегрузкам суставов, связок и сухожилий. В более тяжелых случаях возникают проблемы, связанные с работой сердца, гипертонией, атеросклерозом, сахарным диабетом и иные.

Значение жиров в организме очень велико, поскольку от них зависит выживание человека в природной среде.

Недостаток еды в межсезонье, плохой урожай и другие природные катаклизмы оправдывали наличие некоторого избытка жира.

В современном цивилизованном мире нет смысла накапливать избыточную энергию, учитывая доступность необходимых продуктов в течение года.

К тому же не стоит забывать о гиподинамии, то есть о том, что современный человек мало двигается, а потребляет калорий больше, чем их расходует.

Человеческий организм обладает определенным количеством жировых клеток, генетически обусловленных. Избыточное питание и неправильный образ жизни может привести к увеличению объема жировой клетки в 900 раз от первоначального объема, а это как раз и приводит к увеличению массы всего тела со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Значение жиров в питании человека

Роль жиров в организме

Жиры (липиды от греч. lipos – жир) относятся к основным пищевым веществам (макронутриентам). Значение жира в питании многообразно.

Жиры в организме выполняют следующие основные функции:

энергетическая — являются важным источником энергии, превосходящим в этом плане все пищевые вещества.

При сгорании 1 г жира образуются 9 ккал (37,7 кДж);

пластическая — являются структурной частью всех клеточных мембран и тканей, в том числе нервной;

являются растворителями витаминов А, Д, Е, К и способствуют их усвоению;

служат поставщиками веществ, обладающих высокой биологической активностью : фосфатиды (лецитин), полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), стерины и др.;

защитная — подкожный жировой слой предохраняет человека от охлаждения, а жиры вокруг внутренних органов защищает их от сотрясений;

вкусовая — улучшают вкус пищи;

вызывают чувство длительного насыщения (ощущение сытости).

Жиры могут образовываться из углеводов и белков, но в полной мере ими не заменяются.

Жиры подразделяются на нейтральные (триглицериды) и жироподобные вещества (липоиды).

Биологическая эффективность жиров

Нейтральные жиры состоят из глицерина и жирных кислот .

Жирные кислоты во многом определяют свойства жиров.

Биологическая эффективность — показатель качества жиров пищевых продуктов, отражающий содержание в них незаменимых полиненасыщенных жирных кислот.

В природе обнаружено более 200 жирных кислот, но практическое значение имеют только 20.

Жирные кислоты подразделяются на насыщенные, мононенасыщенные, полиненасыщенные .

Насыщенные жирные кислоты (до предела насыщенные водородом – предельные ) — пальмитиновая, стеариновая, миристиновая, масляная, капроновая, каприловая, арахиновая и др.

Высокомолекулярные предельные жирные кислоты (стеариновая, арахиновая, пальмитиновая) имеют твердую консистенцию, низкомолекулярные (масляная, капроновая и др.) – жидкую. (большинство растительных масел).

В твердых жирах преобладают насыщенные жирные кислоты (жиры животных и птиц) Чем больше насыщенных жирных кислот, тем выше температура плавления жира, тем дольше он переваривается и хуже усваивается (бараний и говяжий жиры).

Биологическая активность насыщенных жирных кислот невелика.

С насыщенными жирными кислотами связываются представления об отрицательном их влиянии на жировой обмен, развитии атеросклероза. Имеются данные, что повышение содержания холестерина в крови связано с поступлением животных жиров, имеющих в своем составе насыщенные жирные кислоты. Избыточное поступление твердых жиров также способствует развитию ишемической болезни сердца, ожирению, желчнокаменной болезни и др.

Мононенасыщенные (моноеновые) — к ним относится олеиновая кислота , находящаяся практически во всех жирах животного и растительного происхождения.

Большое ее количество содержится в оливковом масле (66,9%). Имеются данные о благоприятном действии олеиновой кислоты на липидный обмен, в частности на обмен холестерина и функции желчевыводящих путей.

ВОЗ (2002) отнесла олеиновую кислоту к возможным, но окончательно не доказанным, алиментарным факторам, снижающим риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Полиненасыщенные (полиеновые, ПНЖК ) — имеющие две и более свободные двойные связи.

К ним относится линолевая кислота, имеющая две двойные связи, линоленовая , имеющая три двойные связи, и арахидоновая , имеющая четыре двойные связи. Эти кислоты, благодаря своим биологическим свойствам, называются витамином F . Линолевая и линоленовая кислоты относятся к незаменимым (эссенциальным) нутриентам, т.к.

не синтезируются в организме и поступают только с пищей.

ПНЖК участвуют в регуляции обменных процессов в клеточных мембранах, в образовании энергии в митохондриях. Около 25% жирнокислотного состава мембран составляет арахидоновая кислота. Из ПНЖК в организме образуются тканевые гормоноподобные вещества (простагландины), они положительно влияют на жировой обмен в печени, повышают эластичность кровеносных сосудов, нормализуют состояние кожи, необходимы для нормального функционирования головного мозга.

ПНЖК способны связывать в крови холестерин, образовывать с ним нерастворимый комплекс и выводить его из организма (антисклеротическая роль).

Превращения ПНЖК в организме зависят от химической структуры, а именно от положения первой от метильного конца двойной связи. Так, у линолевой кислоты эта связь находится в положении 6. Все другие кислоты (в частности арахидоновая), образующиеся из нее, также имеют первую двойную связь в положении 6 и относятся к ПНЖК семейства омега-6.

У линоленовой кислоты первая свободная двойная связь самая удаленная и находится в положении 3 , поэтому данная кислота и продукты ее превращения (эйкозапентаеновая, докозапентаеновая и докозагексаеновая жирные кислоты) относятся к ПНЖК семейства омега-3.

Очень богаты линолевой кислотой растительные масла (подсолнечное, кукурузное, хлопковое и соевое).

Хорошим источником линолевой кислоты являются мягкие маргарины, майонез, орехи. Из круп ее больше всего в пшене, но в 25 раз меньше, чем в подсолнечном масле.

Таблица 2

Количество жирных кислот (в г) в 100 г жировых продуктов.

Наибольшее содержание ее в свином жире (2 г%) и сливочном масле (0,2-0,5 г%).

Источниками линоленовой кислоты являются льняное, конопляные масла, соевое, горчичное и рапсовое масла. Источником ПНЖК омега-3 в основном являются жиры морских рыб и животных (сельдь, лососевые, печень трески, морские млекопитающие и т.д.).

Следует отметить, что в некоторых продуктах одновременно присутствуют значительные количества линолевой и линоленовой кислот – конопляное, соевое, горчичное и рапсовое масла.

Физиологические эффекты ПНЖК в организме во многом связаны с их метаболитами.

Исследования последних лет показали, что ПНЖК семейства омега-3 нормализуют жировой обмен, повышают пластичность кровеносных сосудов, уменьшают вязкость крови, препятствуют образованию тромбов, стимулируют иммунитет (участвуют в образовании Т-лимфоцитов), продукцию простагландинов, обладают антиоксидантным и антиканцерогенным действием.

Установлена их положительная роль при лечении атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, язвы желудка, сахарного диабета, аллергических и кожных заболеваний и др.

В рационе здорового человека соотношение ПНЖК омега-6 к омега-3 должно быть 10:1, а при нарушении липидного обмена от 3:1, до 6:1.

Изучение фактического питания населения показало, что у значительной части населения это соотношение составляет от 10:1 до 30:1. Это свидетельствует о дефиците ПНЖК семейства омега-3.

5.3. Свежесть жиров

Пищевая ценность жиров определяется не только жирнокислотным составом, температурой плавления и др., но и показателями свежести .

Свежесть – обязательный признак полноценности жиров.

Пищевые жиры при длительном хранении в присутствии кислорода и света прогоркают, что связано с аутоокислением ненасыщенных жирных кислот. Отрицательно действует на жиры длительная термическая обработка. В окисленных и перегретых жирах разрушаются витамины, уменьшается содержание ПНЖК и накапливаются вредные вещества (перекиси, альдегиды и др.), вызывающие раздражение желудочно-кишечного тракта и нарушающие обмен веществ.

В организме человека жиры также могут подвергаться аутоокислению (липидная пероксидация). Этот процесс относят свободнорадикальному окислению, которое активно инициируется постоянно возникающими в тканях первичными кислородными радикалами.

Организм человека обладает антиоксидантной защитой, при недостаточности которой развивается ряд заболеваний, в т.ч. атеросклероз. К антиоксидантам относятся ферменты (каталаза, супероксиддисмутаза и др.), мочевая кислота, альбумин, а также ряд микронутриентов (витамины Е, А и С, ß-каротин, селен) и др

Для предупреждения аутоокисления жирных кислот и прогоркания пищевых жиров в жиросодержащие продукты вводят антиоксиданты.

Транс-изомеры жирных кислот (ТИЖК)

Транс-изомеры жирных кислот – особые формы молекул ненасыщенных жирных кислот, иногда называемых «молекулами-уродами». ТИЖК лишены биологической эффективности и для организма являются только источниками энергии. Однако при потреблении в большом количестве они могут неблагоприятно влиять на организм.

В натуральных молочных и мясных жирах, мягких маргаринах ТИЖК составляют около 3% всех жиров.

Много ТИЖК (до14 %) в вырабатываемых жировой промышленностью гидрогенизированных жирах, использующихся для производства твердых маргаринов, кулинарных и кондитерских жиров. Эти жиры широко применяют в кондитерской промышленности для изготовления печенья, конфет, шоколадных паст, картофельных чипсов, прослойки вафель и т.д.

Используют их при жарении различных кулинарных изделий (пирожков, цыплят и т.д.).

Имеются данные о том, что ТИЖК, как и насыщенные жирные кислоты, повышают уровень общего холестерина и снижают антиатерогенные фракции в крови.

Это является фактором риска развития атеросклероза, нарушает обмен биологически активных веществ, образующихся из ПНЖК, ухудшает качество жиров грудного молока у кормящих матерей. Следует отметить, что речь не идет об опасности потребления вафель с жиросодержащими прослойками или картофельных чипсов, а о том, что этими и подобными изделиями не следует злоупотреблять в повседневном питании здорового человека.

Жироподобные вещества

Значительную ценность для организма представляют жироподобные вещества (липоиды) . К ним относятся биологически активные вещества — фосфолипиды и стерины.

Фосфолипиды (фосфатиды) – основными представителями являются лецитин, кефалин и сфингомиелин.

В организме человека они входят в состав клеточных оболочек, имеют существенное значение для их проницаемости, обмена веществ между клетками и внутриклеточным пространством.

Фосфолипиды пищевых продуктов различаются по химическому составу и биологическому действию. Последнее во многом зависит от природы входящего в их состав аминоспирта .

В продуктах питания наиболее широко представлен лецитин . Лецитин в своем составе имеет глицерин, ненасыщенные жирныекислоты, фосфор и витаминоподобное вещество холин .

Лецитин обладает липотропным действием — уменьшает накопление жиров в печени, способствуя их транспорту в кровь. Он входит в состав нервной и мозговой ткани, влияет на деятельность нервной системы. Лецитин — важный фактор регулирования холестеринового обмена, т.к. предотвращает накопление в организме избыточных количеств холестерина, способствует его расщеплению и выведению. Большое значение имеет достаточное количество лецитина в диетах при атеросклерозе, болезнях печени, желчнокаменной болезни, в рационах питания лиц умственного труда и пожилых людей, а также в рационах лечебного и лечебно-профилактического питания.

Суточная потребность в лецитине составляет около 5 г.

Лецитином богаты яйца (3,4 г%), печень, икра, мясо кролика, сельдь жирная, нерафинированные растительные масла (2,5-3,5 г%). В говядине, баранине, свинине, мясе кур, горохе содержится около 0,8 г% лецитина, в большинстве рыб, сыре, сливочном масле, овсяной крупе – 0,4-0,5 г%, в твороге жирном, сметане – 0,2 г%. Хорошим источником лецитина при малой жирности является пахта.

Стерины представляют собой гидроароматические спирты сложного строения, содержащиеся в растительных маслах (фитостерины) и животных жирах (зоостерины) .

Из фитостеринов наиболее известен ß-ситостерин , больше всего его содержится в растительных маслах. Он нормализует холестериновый обмен, образуя с холестерином нерастворимые комплексы, которые препятствуют всасыванию холестерина в желудочно-кишечном тракте, и тем самым снижают его содержание в крови.

Холестерин относится к животным стеринам.

Он является нормальным структурным компонентом всех клеток и тканей. Холестерин входит в состав мембран клеток и вместе с фосфолипидами и белками обеспечивает избирательную проницаемость мембран и влияет на активность связанных с ними ферментов. Холестерин – источник образования желчных кислот, стероидных гормонов половых желез и коры надпочечников (тестостерон, кортизон, эстрадиол и др.), витамина Д.

Следует выделить связь пищевого холестерина с атеросклерозом , причины возникновения которого сложны и многообразны.

Известно, что холестерин входит в состав сложных плазменных белков липопротеинов. Выделяют липопротеины высокой плотности (ЛПВП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП) и липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП). К атерогенным, т.е. способствующим формированию атеросклероза, относят ЛПНП и ЛПОНП. Они способны откладываться на сосудистой стенке и формировать атеросклеротические бляшки , в результате чего просвет кровеносных сосудов суживается, нарушается кровоснабжение тканей, сосудистая стенка становиться непрочной и хрупкой.

Основная часть холестерина в организме образуется в печени (около 70%) из жирных кислот, главным образом насыщенных.

Часть холестерина (около30%) человек получает с пищей.

Качественный и количественный состав пищи существенно влияет на обмен холестерина.

Чем больше холестерина поступает с пищей, тем меньше его синтезируется в печени и наоборот. При преобладании насыщенных жирных кислот и легкоусвояемых углеводов биосинтез холестерина в печени повышается, а в случае преобладания ПНЖК — снижается. Обмен холестерина нормализуют лецитин, метионин, витамины С, В6, В12 и др., а также микроэлементы.

Во многих продуктах эти вещества хорошо сбалансированы с холестерином: творог, яйца, морская рыба, некоторые морепродукты. Поэтому отдельные продукты и весь рацион нужно оценивать не только по содержанию холестерина, но и по совокупности многих показателей. В настоящее время насыщенные жирные кислоты животных и гидрогенизированных жиров отнесены к более значимым факторам риска развития сердечно-сосудистой патологии, чем пищевой холестерин.

Холестерин широко представлен во всех пищевых продуктах животного происхождения (табл.

В обычном дневном рационе питания должно содержаться не более 300 мг холестерина. При тепловой обработке разрушается около 20% холестерина.

Таблица 3.

Источники жиров в питании

Ни один из пищевых жиров, взятый в отдельности, не может полностью обеспечить потребности организма в них. Так, животные жиры , в том числе молочный жир, обладают высокими вкусовыми качествами, содержат довольно много витаминов А и D, лецитина, обладающего липотропными свойствами.

Однако в них мало ПНЖК и много холестерина — одного из факторов риска атеросклероза.

Растительные жиры содержат много ПНЖК, витамина Е и ß-ситостерина, способствующего нормализации холестеринового обмена.

В то же время в растительных маслах отсутствуют витамины А и Д, а при тепловой обработке эти масла легко окисляются.

Источниками животных жиров являются шпик свиной (90-92% жира), сливочное масло(62-82%), жирная свинина (49%), колбасы (20-40%), сметана (10-30%), сыры (15-45%) и др.

Источники растительных жиров — растительные масла (99,9% жира), орехи (53-65%), овсяная крупа (6,1%), гречневая крупа, пшено (3,3%) и др.

В здоровом питании должна предусматриваться комбинация животных и растительных жиров.

Низкокалорийные заменители жира

Широкое распространение избыточной массы тела и ожирения среди населения экономически развитых стран вызвали необходимость поиска и разработки низкокалорийных заменителей жира, а также привлекли внимание к маложирным «легким» продуктам.

Существуют две группы заменителей жиров.

Первая группа включает углеводы и белки, молекулы которых изменены таким образом, что способны связывать большие количества воды, в три раза превышающие массу этих веществ.

Набухшие частицы дают при разжевывании ощущение жира, а калорийность данных заменителей снижается до 1-2 ккал/г. Из углеводов для таких целей используют низкомолекулярные крахмалы, декстрины, мальтодекстрины и камеди. Белковые заменители жира получают из молока и яиц. Заменители этой группы всасываются и метаболизируются как обычные белки и углеводы.

Вторая группа заменителей представляет собой синтетические вещества, обладающие физическими и технологическими свойствами жиров в пищевых продуктах.

Синтетические жирозаменители имеют различную химическую природу, степень переваривания и усвоения, а также неодинаковое влияние на желудочно-кишечный тракт.

Они заменяют жир в пище в эквивалентном по массе соотношении. Из синтетических заменителей жира наиболее известны эфиры жирных кислот с сахарами, например полиэфир сахарозы. Следует подчеркнуть, что идет изучение их безопасности и эффективности.

Потребность и нормирование жиров в питании

Нормирование жира в рационе питания производится с учетом возраста, пола, характера трудовой деятельности, национальных и климатических особенностей.

По нормам питания России для здорового взрослого человека в среднем требуется 1,1 г жира на 1 кг массы тела. Из общего количества потребляемых жиров около 30% должны составлять растительные.

Среднесуточная физиологическая потребность человека в насыщенных жирных кислотах составляет 25 г, ПНЖК — 11 г.

Наилучшим соотношением жирных кислот считается: 10-20% полиненасыщенных, 30% насыщенных и 50-60% мононенасыщенных жирных кислот.

За счет жира должно обеспечиваться около 30% суточной энергетической ценности рациона.

Потребность в жирах на Крайнем Севере, в связи с увеличением теплопродукции, повышена на 5-7%, в условиях юга — снижена на 5% от общей энергоценности рациона. В высокогорных районах потребление жиров ограничивают, т.к. в связи с уменьшением содержания кислорода в воздухе при пониженном барометрическом давлении ухудшается окисление жиров в организме и накапливаются недоокисленные продукты жирового обмена.

Жиры или липиды относятся к основным пищевым веществам и являются важным компонентам питания. Жиры подразделяются на нейтральные (триглицириды) и жироподобные вещества (липоиды). Нейтральные жиры состоят из глицирина и жирных кислот.

Липоиды: к ним относят биологически активные вещества- фосфолипиды (обладают большой биологической активностью, не являются существенным источником энергии и не относяться к незаменимым компонентам питания; лецитин, кефалин) и стерины (нерастворимые в воде гидроароматические спирты сложного строения и подразделяются на фито стерины и зоостерины).

Жиры в организме человека выполняют следующие основные функции:

Служат важным источником энергии, превосходящим в этом плане все пищевые вещества- при окислении 1 г жира образуется 9 ккал(37.7 кДж);

Входят в состав клеток и тканей

Являются растворителями витаминов A,D,E,K

Поставляют биологически активные вещества — ПНЖК (полинасыщенные жирные кислоты: линолевая, линоленовая, арахидоновая кислоты), фосфаты, стерины и др.

Создают защитные и термоизоляционные покровы- подкожный жировой слой предохраняет человека от переохлождения;

Улучшают вкус пищи;

Вызывают чувство длительного насыщения.

Жиры могут образовываться из Б и У, но в полной мере заменяться ими не могут.

Обмен жиров: Жиры и липоиды (фосфотиды, стерины, церебризиды) нерастворимы в воде, но растворимы в органических растворителях.

Используется для пластического и энергетического обмена.

Пластическая роль жиров состоит в том, что они входят в состав клеточных мембран, но в отличии от Б, лишь незначительная часть жиров входит в состав клеточных структур. Подавляющее большинство Ж в организме находится в жировой ткани, велико значение Ж в энергетическом обмене.

Общее количество Ж в организме человека колеблется в пределах от 10 до 20 %.

Но при патологических состояниях (ожирение) количество Ж 40-50 %.

Количество запасного Ж зависит от: характера питания, количества пищи, от конституционных особенностей человека, от величины расхода энергии при мышечной деятельности, от пола, от возраста.

Количество протоплазматического Ж (участвующего в обмене в-в) является устойчивым и постоянным.

Образование и распад жиров в организме: Ж, всосавшийся в кишечнике, поступает в лимфу и в незначительном количестве в кровеносную систему.

При обильном и длительном питании, каким либо одним видом Ж может изменится состав Ж откладывающегося в организме.

При обильном углеводистом питании и отсутствии в рационе Ж в организме может происходить синтез Ж из У. некоторые ненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая) являются незаменимыми. Процесс регуляции обмена Ж, также нервной и эндокринной системой а также тканевыми механизмами и тесно связана с углеводистым обменом. Расщепление триглициридов происходит при понижении концентрации глюкозы в крови и наоборот.

Т.е взаимосвязь жирового и углеводных обменов обеспечивает энергетическую потребность организма.

При избытке У триглицириды депонируются в жировой ткани, а при нехватке У происходит расщепление триглициридов.

Жиры, которые по научному называются триглицериды, выполняют очень важную функцию для человеческого организма и для многих других живых существ. Значение жиров для организма трудно переоценить, поскольку без них ни одно млекопитающее (включая, разумеется, и человека) просто не могло бы существовать.

Функции жиров в организме

Основной функцией триглицеридов является, конечно же, выработка энергии. Только имея достаточное количество жиров в организме, человек может нормально существовать. Энергетическая ценность жиров в два раза выше энергетической ценности углеводов, а ведь многие считают основными элементами для выработки энергии именно углеводы. Однако триглицериды значительно опережают их по этому показателю. Именно жиры необходимы нам прежде всего для того, чтобы ходить, двигаться. Правда, при этом должно соблюдаться одно условие, а именно: должно происходить их нормальное всасывание в кишечнике с помощью кислот, содержащихся в желчи. Если этого не происходит, то жиры перестают усваиваться организмом и постепенно формируют вредные для организма жировые отложения. Именно поэтому для нормального синтеза жиров нужно стараться вести достаточно подвижный образ жизни, при котором все триглицериды будут перерабатываться в так необходимую нам энергию.

Значение жиров

Какие функции выполняют жиры? Как известно, жиры имеют и еще одно важное значение для любого животного организма. Именно триглицериды создают так называемую жировую прослойку, которая не позволяет холоду проникать в организм. Объясняется это крайне низкой теплопроводностью жиров. Конечно, наиболее важное значение это имеет для тех видов животных и птиц, которые живут в условиях крайнего севера или на южном полюсе - в Антарктиде. У тюленей, китов, моржей, пингвинов жировая прослойка достаточна для того, чтобы выдерживать самые суровые холода без какого-либо ущерба для их жизни и здоровья. Что касается людей, то нам, конечно, такая защита из триглицеридов не требуется, однако определенное количество все же необходимо - как говорится, про запас. А вот излишек жиров, как мы уже говорили выше, очень вреден для человеческого организма, поскольку это может привести и к заболеваниям пищевых органов, и даже к различным сердечно-сосудистым заболеваниям. Поэтому не зря говорят: «движение - жизнь». От холода нас спасет теплая одежда, а жиры человеку требуются лишь в качестве источника энергии. Что же касается применения жиров, то, помимо того, что они активно используются в пищевой промышленности и мыловарении, триглицериды активно применяются и в медицине, а также при производстве различных смазочных материалов.

• · Энергетическая функция: снабжают организм энергией. Калорическая ценность жиров выше, чем у углеводов и белков (1г жира даёт при окислении около 9 ккал). Энергетическую роль выполняют резервные жиры
• · Пластическая функция: жиры входят в состав всех мембран, составляя их каркас. Эту роль выполняют структурные белки.
• · Регуляторные функции:
  • а) липиды определяют проницаемость клеточных мембран, регулируют активность мембранных ферментов
  • б) из липидов синтезируются особые тканевые гормоны эйкозаноиды
• · Защитная функция: липиды создают механическую защиту внутренних органов от повреждений и травм
• · Терморегуляторная функция: липиды подкожной клетчатки снижают теплоотдачу организма
• · Участвуют в проведении нервных импульсов, формируют миелиновые оболочки нервных пучков, играющие роль «электроизолятов»
• · Липиды растворяют жирорастворимые витамины
• · Жиры являются важными источниками эндогенной воды

Состав клеточных мембран. В состав клеточных мембран в различных соотношениях входят белки, жиры и углеводы. На долю белков в среднем приходится 50%, липидов - 30%, углеводов - 10%.

Белки представлены ферментами, структурными, транспортными, рецепторными белками. Около половины липидов мембран составляют глицерофосфолипиды, треть приходится на холестерин, меньшая часть - на сфинголипиды. Углеводы клеточных мембран представлены компонентами гликосфинголипидов, гликопротеидов.

Структура клеточных мембран. В настоящее время общепринятой является мозаичная структура клеточной мембраны. Согласно этой модели, основу клеточной мембраны составляют глицерофосфолипиды, которые ориентированы в мембране таким образом, что гидрофильные участки находятся на поверхности, а гидрофобные в глубине клеточной мембраны. В силу дифильности глицерофосфолипиды образуют билипидный слой. Фосфолипиды в клеточных мембранах располагается ассимитрично, на поверхности плазматической мембраны располагается в основном фосфатидилхолин, а внутри фосфотидилколамин и фосфатидилсерин.

Белки в клеточных мембранах делятся на поверхностные белки и интергральные. Интегральные белки обычно расположены в мембране асимметрично. Толщину мембраны пронизывает гидрофобные участки белка, чаще всего уложенные в виде альфа - спирали, С-конец полипептидной цепи находится на внутренней поверхности, а N-конец на внешней поверхности мембраны. Очень часто к N-концевому фрагменту присоединяются углеводы, выполняющие рецепторную функцию. Гидрофобные части белка связываются с гидрофобными участками липидов, а гидрофильные с гидрофильными участками липидов.

Физико-химические свойства мембран определяются химическим составом мембран и температурой окружающей среды. Жёсткость мембранам придают холестерин и насыщенные жирные кислоты. Непредельные жирные кислоты придают текучесть липидам клеточной мембраны. При низкой температуре фосфолипиды достаточно жёстко зафиксированы в составе мембраны, при повышении температуры возможно перемещение липидов. При температуре тела жиры находятся в жидком состоянии.

Функции клеточных мембран

• 1. Разделительная функция - мембраны придают форму клеткам, формируют внутренние отсеки, взаимодействуют со структурой цитоскелета.
• 2. Коммуникативная функция - мембраны обеспечивают межклеточные контакты с помощью рецепторов.
• 3. Метаболическая функция - в клеточные мембраны встроены мембранные ферменты.
• 4. Транспортная функция - через мембрану осуществляется транспорт веществ.
• 5. Рецепторная функция - избирательное взаимодействие рецепторов мембран с различными веществами.

Транспорт веществ через клеточные мембраны

• 1. Пассивный транспорт веществ, который осуществляется по градиенту концентрации через соответствующие мембранные каналы
• 2. Активный транспорт против градиента концентрации с использованием энергии АТФ
• 3. Облегчённый транспорт, в котором участвуют особые дополнительные транспортные белки, осуществляющие или однонаправленное перемещение двух веществ, или разнонаправленное перемещение двух веществ через мембрану

4. Транспорт макромолекул осуществляется путём эндоцитоза или экзоцитоза.

Переваривание жиров.

Для взрослого человека суточная потребность в жирах составляет 70-80 г, для детей 5 - 7 г/кг.

У взрослых людей процесс пищеварения происходит в тонком кишечнике. Необходимыми условиями для этого являются:

• - наличие ферментов
• - оптимальное рН
• - эмульгирование жиров

Необходимость эмульгирования жиров связана с водонерастворимостью жиров. Водорастворимые ферменты могут действовать на липиды только на поверхности жировой капли. Эмульгирование повышает поверхность раздела липид / вода и обеспечивает большую поверхность контакта фермента и жира. В эмульгировании жиров основную роль играют жёлчные кислоты, выделяемые в просвет кишечника в составе жёлчи.

Различают простые и парные, первичные и вторичные жёлчные кислоты:

Простые жёлчные кислоты являются производными холановой кислоты.

К простым жёлчным кислотам относятся холевая, дезоксихолевая кислота, хенодезоксихолевая и литохолевая кислоты.

Синтез желчных кислот из холестерина происходит в печени. Ключевым ферментом является 7-альфагидроксилаза. Она переводит холестерин при участии цитохрома Р 450 в 7-альфахолестерин - 3,7 (ОН) 2 . Он, в свою очередь, переходит в хенодезоксихолевую кислоту 3,7 (ОН) 2 путём укорочения бокового радикала и в холевую кислоту 3,7,12 (ОН) 3 . Эти две кислоты являются первичными жёлчными кислотами. Их полярность увеличивается при образовании парных жёлчных кислот путём присоединения глицина (гликокола) и таурина.

У взрослого человека до 80% всех жёлчных кислот представлено гликохолевой и таурохолевой кислотами. В кишечнике под действием микрофлоры происходит отцепление таурина, гликокола и ОН группы в 7 положении с образованием вторичных желчных кислот: дезоксихолевой и литохолевой.

Все жёлчные кислоты относятся к поверхностно активным веществам, имеющим в своем составе гидрофобные и гидрофильные участки. Гидрофильными являются ОН - группы, остатки таурина и гликокола, а гидрофобными - радикал жёлчной кислоты. Благодаря дифильности жёлчные кислоты располагаются в поверхностном слое жировой капли и уменьшают поверхностное натяжение.

В результате снижения поверхностного натяжения под действием перистальтики кишечника, выделения СО 2 происходит дробление крупных капель жира на множество мелких - эмульгирование, резко возрастает поверхность соприкосновения капель жира и ферментов.

Липолитические ферменты, участвующие в переваривании жиров, активны при pН 8 - 8,5. Такая среда обеспечивается секрецией бикарбонатов поджелудочной железой.

Основные ферменты переваривания жиров вырабатываются поджелудочной железой и стенкой тонкого кишечника.

В переваривании ТАГ участвует поджелудочная липаза. Она вырабатывается в неактивной форме, и в тонком кишечнике взаимодействует с дополнительным белком колипазой, который повышает активность липазы и обеспечивает контакт фермента с соответствующими жирами. Поджелудочная липаза отщепляет последовательно остатки жирных кислот из альфа-положении с образованием бета - моноацилглицерина (в -МАГ)

Образующиеся бета-МАГ могут в дальнейшем подвергаться расщеплению под действием липазы до глицерина и жирных кислот. Около 50% МАГ подвергается всасыванию.

Переваривание глицерофосфолипидов происходит под действием ферментов поджелудочной железы фосфолипаз, которые чаще всего обозначаются как фосфолипаза А, А 2 , С, Д. Под действием фосфолипазы А 2 отщепляется остаток жирной кислоты из в - положения с образованием продукта неполного распада глицерофосфолипида - лизофосфолипида. Лизофосфолипиды являются поверхностно активными веществами и усиливают процессы эмульгирования жиров.

Под действием фосфолипазы А отщепляется остаток жирной кислоты в б - положении. Фосфолипаза С отрывает остаток фосфорной кислоты, а фосфолипаза Д - остаток холина. Таким образом, при полном распаде глицерофосфолипидов образуются глицерин, жирные кислоты, Н 3 РО 4 , холин.

Эфиры холестерина они расщепляются ферментом холестеролэстеразой.

Переваривание сфинголипидов осуществляется ферментами эстеразами, фосфатазами, амидазами, гликозидазами.