Фосфолипиды (ФЛ, фосфатиды) представляют собой соединение спирта глицерола или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой . В их состав также входят азотсодержащие соединения холин , этаноламин , серин , циклический шестиатомный спирт инозитол (витамин В 8).
Пищевые источники фосфолипидов
Доля фосфолипидов в пищевом жире невелика (не более 10%), это фосфолипиды клеточных мембран и жировых эмульсий. Источниками фосфолипидов является практически любой жир, используемый в пищу – любые растительные масла, свиной, говяжий и другой животный жир, жир молочных продуктов и сливочное масло. В результате фосфолипидов поступает около 8-10 г в сутки.
В организме человека наиболее распространены глицерофосфолипиды.
Глицерофосфолипиды
Жирные кислоты, входящие в состав этих фосфолипидов, неравноценны. Ко второму атому углерода присоединена, как правило, полиненасыщенная жирная кислота. При углероде С 1 находятся любые кислоты, чаще мононенасыщеннные или насыщенные.
Наиболее простым глицерофосфолипидом является фосфатидная кислота (ФК) – промежуточное соединение для синтеза ТАГ и ФЛ.
Фосфатидилсерин (ФС), фосфатидилэтаноламин (ФЭА, кефалин ), фосфатидилхолин (ФХ, лецитин ) – структурные ФЛ, они вместе с холестерином формируют липидный бислой клеточных мембран, обеспечивают активность мембранных ферментов, вязкость и проницаемость мембран.
Кроме этого, дипальмитоил-фосфатидилхолин , являясь поверхностно-активным веществом, служит основным компонентом сурфактанта легочных альвеол. Его недостаток в легких недоношенных младенцев приводит к развитию синдрома дыхательной недостаточности.
Также фосфатидилхолин , являясь одним из важнейших компонентов желчи , поддерживает находящийся в ней холестерин в растворенном состоянии и, таким образом, препятствует образованию желчных камней.
Строение преобладающих в организме фосфолипидов
Фосфатидилинозитол (ФИ) – играет ведущую роль в фосфолипид-кальциевом механизме передачи гормонального сигнала в клетку.
Лизофосфолипиды – продукт гидролиза фосфолипидов фосфолипазой А 2 , образуются при определенных стимулах, вызывающих в клетке синтез эйкозаноидов (простагландинов, лейкотриенов).
Гораздо более редким является кардиолипин – структурный фосфолипид в мембране митохондрий.
Плазмалогены при С 1 содержат высший спирт вместо жирной кислоты. Они участвуют в построении структуры мембран, составляют до 10% фосфолипидов мозга и мышечной ткани.
Строение менее распространенных фосфолипидов
Сфингофосфолипиды
Основным представителем у человека являются сфингомиелины – основное их количество расположено в сером и белом веществе головного и спинного мозга, в оболочке аксонов периферической нервной системы, есть в печени, почках, эритроцитах и других тканях. В качестве жирных кислот выступают насыщенные и мононенасыщенные, которые присоединены к спирту сфингозину.
Фосфатидилхолин – это фосфолипид, содержащий присоединенный . Содержится в соевом лецитине. Не путать с соевым летицитом (является источником), (другой фосфолипид)
Источники и структура
Источники
Фосфатидилхолин – это второй по важности фосфолипид (после сфинголипида) в человеческом организме. В клеточной мембране большинство фосфолипидов составляют фосфатидилходин и фосфатидилсерин.
Структура
Фосфатидилхолин (ФХ) – это фосфолипид, состоящий из двух молекул жирных кислот (они могут варьироваться внутри молекулы, но вещество все равно будет называться ФХ), связанных с глицерином, молекулой фосфатной кислоты и с молекулой холина. В результате демитилирования всех метильных групп с помощью холина образуется фосфатидилэтаноламин. (оба фосфолипида применяются при диете, и источником обоих является соевый лецитин). Если фосфатидилхолин потеряет обе жирные кислоты, сохранив при этом холиновую группу, он становится Альфа GPC.
Сердечно-сосудистая система
Холестерин
34г фосфатидилхолина (в котором содержится 2600 мг холина) не оказывают существенного влияния на уровень холестерина у здоровых пожилых людей при приеме в течение двух недель.
Триглицериды
Прием 2,6 г холина в виде 34 г фосфатидилхолина (соевые бобы) в течение двух недель здоровыми людьми (в возрасте 50-71 лет) способствует увеличению циркуляции триглицеридов (на 8%), по сравнению с плацебо (содержит такой же состав жирных кислот, но без ФХ).
Жировая масса и ожирение
Инъекции
Инъекции фофатидилхолина (обычно 70% ФХ в сочетании с 4,2% дезоксихолата в качестве растворителя и 3% бензилового спирта в качестве консерванта) можно использовать для индуцирования липолиза (или растворения жиров). Все три ингредиента (но преимущественно дезоксихолат) способны вызывать адиполиз вслед за повышением концентрации липопротеинов, богатых триглицеридами. Вероятно, это связано с малым количеством побочных эффектов при приеме под контролем медицинских работников, но при клинических исследованиях были отмечены побочные эффекты. Инъекции вводились пациентам, страдающим липодистрофией (нарушенное распределение жировой ткани, чаще всего наблюдается у ВИЧ-инфицированных пациентов ). Инъекция 20 мкг/мл, которая вводилась в клетки ВИЧ-инфицированных пациентов, страдающих липодистрофией, лизировала жировую ткань в течение 4-5 часов. В ходе испытаний на пациентах, страдающих гиноидной липодистрофией (целлюлитом), инъекции фосфатидилхолина/дезоксихолата (4 инъекции в течение 8 недель) способствовали уменьшению жира, хотя схожий эффект наблюдался при использовании дезоксихолата отдельно от фосфатидилхолина. В ходе двух пробных исследований на жировом теле глазницы (область под глазом) было отмечено, что инъекции 0,4-0,5 мл фосфатидилхолина дают смешанный эффект, одно исследование дало благоприятный эффект, другое – не дало никакого результата. Также препарат оказал благоприятное воздействие на челюстной жир, хотя подобное исследование не проводилось на контрольной группе (благоприятное воздействие было отмечено по сравнению с исходными показателями). Одно исследование проводилось на висцеральном адипозе (на твердом жире, окружающем внутренние органы). В результате исследования на животной модели (собаки) был отмечен жирорасщипляющий эффект. Также жирорасщипляющий эффект препарата был отмечен в жировой области паха крыс. Внутривенная инфузия фосфатидилхолина способна индуцировать некроз адипозной ткани in vitro , а также повлиять на другие виды клеток; иногда некроз адипоза можно наблюдать на животных моделях, но не постоянно. Длительный анализ затраты-выгоды использования инъекций фосфатидилхолина/дезоксихолата еще не проводился. Инъекции смеси дезоксихолата и фосфатидилхолина широко используются для локализованной потери жира, как показали исследования, направленные на борьбу с липодистрофией. Фосфатидилхолин, вероятно, играет здесь важную роль, но в исследованиях использовалась достаточно низкая дозировка. Также структура препарата была менее оптимальной, так как он использовался скорее для эстетической потери жира, чем для борьбы с липодистрофией, хотя теоретически препарат должен воздействовать на все жировые отложения. Точный анализ затраты-выгоды еще не проводился. Прием фосфатидилхолина перорально, вероятно, не обладает тем же воздействием, которое было отмечено при инъекциях.
Беременность и роды
Исследования
Прием 750 гр фосфатидилхолина беременными, начиная с 18 недели беременности до 90 дней постнатального периода (в сочетании с 360 мг холина в рационе) не оказал явного благоприятного воздействия на функцию мозга плода, что говорит о том, что потребление холина в рационе было достаточным.
:Tags
Список использованной литературы:
Olthof MR, et al. Effect of homocysteine-lowering nutrients on blood lipids: results from four randomised, placebo-controlled studies in healthy humans. PLoS Med. (2005)
Hasengschwandtner F. Phosphatidylcholine treatment to induce lipolysis. J Cosmet Dermatol. (2005)
Rotunda AM, et al. Detergent effects of sodium deoxycholate are a major feature of an injectable phosphatidylcholine formulation used for localized fat dissolution. Dermatol Surg. (2004)
Фосфолипиды (фосфоглицериды) - это сложные липиды, производные фосфатидной кислоты. Липидам принадлежит главная роль в образовании мембран клеток. Основная часть липидов в мембранах представлена фосфолипидами, гликолипидами и холестерином.
В мембранах имеются фосфолипиды двух типов - глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды (в данном материале не рассматриваем) . В состав глицерофосфолипидов входят глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и обычно азотсодержащие соединения.
Общая формула для фосфолипидов представлена рисунком "Фосфоглицерид": где R1 и R2 - радикалы высших жирных кислот (насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты соответственно), R3 - радикал азотистого основания, соединенный через гидроксил фосфата эфирной связью с производным фосфатидной кислоты.
Характерным для всех фосфолипидов является то, что одна часть их молекулы (радикалы R1 и R2) обнаруживает резко выраженную гидрофобность, тогда как другая часть гидрофильна благодаря отрицательному заряду остатка фосфорной кислоты и положительному заряду радикала R3.
Из всех липидов фосфолипиды обладают наиболее выраженными полярными свойствами. При помещении фосфолипидов в воду, в истинный раствор переходит лишь небольшая их часть, основная же масса "растворенного" липида находится в водных системах в форме мицелл. Другими конфигурациями молекул фосфолипидов являются двухслойная (типичное состояние для фосфолипидов биомембран) и гексагональная. Конфигурация молекулы фосфолипида зависит от внутренних свойств самой молекулы (ее строение) и от внешних факторов (гидратация, температура, рН, ионная сила раствора).
Представленная рисунком "Фосфоглицерид" молекула рассматривается как основа для всех сложных липидов, название которых зависит от азотистого основания (холин, этаноламин, серин - выделено красным ), шестиуглеродного сахароспирта - инозитол или представлена остатками глицерина - кардиолипин. Полярные группы, в том числе, позволяют разделить фосфолипиды на классы.
Существует несколько классов фосфолипидов:
- "нейтральные" фосфолипиды - имеют отрицательно заряженную фосфатную группу и положительно заряженную аминогруппу, что в
сумме вызывает электрически нейтральное состояние. К ним относятся:
- фосфатидилхолин (старое название - лецитин) - в молекуле которого соединены глицерин, высшие жирные кислоты, фосфорная кислота и азотистое основание - холин
- фосфатидилэтаноламин (кефалин) - его отличие от лецитина состоит в том, что он имеет азотистое основание - этаноламин
Фосфатидилхолины и фосфотидилэтаноламины встречаются в организме животных и высших растений в наибольшем количестве. Эти две группы фосфоглицеридов метаболически связаны друг с другом и являются главными липидными компонентами мембран клеток в плане стабилизации их двухслойности.
- "отрицательно заряженные" - анионные фосфолипиды - имеют отрицательно заряженную
фосфатную группу. К ним относятся:
- фосфатидилсерин - в молекуле азотистым соединением служит остаток аминокислоты серина.
Фосфатидилсерины распространены гораздо менее широко, чем фосфатидилхолины и фосфатидилэтаноламины, и их значение определяется в основном тем, что они участвуют в синтезе фосфатидилэтаноламинов.
- фосфатидилинозитол - фосфолипид, не содержащий азот. Радикалом (R3) в этом подклассе фосфоглицеридов является шестиуглеродный
циклический спирт - инозитол.
Фосфатидилинозитолы довольно широко распространены в природе. Обнаружены у животных, растений и микроорганизмов. В животном организме они найдены в мозге, печени, легких.
- фосфатидилсерин - в молекуле азотистым соединением служит остаток аминокислоты серина.
- фосфатидилглицерины:
- полиглицеринфосфат - кардиолипин; остов молекулы кардиолипина включает остатки глицерина, соединенные друг с другом
фосфодиэфирными мостиками через положение 1 и 3, гидроксильные группы двух внешних остатков глицерина этерифицированы жирными
кислотами (R1, R2, R3, R4 - радикалы высших жирных кислот).
Кардиолипины входят состав мембран митохондрий и бактерий. Во внутренней мембране митохондрий до 20% от всех фосфолипидов принадлежит кардиолипину. Кардиолипин не выявляется на плазменных мембранах, где до 60% от общего пула фосфолипидов составляют фосфатидилхолин и сфингомиелин, до 30% - фосфатидилэтаноламин, до 15% - фосфатидилсерин и менее 5% - фосфатидилинозитол.
- полиглицеринфосфат - кардиолипин; остов молекулы кардиолипина включает остатки глицерина, соединенные друг с другом
фосфодиэфирными мостиками через положение 1 и 3, гидроксильные группы двух внешних остатков глицерина этерифицированы жирными
кислотами (R1, R2, R3, R4 - радикалы высших жирных кислот).
Двойной липидный слой мембран . В клеточной мембране фосфолипиды образуют двойной слой, в котором гидрофобные цепи жирных кислот направлены внутрь мембраны, а гидрофильные полярные группы кнаружи. Мембранные белки могут быть частично или полностью погружены в мембрану и включаться в состав липидного слоя (интегральные белки) или располагаться на ее поверхности (периферические белки). Периферические белки присоединены к мембране за счет полярных или ионных взаимодействий. Некоторые интегральные белки могут прошивать мембрану насквозь, выступая за ее пределы по обе стороны, например, белок гликофорин, входящий в состав плазматической мембраны эритроцита.
Жидкостность мембран . Двойной липидный слой мембраны имеет жидкокристаллическую структуру; положение молекул липидов упорядочено, но они сохраняют способность к диффузии в пределах слоя параллельно поверхности мембраны (латеральная диффузия). Поперечная диффузия (обмен молекул между слоями) возможна лишь в ограниченных размерах.
Асимметрия мембран . Мембранные структуры клетки в норме замкнуты. Каждая мембрана имеет внутреннюю и внешнюю поверхность, которая обладает выраженной ассиметрией в плане расположения различных фосфолипидов. Например, фосфатидилхолин локализуется на внешней стороне мембраны эритроцита, а на внутренней расположены фосфатидилэтаноламины и фосфатидилсерины. В норме анионные фосфолипиды не присутствуют на внешней поверхности биомембран. Появление фосфатидилсерина (ФС) на внешней поверхности мембраны эритроцита является сигналом для выведения его из кровяного русла. Изменение асимметрии мембраны тромбоцита, приводящее к появлению ФС на внешней мембране, вносит свой вклад в развитие локальной реакции свертывания крови.
Фосфатидилхолины (лецитины). В отличие от триглицеридов в молекуле фосфатидилхолина одна из трех гидроксильных групп глицерина связана не с жирной, а с фосфорной кислотой. Кроме того, фосфорная кислота в свою очередь соединена эфирной связью с азотистым основанием-холином [НО-СН2-СН2-N+(CH3)3]. Таким образом, в молекуле фосфатидилхолина соединены глицерин, высшие жирные кислоты, фосфорная кислота и холин:
Фосфатидилэтаноламины. Основное различие между фосфатидилхалинами и лецитинами - наличие в составе последних азотистого основания этаноламина (НО-СН2-СН2- NН3):
Из глицерофосфолипидов в организме животных и высших растений в наибольшем количестве встречаются фосфатидилхолины и фосфатидилэтаноламины. Эти 2 группы глицерофосфолипидов метаболические связаны друг с другом и являются главными липидными компонентами мембран клеток.
Фосфатидилсерины. В молекуле фосфатидилсерина азотистым соединением служит остаток аминокислоты серина.
Фосфатидилсерины распространены гораздо менее широко, чем фатидилхолины и фосфоэтаноламины, и их значение определяется в основном тем, что они участвуют в синтезе фосфатидилэтаноламинов.
Фосфатидилинозитолы. Эти липиды относятся к группе производных фосфатидной кислоты, но не содержат азота. Радикалом (R3) в подклассе глицерофосфолипидов является шестиуглеродный циклический спирт инозитол. Фосфатидилинозитолы довольно широко распространены в природе. Они обнаружены у животных, растений и микроорганизмов. В животном организме найдены в мозге, печени и лёгких.
Плазмалогены. Эти фосфоглицериды содержат α, β-ненасыщенный спирт, образующий простую эфирную связь в положении С-1 L-глнцеро-З-фосфата (в отличие от сложноэфирной связи, образуемой остатке жирной кислоты). Так, плазмалогены, содержащие этаноламин имеют следующую структуру:
Фосфатидальхолины, фосфатидальэтаноламины и фосфатидальсернны - три основных класса плазмалогенов. Простые эфирные связи α,β-ненасыщенных спиртов в этих соединениях стабильны в разбавленных щелочах, однако в разбавленных кислотах они гидролизуются с образованием альдегида соответствующего α,β- ненасыщенного спирта. α,β- Ненасыщенные спирты имеют цис-конфигурацню и длину цени от С12 до С18. В чистом фосфатидальхолине из бычьего сердца остаток жирной кислоты в положении С-2, как правило, является ненасыщенным, тогда как спиртовый остаток в С-1-положеини является обычно насыщенным (исключение составляет лишь α,β-двойная связь). В тканях животных были обнаружены плазмалогены, не содержащие азотистых оснований, а также подобные триацнлглнцерпнам нейтральные плазмалогены, содержащие две сложноэфирные связи и одну простую эфирную связь, образованную α,β-ненасыщенным спиртом в С-1-положеннн (1-алкенил-2,3-диацилглицерин).
Производные 1-алкил-2-ацилфосфатнднлхолпна широко распространены в животных тканях. Эти соединения имеют общую формулу. Хотя содержание этих веществ в живых организмах составляет лишь несколько процентов общего количества фосфоглицеридов, они обнаружены в значительных количествах в эритроцитах, а в тканях некоторых беспозвоночных их содержание достигает 25% общего количества фосфоглицеридов.
Кардиолипин. Своеобразным представителем глицерофосфолипидов является кардиолипин, впервые выделенный из сердечной мышцы. По своей химической структуре кардиолипин можно рассматривать как соединение, в котором 2 молекулы фосфатидной кислоты связаны с помощью одной молекулы глицерина. В отличие от остальных глицерофосфолипидов кардиолипин является как бы «двойным» глицерофосфолипидом. Кардиолипин локализован во внутренней мембране митохондрий. Функция его пока неясна, хотя известно, что в отличие от других фосфолипидов кардиолипин обладает иммунными свойствами:
В этой формуле Rl , R2, R3, R4-радикалы высших жирных кислот.
Необходимо отметить, что в природе встречается свободная фосфатидиая кислота, но в относительно небольших количествах по сравнению с глицерофосфолипидами. Среди жирных кислот, входящих в состав глицерофосфолипидов, обнаружены как насыщенные, так и ненасыщенные (чаще стеариновая, пальмитиновая, олеиновая и линолевая).
Установлено также, что большинство фосфатидилхолинов и фосфати-дилэтаноламинов содержат одну насыщенную высшую жирную кислоту «положении С-1 и одну ненасыщенную высшую жирную кислоту в положении С-2. Гидролиз фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов при участии особых ферментов (эти ферменты относятся к фосфолипазам А2), содержащихся, например, в яде кобры, приводит к ненасыщенной жирной кислоты и образованию лизофосфолипидов - лизофосфатидилхолинов, или лизофосфатидилэтаноламинов оказывающих сильное гемолитическое действие.
2.1.2 Сфинголипиды (сфингофосфолипиды)
Сфингомиелины. Это наиболее распространенные сфинголипиды. В основном они находятся в мембранах животных и растительных клеток. Особенно богата ими нервная ткань. Сфингомиелины обнаружены так же в тканях почек печени и других органов. При гидролизе сфингомиелины образуют одну молекулу жирной кислоты одну молекулу двухатомного ненасыщенного спирта сфингозина одну молекулу азотистого основания и одну молекулу фосфорной кислоты. Общую формулу сфингомиелинов можно представить так:
Общий план построения молекулы сфингомиелина в определенном отношении напоминает строение глицерофосфолипидов. Молекула сфингомиелинов содержит как бы полярную «головку», которая несет одновременно, и положительный (остаток холина), и отрицательный (остаток фосфорной кислоты) заряды и два неполярных «хвоста» (длинные алифатическая цепь сфингозина и ацильный радикал жирной кислоты).
2.2 Гликолипиды (гликосфинголипиды)
Гликолипиды широко представлены в тканях, особенно в нервной ткани, в частности в мозге. Главной формой гликолипидов в животных тканях являются гликосфинголипиды. Последние содержат церамид, состоящий из спирта сфингозина и остатка жирной кислоты, и один или несколько остатков сахаров.
Простейшими гликосфинголипидами являются галактозилцерамиды и глюкозилцерамиды.
Галактозилцерамиды - главные сфинголипиды мозга и других нервных тканей, но в небольших количествах встречаются и во многих других тканях. В состав галактозилцерамидов входит гексоза (обычно это D-галактоза), которая связана эфирной связью с гидроксильной группой аминоспирта сфингозина. Кроме того, в составе галактозилцерамида имеется жирная кислота. Чаще всего это лигноцериновая, нервоновая или цереброновая кислота, т. е. жирные кислоты, имеющие 24 углеродных атома. Существуют сульфогалактозилцерамиды, которые отличаются от галактозилцерамидов наличием остатка серной кислоты, присоединенного к третьему углеродному атому гексозы. В мозге млекопитающих сульфогалактозилцерамиды в основном находятся в белом веществе, при этом содержание их в мозге намного ниже, чем галактозилцерамидов.