Как используются жиры организмом млекопитающего животного: Животные жиры | Жирные кислоты и их состав, липиды

Содержание

Животные жиры | Жирные кислоты и их состав, липиды

Животные жиры | Жирные кислоты и их состав, липиды Обратно в Состав продуктов

Животные жиры – это природные жиры, вырабатываемые из жировой ткани (жира-сырца) или костей некоторых сухопутных и морских животных, а также рыб. К таким жирам относят, прежде всего, молочный жир (представлен в виде сливочного масла и топленого масла), жир птиц, животных, а также морских млекопитающих и рыб, выработанный различными способами.

Состав жирных кислот животных жиров различается в зависимости от животного, его пола, возраста и др. Основное отличие животного жира от растительного – большее содержание насыщенных жирных кислот (прежде всего, стеариновой и пальмитиновой).

Так в жирнокислотном составе сливочного масла (одного из наиболее популярных животных жиров) содержание насыщенных жирных кислот составляет 41-60%, ненасыщенных – 25-40% (в том числе полиненасыщенных жирных кислот 1-3%).

Если сравнить с не менее популярным подсолнечным маслом, то содержание насыщенных жирных кислот в нем составляет 5-12%, ненасыщенных кислот – более 70% (из них полиненасыщенных жирных кислот – не менее 45%).

Важным свойством животных жиров является то, что они являются источником многих биологически активных веществ. Так, животные жиры являются источником лецитина, холестерина, каротина и ксантофилла, витаминов А, Е и F. Жиры из печени морских млекопитающих и рыб содержат наибольшие количества витамина А. В молочном жире (сливочное масло) дополнительно присутствуют витамины К и D.

Животные жиры широко используются в пищевой промышленности для изготовления пищевых продуктов, а также в медицинских целях (для приготовления мазей).

Животные жиры имеют ряд особенностей и с точки зрения токсикологии. Многие жирорастворимые (липофильные) токсические вещества накапливаются в жировых тканях, метаболизируются и выводятся из организма с большим трудом.

Это обуславливает ведение строго гигиенического контроля за липофильными токсикантами в составе животных жиров.

Другим не всегда положительным аспектом животных жиров является присутствие значительных количеств холестерина. И хотя при правильном питании холестерин никогда не вызывает проблем (только его синтез в организме может многократно превышать поступающий холестерин извне), в современных условиях следует ограничивать его потребление. Во многих странах были проведены исследования, которые показали, что снижение уровня потребления животных жиров резко уменьшает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, поэтому там проводятся различные мероприятия по снижению потребления животных жиров (вводятся дополнительные налоги на соответствующую продукцию, широко пропагандируется польза растительных жиров и пр.).

Однако это не означает, что от животных жиров следует отказать совсем. Не стоит забывать, что они являются источником биологически-активных веществ, главное – это умеренное их потребление.

Обратно в Состав продуктов

Роль жира в организме животных

Какова роль жира в организме животных?

Жиры, или триацилгликоцеролы, выполняют множество функций в организме животных. Пожалуй, наиболее распространенная из них — функция запасания энергии. Как запасные вещества триацилгликоцеролы обладают преимуществами перед углеводами и белками. Они не растворяются в воде и в клеточном соке и поэтому не меняют существенно физико-химических свойств цитоплазмы, до омыления не вступают ни в какие реакции в водной среде. В силу своего восстановленного и обезвоженного состояния жиры представляют собой высококонцентрированные резервы метаболической энергии. Выход энергии в результате полного окисления жирных кислот составляет около 9 ккал/г, а для углеводов и белков эта величина равна примерно 4 ккал/г. Жиры (в отличие, например, от гликогена) могут запасаться в почти обезвоженном виде, при этом на их долю приходится меньший процент веса тела. Конечные продукты обмена жиров — СО

2 и Н₂О — безвредны для организма, их избыток легко выводится.

У многих теплокровных животных жир играет важную роль в терморегуляции. Подкожный жировой слой выполняет теплоизолирующую функцию, уменьшая потери тепла. Особенно важное значение это имеет для водных млекопитающих, живущих при низких температурах. Кроме того, у ряда животных существует «бурый жир» — особый вид жировой ткани, прижизненно имеющей бурый цвет. Специальная функция этой ткани — теплопродукция. Она осуществляется в результате разобщения в митохондриях процесса окисления и образования АТФ, из-за чего основная доля энергии выделяется в виде тепла. Способность «бурого жира» к теплопродукции чрезвычайно важна для выживания новорожденных детенышей и согревания животных при выходе из зимней спячки.
У многих животных жировая ткань выполняет механические функции. Она служит отличным заполнителем полостей между органами и образует «подушки», на которых лежат различные внутренние органы. Подкожная жировая клетчатка предохраняет внутренние органы от ударов (например, некоторые ластоногие могут прыгать с высоких утесов) и от ран, в частности, наносимых соперниками во время брачных боев.

Для некоторых животных жиры важны как запасной источник «метаболической» воды (например, жир в горбе верблюда). Что жиры — хороший источник воды, видно из уравнения окисления пальмитиновой кислоты:

CH₃(CH₂)14COOH + 23O₂ = 16CO₂ + 16H₂O
В ряде случаев жиры используются в качестве смазки. Так, они входят в состав смазки кожи у млекопитающих и придают коже эластичность; жиром смазывают свои перья водоплавающие птицы, что делает их несмачиваемыми; несмачиваемость лапкам водомерки тоже придает жировое вещество.
У некоторых водных планктонных животных жир выполняет гидростатическую функцию, поскольку удельный нес жира меньше, чем воды, его накопление в организме увеличивает плавучесть и облегчает передвижение.
У наземных членистоногих заполненные жиром клетки жирового тела служат почками накопления; вредные метаболиты изолируются внутри таких клеток от раствора гемолимфы и остаются там до конца жизни.

Иногда жир выполняет специфические функции. Например, заполненная жиром полость в голове китообразных, вероятно, выполняет роль линзы, фокусирующей издаваемые животным ультразвуки при эхолокации.

Надо сказать, что под словом «жиры» часто подразумевают большую и разнородную в химическом отношении группу веществ — липидов. В организме животных жиры выполняют ряд очень важных функций: являются структурными элементами клеточных мембран и определяют многие их свойства, участвуют в клеточной рецепции, обеспечивают гидрофобное окружение для протекания реакций, играют регуляторную роль, обеспечивают изоляцию нервных волокон и т.д.

Жир, энергия и выживание млекопитающих | Интегративная и сравнительная биология

Фильтр поиска панели навигации Интегративная и сравнительная биологияЭтот выпускЖурналы SICBБиологические наукиКнигиЖурналыOxford Academic Термин поиска мобильного микросайта

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации Интегративная и сравнительная биологияЭтот выпускЖурналы SICBБиологические наукиКнигиЖурналыOxford Academic Термин поиска на микросайте

Расширенный поиск

Журнальная статья

РУТ А. ЯНГ

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

пабмед

Google ученый

Американский зоолог , том 16, выпуск 4, ноябрь 1976 г., страницы 699–710, https://doi.org/10.1093/icb/16.4.699

Опубликовано:

01 августа 2015 г.

Закрыть

Расширенный поиск

Жировая ткань играет важнейшую роль в стратегиях жизненного цикла млекопитающих, выступая в качестве органа для хранения пищи и энергии, источника тепла и воды и теплоизоляции. Роль пищи и накопления энергии особенно важна, поскольку позволяет животным пережить нехватку пищи и стрессы, связанные с конкуренцией за партнеров, территориальной защитой, беременностью и лактацией, а также совершать миграции. Состав, клеточность и анатомическое расположение жировых отложений у млекопитающих могут влиять как на количество накопленного жира, так и на его доступность и полезность в любой конкретной ситуации. Жирные кислоты и сложные липиды в жировой ткани, кровеносных сосудах, нервах и мозге изменяются в зависимости от температуры окружающей среды и низких температур тела во время гибернации. Раннее питание может повлиять на количество жировых клеток, вырабатываемых млекопитающим, и, таким образом, повлиять на его способность выживать в неблагоприятных условиях. Пустынные виды развивают локальные депо, которые не будут мешать регулированию температуры, в то время как животные в холодных условиях используют свои обширные поверхностные жировые слои в качестве изоляции.

Этот контент доступен только в формате PDF.

Цитаты

Альтметрика

Дополнительная информация о метриках

Оповещения по электронной почте

Оповещение об активности статьи

Предварительные уведомления о статьях

Оповещение о новой проблеме

Получайте эксклюзивные предложения и обновления от Oxford Academic

Ссылки на статьи по телефону

Последний
Самые читаемые
Самые цитируемые

Планы тела Viridiplantae через призму летописи окаменелостей и молекулярной биологии

Профессор-метаморфизатор: адаптация преподавания для выполнения обещаний биологического образования

Экоиммунология: что нетрадиционные организмы говорят нам через два десятилетия

Биотические взаимодействия и будущее рыб на коралловых рифах: важность подходов, основанных на признаках

Потепление ускоряет начало реакции на молекулярный стресс и увеличивает смертность личинок атлантической трески

ВИ.

Липиды, структура – Руководство по принципам кормления животных

В этой главе представлены введение и обсуждение липидов (жиров), которые важны для питания сельскохозяйственных животных. После углеводов липиды служат основным источником энергии в рационе животных.

Новые термины
Холестерин
Конъюгированная линолевая кислота
Незаменимые жирные кислоты
Жирные кислоты
Глицерин
Липиды
Мононенасыщенные жирные кислоты
Омега-3 жирные кислоты
Омега-6 жирные кислоты
Полиненасыщенные жирные кислоты0164 Насыщенные жирные кислоты
Триглицериды

Цели главы

Представить химическую структуру липидов и жирных кислот, важных для питания животных

Липидная структура

Что такое липиды?

Липиды (также известные как жиры) являются компонентами растительных (например, растительных масел) и тканей животных (например, мяса, яиц, молока). По физической природе липиды относительно нерастворимы в воде и растворимы в органических растворителях, таких как гексан, эфир и хлороформ.

Химически липиды представляют собой органические соединения и сложные эфиры жирных кислот и глицерина (соединение 3 C) или какого-либо другого спирта.

Жиры являются основной формой хранения энергии (например, масло в семенах) и служат «сберегательным счетом» организма животного. Например, брюшной жир курицы и спинной жир свиней в основном состоят из триглицеридов.

Классификация липидов

1. Простые липиды = сложные эфиры жирных кислот со спиртом, т.е. 1 глицерин + 3 жирные кислоты (обычно называемые триглицеридами или триаклиглицеринами)
2. Соединение
  1. Гликолипиды
  2. Липопротеины
  3. Фосфолипиды
3. Производные липиды

Простые липиды, такие как триглицериды, более распространены и являются важным компонентом в рационах животных (например, растительное масло и животные жиры, такие как жир или сало).
Сложные липиды состоят из липида и нелипидной молекулы (например, белка). Липопротеины (липид + белок) являются примерами сложных липидов и используются для транспорта липидов (как курьер). В организме животных сложные липиды более важны для физиологии и метаболизма (например, транспорт липидов, фосфолипиды как часть клеточных мембран).
Как следует из их названия, производные липиды получают из простых или сложных липидов посредством гидролитических процессов. Примеры производных липидов включают стеролы, жирные кислоты и жирорастворимые витамины.

Зачем добавлять жиры в рацион животных?

С точки зрения питания жиры являются отличным источником энергии и необходимы для выживания животных. Жиры являются единственным источником незаменимых жирных кислот (тех, которые не вырабатываются организмом) для животных. Жиры также могут содержать жирорастворимые витамины. Однако в животноводстве эта роль очень минимальна, так как корма дополняются витаминами.

Самая важная роль пищевого жира заключается в обеспечении незаменимыми жирными кислотами.
По мере увеличения содержания жира в рационе повышается его энергетическая плотность.

Физически добавление жиров связано с улучшением качества корма, уменьшением содержания пыли в корме, уменьшением отделения частиц корма во время обработки, повышением вкусовых качеств, увеличением пищеварительной смазки (т. е. эмульгирование и скорость прохождения ), а также повышение усвояемости корма.

Жирные кислоты: что это такое?

Жирные кислоты являются основными игроками в липидном питании. Это связано с их разнообразием по строению, составу и способности к метаболизму. Молекулярный состав жирной кислоты включает гидрофильную карбоксильную группу (-COOH) и гидрофобную метильную группу (-Ch4) на противоположных концах углеводородного остова (см. рис. 6.1).

Рисунок 6.1. Структура жирной кислоты с углеводородной цепью с карбоксильным и метильным концами

В большинстве случаев к молекуле глицерина присоединяются три жирные кислоты, которые называются триацилглицеринами. Три жирные кислоты в триацилглицерине могут различаться по длине цепи (то есть по общему количеству атомов углерода в молекуле жирной кислоты), а также по количеству двойных связей.

Ниже показано схематическое изображение структуры триацилглицерина с тремя жирными кислотами на глицериновой основе.

Состав и структура жирных кислот определяют физические свойства и пищевую ценность жиров. Например, когда в триацилглицерине преобладают насыщенные жиры, жир имеет тенденцию к затвердеванию (например, жир вокруг куска мяса), а когда преобладают ненасыщенные жиры, жир имеет тенденцию к разжижению (например, салатное масло). .

Физические свойства: жирные кислоты

Увеличение насыщения делает жиры более твердыми.
Увеличение ненасыщенности делает жиры более жидкими или снижает их температуру плавления.

Жирные кислоты подразделяются на три группы в зависимости от наличия (или отсутствия) двойных связей в углеводородной цепи. К ним относятся насыщенные жирные кислоты, мононенасыщенные жирные кислоты и полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК).

Кислоты

Насыщенные = без двойных связей
Ненасыщенный = наличие двойных связей (может быть одна или две)
Полиненасыщенные = более двух двойных связей

Насыщенные жирные кислоты «насыщены» водородом или прямыми цепями без двойных связей (например, пальмитиновая кислота, C16:0). Когда в глицериновой части преобладают насыщенные жиры, триацилглицерин имеет тенденцию быть твердым. Это связано с тем, что из-за своей прямоцепочечной природы они имеют тенденцию очень плотно «упаковываться» в мембрану (например, сало или говяжий жир; рис. 6.2).

Рисунок 6.2. Насыщенная жирная кислота без двойных связей

Ненасыщенные жирные кислоты содержат одну или несколько двойных связей между соседними атомами углерода в углеводородной цепи.
Ненасыщенные жирные кислоты могут быть либо моно (одна двойная связь), либо полиненасыщенными (более двух двойных связей). Когда преобладают ненасыщенные жиры, триглицериды имеют тенденцию быть жидкими, потому что ненасыщенность дает «изгиб» в их структуре, и они не могут упаковываться так плотно, как насыщенные жиры (например, растительное масло).

Рисунок 6.3. Ненасыщенные жирные кислотыРисунок 6.4. Полиненасыщенные жирные кислоты

Полиненасыщенные жирные кислоты обычно называются «ПНЖК» и содержат две или более двойных связей. Из-за этих дополнительных двойных связей ПНЖК имеют тенденцию быть более «круглыми» по сравнению с прямоцепочечной структурой насыщенных жиров (например, рисунок 6.2 против рисунка 6.4). Эти двойные связи также изменяют физическую природу жира, делая его более жидким, чем насыщенный жир с прямой цепью. Помимо количества двойных связей, в питании и в метаболизме липидов важно также положение двойных связей в углерод-углеродной цепи; это объясняется ниже.

Диетологи обозначают термин омега (ω) или «n» для обозначения положения двойных связей в углеродной цепи ПНЖК. Омега-углерод — это первый углерод с двойной связью, считая от метильного конца (Ch4) углеродной цепи. Две классификации ПНЖК: омега-6 (также называемая n-6 или ω-6) или омега-3 (n-3 или ω-3). Например, жирная кислота омега-3 будет иметь первую двойную связь у третьего атома углерода, если считать от метильного (Ch4) конца (рис. 6.5а), а жирные кислоты омега-6 будут иметь первую двойную связь у шестого атома углерода, если считать. от метильного (Ch4) конца (рис. 6.5b). Расположение двойных связей также обозначается греческой буквой Δ, «дельта», в некоторых учебниках по химии или биохимии. Дельта-термин обозначает положение двойных связей с карбоксильного конца. Тем не менее, термин омега или «n» — это тот, который обычно используется диетологами.

Два типа ПНЖК

Омега-6 (n-6 или ω-6) жирная кислота
Омега-3 (n-3 или ω-3) жирная кислота

Рисунок 6.5. Базовый состав омега-3 (а) и омега-6 (б) жирных кислот

Незаменимые жирные кислоты

У нежвачных животных или животных с однокамерным желудком, таких как свиньи, две жирные кислоты (α-линоленовая кислота, C18:3 n-3) и линолевая кислота (C18:2 n-6) должны поступать с пищей и называются незаменимыми. жирные кислоты. Эта существенность обусловлена невозможностью вставки двойных связей в третий и шестой атомы углерода от конца Ch4 в положениях n-3 и n-6. В дополнение к этим двум незаменимым жирным кислотам плотоядные животные, такие как кошки, нуждаются в арахидоновой кислоте (C20:4 n-6) в своем рационе.

В питании термин «необходимый» означает, что животные не могут синтезировать его для удовлетворения своих потребностей. К незаменимым жирным кислотам относятся следующие:

Линолевая кислота (C18:2 n-6)
Линоленовая кислота (C18:3 n-3)
Арахидоновая кислота (C20:4 n-6; у настоящих хищников, например у кошек)

Номенклатура жирных кислот

Жирные кислоты обычно обозначаются их тривиальными названиями (например, линолевая кислота) или связанными с ними краткими обозначениями (C18:2 n-6). Сокращенная номенклатура жирной кислоты включает число атомов углерода и двойных связей. Например, в линоленовой кислоте C18:2 n-6 означает 18 атомов углерода и две двойные связи, из которых первая двойная связь находится у шестого атома углерода от метильного углерода. Некоторые из распространенных жирных кислот в продуктах животного происхождения, таких как курица или свинина, а также их тривиальные названия и условные обозначения показаны в таблице 6.1.

Цис- и трансжирные кислоты

Ненасыщенные жирные кислоты могут образовывать геометрические изомеры, цис- или транс-, в зависимости от стереоконформации групп вокруг двойной связи. Большинство природных жирных кислот животного и растительного происхождения относятся к цис-типу, тогда как жирные кислоты бактериального происхождения содержат как цис-, так и транс-типы.

**Таблица 6.1. Названия и сокращения некоторых распространенных жирных кислот в тканях животных.**
Пальмитиновая кислота	С16:0
Пальмитолеиновая кислота	С16:1
Стеариновая кислота	С18:0
Олеиновая кислота	С18:1
Линолевая кислота	С18:2 п-6
Линоленовая кислота	С18:3 п-3
Арахидоновая кислота	С20:4 н-6
Докозагексаеновая кислота	С22:6 н-3

Например, конъюгированная линолевая кислота (CLA) представляет собой трансжирную кислоту, присутствующую в коровьем молоке или другой пище для жвачных животных, такой как говядина, и вырабатывается микроорганизмами рубца в процессе биогидрогенизации. В CLA две двойные связи лишены разделяющей их метиленовой группы, имеют сопряженное расположение и называются природными трансжирами. Трансжиры, такие как CLA, привлекли значительное внимание из-за их нескольких полезных для здоровья эффектов (например, противораковых, укрепляющих иммунитет, увеличивающих мышечную массу тела). Существуют и другие трансжиры, которые образуются в процессе гидрогенизации (добавления водорода), когда жидкое растительное масло превращается в твердые жиры, такие как маргарин. Это синтетические трансжиры, и они оказывают иное воздействие на здоровье по сравнению с «натуральными» трансжирами, такими как CLA.

CLA представляет собой промежуточную конъюгированную жирную кислоту, образующуюся в процессе биогидрирования или превращения ненасыщенной жирной кислоты в насыщенную.

∆-9 (отсчет от карбоксильного конца углеводородной цепи показан как положение первой двойной связи в линолевой (18:2 ∆-9,12) и линоленовой (18:3 ∆-9,12,15) кислота

Рисунок 6.

6. Структура жирной кислоты, показывающая цис-связи в незаменимых жирных кислотах n-6 и n-3 по сравнению с конъюгированными транс-связями в изомерах CLA Источник: Google

Цис-жирные кислоты в сравнении с транс-жирными кислотами

Большинство натуральных жиров встречаются в цис-форме.
Исключение составляет трансжир, называемый конъюгированной линолевой кислотой (CLA; C18:2 n-6), который вырабатывается микроорганизмами рубца.

Холестерин

Стерины (липиды со структурой, подобной фенантреновому кольцу) являются наиболее распространенными стероидами в рационе человека. Холестерин является наиболее известным стероидом (жирорастворимым веществом, содержащим стероидное ядро) и предшественником многих других веществ, таких как витамин D, желчные кислоты, половые гормоны и кортикостероидные гормоны.
Важный компонент тканей животных, яичных желтков и клеточных мембран, холестерин синтезируется частично за счет поступления с пищей и частично за счет биосинтеза из ацетил-КоА. Избыток холестерина накапливается в артериях и может привести к образованию атеросклеротических бляшек и сердечно-сосудистых заболеваний. Выведение холестерина происходит за счет образования желчных кислот. Клетки растений не содержат холестерина, но вместо этого содержат другие стеролы, называемые фитостеролами.

Ключевые моменты

Липидный компонент корма – это та его часть, которая растворима в органических растворителях. Химически он определяется как сложный эфир жирных кислот и глицерина. Наиболее распространенной формой липидов в растениях является триглицерид, но некоторые части растений также содержат сложные липиды.
Жиры состоят из глицериновой основы с присоединенными жирными кислотами. Мы называем эти триглицериды или, правильнее, «триацилглицерин».
Триглицериды служат запасами энергии для растений (семена) или животных (жировые депо).
С увеличением содержания жира в корме увеличивается и его энергетическая ценность.
Функции жиров включают обеспечение энергией, вхождение в состав плазматической мембраны всех клеток, переносчики жирорастворимых витаминов, а также обеспечение изоляции и смазки.
Жирные кислоты могут быть насыщенными, ненасыщенными или полиненасыщенными. Пальмитиновая и стеариновая кислоты являются насыщенными, олеиновая кислота ненасыщенной, а линолевая кислота полиненасыщенной.
Существуют две незаменимые жирные кислоты. Это линолевая (С18:2) и линоленовая (С18:3).
Потребность в арахидоновой кислоте может быть удовлетворена линолевой кислотой (за исключением кошек). Незаменимые жирные кислоты могут быть омега-6 и омега-3 в зависимости от положения первой двойной связи от метильного (Ch4) конца.
Конъюгированные линолевые кислоты (CLA) представляют собой группу различных изомеров жирных кислот, синтезируемых бактериями рубца.
CLA имеет длину 18 атомов углерода с двумя двойными связями, разделенными только одним атомом углерода, отсюда и название «сопряженный». Совсем недавно было обнаружено, что CLA является мощным ингибитором отложения жира. Сообщается также о других эффектах, таких как профилактика рака и укрепление иммунитета.
Холестерин является наиболее распространенным стероидом, присутствующим в тканях животных, и служит предшественником витамина D, желчных кислот и стероидных гормонов.
Синтез холестерина в организме регулируется путем его поступления и выделения посредством образования желчных кислот.
Отложения холестерина в артериях могут привести к патологическим нарушениям.

Вопросы для повторения

Каковы функции липидов в рационах животных?
В чем разница между насыщенными, ненасыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами?
В чем разница между омега-3 и омега-6 жирными кислотами? Приведите пример каждого.
C20:5 n-3 представляет собой жирную кислоту, присутствующую в рыбьем жире. Напишите три вещи об этой жирной кислоте, исходя из ее научных обозначений.