Фосфолипиды: строение и функции¶

Фосфолипиды — класс сложных липидов, молекулы которых состоят из гидрофобного «хвоста» (остатки жирных кислот) и гидрофильной «головки» (остаток фосфорной кислоты, связанный с глицерином или сфингозином). Благодаря такой двойственной (амфифильной) природе фосфолипиды в водной среде самопроизвольно образуют бислои — именно они формируют основу клеточных мембран всех живых организмов. Наряду с белками и углеводами фосфолипиды относятся к незаменимым компонентам клетки: часть из них организм синтезирует сам, часть должна поступать с пищей.

¶Химическое строение

В основе большинства фосфолипидов лежит трехатомный спирт глицерин, две гидроксильные группы которого этерифицированы жирными кислотами, а третья связана с фосфатной группой. Такие соединения называют глицерофосфолипидами (фосфоглицеридами). К фосфату, в свою очередь, присоединён полярный радикал — холин, этаноламин, серин или инозитол. От него зависит название конкретного липида:

• фосфатидилхолин (лецитин) — самый распространённый фосфолипид мембран;
• фосфатидилэтаноламин;
• фосфатидилсерин — в норме расположен во внутреннем слое мембраны;
• фосфатидилинозитол — участвует в передаче сигналов;
• кардиолипин — характерен для внутренней мембраны митохондрий.

Вторая группа — сфингомиелины, где вместо глицерина используется аминоспирт сфингозин. Жирные кислоты в составе фосфолипидов бывают насыщенными и ненасыщенными; их соотношение определяет текучесть мембраны.

¶Роль в клетке

Главная функция фосфолипидов — структурная. Из них построен липидный бислой, разделяющий внутреннюю и внешнюю среду клетки и её органелл. Помимо барьерной роли, фосфолипиды выполняют ряд других задач:

• Транспортная — формируют среду для мембранных белков-переносчиков и каналов.
• Сигнальная — фосфатидилинозитол и его производные участвуют во внутриклеточной передаче сигналов; фосфатидилсерин служит меткой для распознавания клеток иммунной системой.
• Образование липопротеинов — фосфолипиды входят в состав частиц, переносящих холестерин и триглицериды по крови.
• Эмульгирование жиров — в составе жёлчи фосфолипиды помогают переваривать и всасывать жиры в кишечнике.
• Свёртывание крови — фосфолипидные поверхности необходимы для сборки факторов свёртывания.

¶Поступление и синтез

Организм человека синтезирует фосфолипиды главным образом в печени и кишечнике. Однако незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая) не образуются в организме и должны поступать с пищей — из них строятся фосфолипиды мембран. Пищевые источники фосфолипидов: яйца (особенно желток), соя, подсолнечник, печень, молоко, рыба, орехи. Лецитин сои и яичного желтка широко используется как пищевая добавка (эмульгатор E322).

¶Применение

Фосфолипиды применяются в нескольких сферах:

¶Значение для здоровья

Нарушения обмена фосфолипидов связывают с рядом состояний: жировой дистрофией печени, атеросклерозом, некоторыми неврологическими расстройствами. Дефицит незаменимых жирных кислот сказывается на свойствах мембран. При этом избыточное поступление фосфолипидов с добавками не даёт доказанных преимуществ здоровым людям — потребность обычно покрывается обычным рационом. Любые препараты и добавки следует применять по назначению врача.

¶Интересные факты

• Термин «лецитин» происходит от греческого lekithos — «желток».
• Липосомы — искусственные пузырьки из фосфолипидов — были впервые описаны в 1960-х годах и стали основой для современных вакцин и систем доставки лекарств.
• Асимметрия распределения фосфолипидов между слоями мембраны (фосфатидилсерин — внутри) поддерживается специальными ферментами и важна для работы клетки.
• Некоторые яды змей и пчёл содержат ферменты (фосфолипазы), разрушающие фосфолипиды мембран, что и вызывает повреждение клеток.