ЛИПИДЫ

ЛИПИДЫ — обширная группа веществ, содержащихся в живых организмах, различающихся по химическому составу, структуре и выполняемой в организме функции, но сходных по физико-химическим свойствам. Л. нерастворимы в воде, растворимы в так наз. жировых растворителях — эфире, хлороформе, бензоле и т. п. В молекуле Л. содержатся высшие алкильные радикалы. Приведенное выше определение может быть отнесено к большому числу веществ, в т. ч. и к таким, которые обычно причисляются к другим классам соединений, напр, к жирорастворимым витаминам и их производным, к каротиноидам, высшим углеводородам и спиртам и др. Включение всех этих веществ в число Л. в известной степени оправдано, потому что в живых организмах они находятся вместе с Л. и вместе с ними экстрагируются органическими растворителями. В организме млекопитающих Л. являются важным энергетическим субстратом в окислительных процессах. Особая роль принадлежит триглицеридам жировой ткани — главному энергетическому резерву организма. Триглицериды подкожной клетчатки, кроме того, играют термозащитную роль, а также предохраняют внутренние органы и ткани от механических повреждений (см. Жировая ткань, Жиры). Фосфолипиды (см. Фосфатиды) и холестерин (см.), так же как и белки, являются важнейшими структурными компонентами мембран клетки и субклеточных структур. Холестерин, кроме того, служит субстратом для образования желчных к-т, стероидных и половых гормонов. Сфинголипиды (см.) и фосфолипиды необходимы для нормального функционирования нервной ткани. Незаменимые жирные кислоты (см.) служат источником образования простагландинов.

Болезни, в основе патогенеза которых лежит нарушение обмена Л., объединяют в обширную группу липидозов (см.).

Термин «липиды», введенный Блуром (W. R. Bloor), обозначает более широкое понятие, чем термин «липоиды», объединяющий группу жироподобных веществ, к к-рым относятся только фосфатиды, стерины (см.), сфинголипиды и воски (см.). Согласно классификации Б л ура, модифицированной Масоро (Е. J. Masoro), Л. делятся на простые и сложные.

При щелочном или кислотном гидролизе простые Л. либо не подвергаются расщеплению, либо расщепляются с образованием так наз. липидных дериватов (производных) — соединений, сохраняющих присущую Л. нерастворимость в воде и растворимость в органических растворителях, а также в ряде случаев — с образованием глицерина. К простым Л. относятся жирные к-ты, нейтральные жиры (ацилглицерины или триглицериды), липидные алко-голи (холестерин, витамины А и D и их эфиры), сквален и воски.

Сложные Л. — фосфолипиды (фосфатиды, фосфоглицериды) и сфинголипиды — это большая группа соединений, содержащих в молекулах, помимо углерода, водорода и кислорода, еще азот, часто фосфор, а в отдельных случаях и серу (сульфолипиды).

При гидролизе фосфолипидов образуются липидные дериваты, фосфорная к-та, глицерин и обычно (но не всегда) водорастворимое азотистое основание. К фосфолипидам относятся фосфатидные к-ты, фосфатидилглицерины, полиглицеринфосфаты (напр., кардиолипин), фосфатидилэтаноламины (кефалины), фосфатидилхолины (лецитины), фосфатидилсерины, фосфатидилинозиты, лизофосфоглицериды и плазмалогены.

При гидролизе сфинголипидов образуются липидные дериваты, ненасыщенный аминоспирт сфингозин или его насыщенный аналог дигидросфингозин и водорастворимые продукты. К сфинголипидам относятся сфингомиелины, цереброзиды, а также ганглиозиды, которые представляют собой высокомолекулярные гликолипиды (см.), содержащие в своем составе жирные к-ты, сфингозин, глюкозу, галактозу, галактозамин и нейраминовую к-ту.

Животный организм обладает способностью синтезировать все основные классы Л. de novo или ресинтезировать их из продуктов распада пищевых Л. Не синтезируются в организме животных и человека лишь жирорастворимые витамины и незаменимые полиненасыщенные жирные к-ты. Основным местом синтеза Л. являются печень и стенка тонкой кишки. Синтезированные в них Л. транспортируются в другие органы и ткани в составе растворимых в воде липопротеидных комплексов (см. Липопротеиды): из стенки кишечника в виде хиломикронов, а из печени — в виде липопротеидов различной плотности (см. Жировой обмен). В плазме крови все Л. находятся в составе липопротеидных комплексов, в виде которых они транспортируются к органам и тканям.

Некоторые Л. в той или иной степени специфичны для определенных органов и тканей (напр., цереброзиды для мозговой ткани), другие Л., напр, фосфолипиды и холестерин, входят в состав клеток всех тканей. Содержание Л. в различных органах и тканях неодинаково. Если не считать жировую ткань, больше всего Л. находится в нервной ткани, где содержание их составляет 51—54% от сухого веса. Наиболее богата нервная ткань фосфолипидами и сфингомиелинами (28% от сухого веса), холестерином (10%), цереброзидами и ганглиозидами (7%). В печени человека содержится от 7 до 14% Л. (от сухого веса). При некоторых патол, состояниях, напр, при жировой дистрофии печени, содержание Л. в ткани пораженного органа достигает 45% от сухого веса, гл. обр. за счет увеличения количества триглицеридов.

Простейшим липопротеидом является комплекс альбумин—неэтерифицированные жирные к-ты (НЭЖК), в составе к-рого НЭЖК транспортируются из жировых депо к месту их окисления в тканях. Основная масса триглицеридов пищевого происхождения транспортируется хиломикронами, триглицеридов эндогенного происхождения — липопротеидами очень низкой плотности, эфиров холестерина — липопротеидами высокой плотности. Суммарное содержание всех Л. (общие Л.) в плазме крови взрослых здоровых людей колеблется в пределах 350—800 мг% . Содержание основных Л. плазмы крови человека показано в таблице.

Таблица. СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ ЛИПИДОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ ВЗРОСЛЫХ ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ

Патология липидного обмена — см. Жировой обмен, Липопротеиды .

Биохимические методы исследования

Биохим, определение Л. проводится гл. обр. в плазме или сыворотке крови, значительно реже в кале (с целью диагностики стеатореи) и моче (при липурии). Определение Л. в плазме крови особенно важно при заболеваниях, сопровождающихся повышением их концентрации в крови (гиперлипидемиях). К ним относятся некоторые заболевания печени (острые и хрон, гепатиты, цирроз и др.), липоидный нефроз (нефротическая гиперлипидемия), сахарный диабет, атеросклероз, панкреатиты, гипотиреоз. Широко применяется определение Л. (холестерина и триглицеридов) в крови при фенотипировании первичных и вторичных гиперлипопротеинемий с целью диагностики и рационального диетического и медикаментозного лечения. Снижение содержания Л. в крови (гиполипидемия) наблюдается реже — при длительном голодании или резко ограниченном потреблении жиров и при гипертиреозе.

При исследовании Л. в крови необходимо строго придерживаться следующих общих принципов: 1) взятие крови производится натощак спустя 10—12 час. после последнего приема пищи; 2) плазма (сыворотка) крови, используемая для анализа, не должна быть гемолизированной; 3) для экстрагирования Л. применяются органические растворители высокой степени очистки; 4) стандарты или референтные препараты Л. сопоставляют с международными стандартами и хранят в замороженном состоянии.

Существует несколько методов определения общих Л. в плазме (сыворотке) крови. Широкое применение нашли гравиметрические методы, основанные на экстрагировании Л. из плазмы крови смесью органических растворителей, с последующим их выпариванием и взвешиванием липидного остатка. Эти методы, однако, не отличаются высокой точностью.

Ряд методов основан на окислении общих Л. хромовой кислотой с последующим титриметрическим или колориметрическим количественным определением (см. Колориметрия, Титриметрический анализ). Широко применяется метод, основанный на цветной реакции, к-рую дают продукты распада Л. с сульфофосфованилиновым реактивом. Метод определения общих Л. в сыворотке крови с сульфофосфованилиновым реактивом принят у нас в стране в качестве унифицированного; содержание Л. в сыворотке крови здорового человека, определенное этим методом, в среднем составляет 350—800 мг%.

Концентрацию общих Л. в сыворотке крови определяют также методом Свана в модификации Л. К. Баумана (окрашенные судаковым черным Л. количественно извлекаются из сыворотки крови и определяются фотометрически) и турбидиметрическим методом (метод Хуэрго), в основу к-рого положено измерение оптической плотности жировой эмульсии, образуемой при взаимодействии серной к-ты с n-диоксановым экстрактом Л. сыворотки крови. Методом Хуэрго в сыворотке крови здорового человека определяется 500 — 700 мг% общих Л.

Для определения триглицеридов наиболее часто применяют методы, в основе которых лежит гидролитическое расщепление триглицеридов. Образовавшийся в результате гидролиза глицерин окисляют до формальдегида и последний определяют колориметрически. Наибольшей точностью из таких методов обладает метод Карлсона, часто применяемый в модификации Игнатовской (H. Ignatowsca).

Для определения холестерина используют методы, основанные на цветной реакции Либерманна— Бурхарда (см. Либерманна-Бурхарда реакция), причем наибольшей точностью из них обладает метод Абелля (см. Абелля метод). Кроме того, для определения холестерина и триглицеридов в крови начинают применять высокоспецифические энзиматические методы с использованием готовых наборов реактивов. Наконец, для определения этих Л. используют автоанализаторы — отечественный прибор АБМ-1, автоанализатор АА-2 фирмы «Техникой» и др. (см. Автоанализаторы).

Методы определения фосфолипидов основаны на экстрагировании или осаждении фосфолипидов из плазмы (сыворотки) крови, минерализации фосфолипидного фосфора, проведении цветной реакции на фосфор и колориметрическом измерении интенсивности окраски (см. Блура метод).

Для определения неэтерифицированных жирных к-т используют титриметрические и колориметрические методы. Из последних наиболее часто применяют методы, основанные на том, что жирные к-ты образуют с медью соли, которые в свою очередь образуют цветные комплексы с диэтил дитиокарбаматом натрия и другими соединениями.

Для разделения Л. используют методы тонкослойной хроматографии, часто с последующим анализом жирных к-т с помощью газожидкостной хроматографии (см. Хроматография).

Гистохимические методы определения в тканях

Самым старым методом окрашивания Л. в тканях является метод с использованием четырехокиси осмия (OsO₄). Этот реактив восстанавливается непредельными жирными к-тами и целым рядом других веществ, обладающих восстанавливающими свойствами. Продукты восстановления OsO₄ окрашены в черный цвет. Однако следует признать, что методы выявления Л. с помощью жирорастворимых красителей более просты и надежны. В гистохимии для этих целей прежде всего стали использовать судан III, несколько позже — судан IV и шарлах. Л. более интенсивно окрашиваются красящими смесями, особенно теми, которые содержат два (или более) гомолога или изомера нафтоловых суданов. Окрашивание Л. жирорастворимыми красителями основано на том, что они растворяются в жировых веществах лучше, чем в обычных растворителях. Термин «суданофилия» означает способность ткани окрашиваться любыми жирорастворимыми красителями.

Для сохранения Л. в тканях при фиксации рекомендуется использовать 10 — 15% р-р формалина, но еще лучше использовать фиксатор формол-кальций по Бейкеру: формалин— 10 мл; 10% хлористый кальций — 10 мл; дистиллированная вода — 80 мл.

К этому фиксатору должен быть добавлен мел, для того чтобы смесь имела нейтральную реакцию. Фиксировать ткань рекомендуется 24—48 час., более длительная фиксация может привести к образованию кристаллов, изменению растворимости Л. и т. д. Отмытая после фиксации ткань промывается в проточной воде; срезы готовятся на замораживающем микротоме. Ткань паренхиматозных органов можно предварительно заключить в желатину.

При окрашивании ткани на Л. дает хорошие результаты и одновременно выявляет суданофильную зернистость в сегментоядерных лейкоцитах метод Гольдмана. Р-р судана III для окраски тканей по этому методу готовится следующим образом: 70% этанол — 100 мл; дистиллированная вода —- 20 мл; альфа-нафтол — 1,2 г; судан III — в избытке.

Смесь кипятят в течение 10 мин. и фильтруют. Срезы ткани красят 15 мин., затем дифференцируют в 70% этаноле, контролируя процесс под микроскопом. Мазки крови фиксируют 3 мин. смесью, состоящей из 1 части формалина и 4 частей 96 % этанола.

При окраске тканей на Л. по методу Чаччо следует маленькие кусочки фиксировать в течение 24—48 час. в смеси следующего состава: 5% водный р-р двухромовокислого калия — 80 мл; формалин — 20 мл; ледяная уксусная к-та — 5 мл.

Затем кусочки ткани выдерживают 5 — 8 дней в 3% двухромовокислом калии («хромируют»), сутки промывают в проточной воде, проводят через этанол восходящих концентраций в течение суток, проводят через ксилол и заключают в парафин. Приготовленные срезы после обработки 70% этанолом красят насыщенным р-ром судана III в 70% этаноле или при температуре 50° красителем следующего состава: 80 % этанол — 95 мл; ацетон — 5 мл; судан III — до насыщения.

После охлаждения жидкость фильтруется. Срезы красят 30 — 60 мин. при температуре 30°, споласкивают 50% этанолом, промывают в дистиллированной воде и заключают в глицерин-желатину.

Ядра клеток можно красить на Л. квасцовым гематоксилином, лучше это делать до обработки срезов су-даном. Л. окрашиваются в оранжевокрасный цвет.

Библиография: Алимова Е. К., Аствацатурьян А. Т. и Жаров Л. В. Липиды и жирные кислоты в норме и при ряде патологических состояний, М., 1975; Биохимические методы исследования в клинике, под ред. А. А. Покровского, М., 1969; Кейтс М. Техника липидологии, пер. с англ., М., 1975; Комаров Ф. И., Коровкин Б. Ф. и Меньшиков В. В. Биохимические исследования в клинике, Л., 1976; Липиды, под ред. С. Е. Северина, М., 1977; Меркулов Г. А. Курс патологогистологической техники, с. 241, Л., 1969; П и р с Э. Гистохимия, пер., с англ., с, 259, М., 19 62; Lipids, ed. by R. Paoletti а. о., v. 1—2, N. Y., 1976; Masoro E. J. Physiological chemistry of lipids in mammals, Philadelphia, 1968; Searcy R. L. Lipopa-thies, Springfield, 1971.

A. H. Климов; А. Г. Уфимцева (гист.).