Otázka: Lipidy
Předmět: Chemie
Přidal(a): missacka
Lipidy – ,,lipos“ = tuk
– látky rostlinného i živočišného původu
– hydrofobní charakter – nerozpustné v H2O
– izolace extrakcí (např. benzínem, chloroformem…dají se např. vylouhovat)
Význam lipidů:
1) zdroj a rezerva energie (nejbohatší zdroj E: 38 kJ/g – sacharidy 17kJ/g), formou depotního
tuku
2) strukturní fce – součástí biomembrán (fosfolipidy), součástí nervové tkáně (40%)
3) ochranná fce – obaluje orgány (př. ledviny), termoizolace (podkožní tuk, tuleni..), ochrana
plodů a listů před ztrátou vody (vosky)
4) rozpouštědlo – hormonů, vitamínů A, D, E, K
Rozdělení lipidů:
- Lipidy
- v užším slova smyslu
- estery VMK a alkoholů nebo jejich derivátů
- zmýdelnitelné
- Izoprenoidy
– zákl. stavební jednotkou izopren
– nezmýdelnitelné
Zmýdelnitelné lipidy:
- jednoduché
– pouze lipidická část
– triacylglyceroly (oleje, tuky), vosky (rostlinné a živočišné)
- složené
– lipidická + nelipidicá část
– fosfolipidy, lipoproteiny, glykolipidy..
Triacylglyceroly:
– estery VMK a glycerolu
– glycerol: – propan – 1,2,3 – triol (glycerin)
– sladká, viskózní kapalina
– neomezeně mísitelná s H2O
– nejedovatá
– využití: lékařství (masti, sirupy), kosmetika (krémy), výbušniny (nitroglycerin)
– tepelným rozkladem vzniká akrolein (akrylaldehyd, z přepáleného oleje)
– VMK: – alifatické monokarboxylové kyseliny
– hydrofobní charakter
– v přírodě více než 100
– většinou sudý počet C a lineární řetězec
– obvykle v esterifikované formě, nikoli volné
– nasycené: palmitová CH3-(CH2)14-COOH
stearová CH3-(CH2)16-COOH
* arachová (eikosanová – 20C)
– nenasycené: cis uspořádání (ohnutý řetězec)
olejová CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
linolová CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH
linolenová – C 18, 3 trojné vazby, esenciální
– esenciální: – vyšší počet dvojných vazeb
– cenné, zdraví prospěšné
– vliv na skupenství:
– nasycené VMK: stabilní, pevné skupenství (tuky)
– nenasycené VMK: méně stabilní, kapalné (oleje)
– např. v teple žluknou
Reakce:
– vznik esterů: esterifikace
+ R–COOH → + H2O
– kyselá hydrolýza: působení silné minerální kyseliny na tuk se tuk rozpadá zpět na VMK a glycerol
– zásaditá hydrolýza: vznik glycerolu a soli (stearan, palmitan) → mýdlo (R-COONa) (zmýdelnění = saponifikace)
– reakce triacylglycerolů:
- ztužování olejů
– řepkový, slunečnicový…
– nenasycené vazby, nestálé
→ katalytická hydrogenace oleje → tuhé tuky (z kyseliny olejové se stává kyselina stearová)
– stálejší vůči vzdušné oxidaci, účinkům mikroorganismů
– nezapáchají
- vysychání olejů
– některé podléhají radikálové oxidační polymeraci
– tvorba trvalého filmu
– užití: výroba fermeží, nátěrových hmot
– sikativ + olej = fermež, fermež + pigment = olejová barva
* sikkativ – sušidlo, Mn, Co nebo Pb soli naftenových kyselin
– také jako katalyzátory (urychlují polymeraci, vysychání olejů)
- žluknutí tuků (olejů)
– biochemický proces (rozklad pomocí mikroorganismů (plísně), vlhka, tepla…)
– štěpení nenasycených VMK na nižší karboxylové kyseliny (např. máselná)
– zápach
– znehodnocení vitamínů (do té doby nerozpustné se rozpustí)
*lidský tuk: zastoupena nejvíce kys. palmitová, stearová, olejová
– poměr nasycené : nenasycené: 2:3
Vosky
– přírodní vosky: estery alifatických VMK a vyšších alifatických alkoholů
– alkoholy: 16 – 80 C
- pevné, bezbarvé látky nerozpustné v H2O
- cetylalkohol (hexadekan -1-ol, palmitylalkohol) – 16C
- karnaubylalkohol – 24C
- cerylalkohol – 26 C
- myricylalkohol – 30 C
– VMK: – pevné
– k. laurová – C 12
– k. myristová – C 14
– k. palmitová – C 16
– k. stearová – C 18
– vlastnosti vosků:
– působením lipas nezmýdelňují (štěpí tuky na VMK a glycerol)
– při normální T pevné, při vyšší měknou a tají
– chemicky nejednotné
Rostlinné vosky:
– na povrchu listů, plodů
– výroba rtěnek
– farmacie: kapsle
– polevy v potravinářství (proti rozpatlání)
– leštěnky – auta, boty, dřevo, kůže, podlahy
– kopírovací papír
- karnaubský vosk – palma
- japonský vosk – ptačí zob japonský
- candelilový vosk – mexický druh pryžce
Živočišné vosky:
– základem mastí (ochranná a emulgační fce)
- včelí vosk – plástve, svíčky
– příjemně voní
- lanolín – izolován z ovčí vlny
– součást krému na boty, černých mastí
- vorvaňovina – „spermacet“
– hmota v hlavové části vorvaně
– svíčky, námořníci na svícení
– pomáhá vorvaňovi se vyrovnat s tlakem v hloubkách
* Parafíny – vosky
– syntetické minerální
– tuhé alkany s dlouhým řetězcem
– výroba z ropy
Složené lipidy
– mlly amfifilní charakter (část hydrofilní i fobní)
– tvorba micel
– lipidická + nelipidická složka
– Fosfolipidy
- fosfoacylglyceroly – glycerol + fosfát (esterická vazba)
– biomembrány
- sfingomyeliny – sfingosin
– mozek, nervová tkáň
– Glykolipidy
- cerebrosidy – sfingosin + galaktosa
– mozek, nervová tkáň
- gangliosidy – galaktosa + glukosa
– receptory, imunitní systém
– Lipoproteiny
– kapsule, uvnitř špatně rozpustné látky (tuky, cholesterol)
– transport v polární krvi
Nezmýdelnitelné lipidy:
– terpenoidy
– steroidy (steroly, žlučové kyseliny)
Terpenoidy
– „izopreny“
– odvozeny od izoprenu (2-methyl -1,3-butadien)
– celistvý počet izoprenových jednotek
– dělení podle počtu izoprenových jednotek (mono (2 i.j. = 10C), di (4 i.j. = 20C)
– převážně rostlinného původu
– silice, balzám, pryskyřice
Monoterpeny
– 2 izoprenové jednotky
– převážně rostlinný původ
- menthol
– alkohol. skupina
– v listech máty peprné
– žvýkačky, mastičky, větrové bonbony
- kafr
– keton
– kafrová silice – lékařství (chladivý účinek)
– dříve výroba celuloidu (výroba fotografického filmu)
– tygří mast
– voní
- limonen, citral
– kůra citrusových plodů
– svěží vůně
– dobře hoří
- pineny
– silice jehličnanů (vůně lesa)
- terpentýn
– kapalina destilovaná z jehličnanů
– směs terpenů (dají se izolovat např. pineny)
– ředidlo do olejových barev, nátěrové hmoty
- kantharidin
– afrodisiakum (způsobuje lepší prokrvení)
– „ze španělských mušek“
– v hemolymfě puchýřníků
Seskviterpeny
– 3 i.j.
– převážně rostlinného původu
– pryskyřice, silice, fytohormony
– chmel otáčivý
- humulen
– kůra citrusových plodů
– hořká chuť
- matricin
– v léčivých silicích (olejovité éterické látky)
– Matricaria chamomilla – heřmánek
- kyselina abscisová
– fytohormon (navozuje období vegetačního klidu, opad listů)
– defoliační účinek
Diterpeny
– 4 i.j.
– rostlinný původ
- vitamin A
– rozpustný v tucích
– tvorba očního pigmentu
– mrkev
- fytol
– nenasycený alkohol
– složka chlorofylu (4 pyrolová jádra, porfyrinový kruh, uvnitř Mg)
– navázán esterovou vazbou
- THC (tetrahydrocannabinol)
– konopí (květenství)
– psychotropní účinky marihuany
– dobře rozpustný v org. rozpouštědlech, tucích, alkoholu
– syntetický – marinol, dronabilon
Triterpeny
– 6 i.j.
- betulin
– výborně hoří
– v kůře břízy (bílé zbarvení)
– protizánětlivé účinky
Tetraterpeny
– 4 i.j.
– důležitá rostlinná barviva
- karoten
– antioxidant (likviduje volné radikály – udržuje mládí (omezení tvorby vrásek))
– prekurzor vitaminu A
- lykopen
– antioxidant
– snižuje riziko rakoviny
– rajčata
- lutein
– ze skupiny xantofylů
– slunečnice, žloutky, peří kanárka, květy
– podpora dobrého vidění
Polyterpeny
– stovky i.j.
– rostlinná barviva
- gutaperča
– nepružný kaučuk (relativně tvrdý)
– el. izolant
– trans izomer
– první golf. míčky, výplň zubních kanálků
- přírodní kaučuk
– z latexu kaučukovníků (gumovník)
– výroba pryže
– od r. 1932 – i synteticky
– cis izomer
Steroidy
– odvozeny od triterpenů (oxidací)
– přírodní (rostlinný, živočišný původ)
– bezbarvé, krystalické látky
– v H2O nerozpustné
– základní kostra – steran (cyklopentanoperhydrofenanthren)
*perhydro – doplněny vodíkem
Steroly
- fytosteroly
- zoosteroly
Fytosteroly
- ergosterol
– provitamín vitaminu D (slunečním zářením)
– vit. D – upraví Ca, při nedostatku degradace kostí (křivice)
– v kvasnicích, nižších houbách
Zoosteroly
- cholesterol
– stabilizuje biomembrány (nepolární části uvnitř, OH u P hlavy)
→ zvyšuje tuhost, snižuje propustnost
– tělo syntetizuje samo (není třeba příjem z potravy)
– v živočišných tucích
– prekurzor pro syntézu: – vitaminu D1
– pohl. hormonů (progesteron, estradiol)
– kortikoidních hormonů
– žlučových kyselin
– nerozpustný v H2O
– v krvi ve formě rozpustných lipoproteinů
– dělení podle hustoty:
- HDL (high density lipoprotein)
– odváděn do jater (rozklad, vyloučení z těla)
– chrání před usazováním LDL cholesterolu (rozpustí jej)
- LDL (low density lipoprotein)
– přivádí cholesterol do buněk, cévních stěn
– příčina aterosklerózy (arteriosklerózy) – kornatění
→ usazují se tuky, Ca2+ soli
→ céva zanesená, nepružná
→ infarkt, iktus (mozková mrtvice)
– měření hladiny v krvi: v mmol/l
– 5,2 (200 mg/dcl) – nízká hladina
– 5,2 – 6,2
– nad 6,2 – vysoká hladina, lékařský dohled
Žlučové kyseliny
– nejznámější – kyselina cholová
– produkovány v játrech, hromadí se ve žlučníku
– směs karboxylových kyselin
– emulgují tuky → lepší vstřebávání
– problémy spojené s potravou: tučné jídlo – ↑ produkce (až 2násobek, běžně 0,7-1,2 l/den)
– obezita – ↑ produkce, ↑ hustota (z cholesterolu krystalky – žlučové kameny)
Steroidní hormony
a) pohlavní hormony
– šišinka
– ženské: progesteron (řídí 1. fázi těhotenství)
estrogen (zrání Graafova folikulu, příprava děložní sliznice)
– mužské: testosteron
– steroidní anabolika: napodobenina testosteronu (v podstatě pohl. hormony)
– zvyšují metabolismus AMK → nárůst svalové hmoty
– v lékařství – růstové hormony (*ekdyzon – svlékací hormon bezobratlých)
- b) kortikoidní hormony
– kůra nadledvinek
– vliv na metabolismus (C6H12O6)
– kortizon (léčba očních zánětů, astma, onemocnění kůže, tlustého střeva, záněty kloubů)
– riziko předávkování – vysoký tlak, infekce, cukrovka, žaludeční vředy (50. léta)
– malé dávky neškodné (dlouhodobě méně než 5 mg, krátkodobě až 1000 mg)
– výhoda: lokální působení hormonu (nikoli v celém těle)
– v těle denně syntetizováno 20mg hydrokortizonu
– prednison – při alergiích
- glukokortikoidy – hospodaří s glukózou, vliv na regeneraci, posilují imunitní systém
(potlačí imunitní reakci)
– kortizol (hydrokortizon) - mineralokortikoidy – hospodaří s ionty, s H2O (hlavně v ledvinách – řídí vstřebávání)
– aldosteron (antidiuretický hormon)
Steroidní glykosidy
– steroidní + cukerná část
– posilují činnost srdce
– digitoxiny – náprstník
– bufotoxiny – ropucha (bufo bufo)
– parotidy (přeměněné příušní jedové žlázy)
Metabolismus lipidů
– katabolismus – odbourávání (přes triózafosfát)
– anabolismus – syntéza
Katabolismus:
– z potravy
– z depotního tuku
– trávicí soustava – nutné enzymy (hydrolázy – pankreatické lipázy)
– triacylglycerol: v žaludku rozrušeny 2 krajní esterové vazby → monoacylglycerol + 2 VMK
– tenké střevo: glycerol + 3 VMK (štěpení na NMK – kys. máselná – zápach zvratků)
– glycerol + VMK vstřebávány do buněk tenkého střeva, zpětně reesterifikovány
→ chylomikrony
Chylomikrony
– micely lipoproteinů a cholesterolů (transport krevním řečištěm)
– v buňkách katabolismus: glycerol + VMK
Osud glycerolu: – vstupuje do metabolismu sacharidů
- buď odbouráván – glykolýza (→ CO2 + H2O + ATP)
- glukoneogeneze (při potřebě cukrů, → C6H12O6)
Osud VMK:
– putuje do cytoplazmy buněk → 2 děje
1) aktivace VMK
– navázání VMK na HSCoA (koenzym A) (nálepka, aktivace, spolupráce s enzymy → má se
zpracovat)
– energeticky náročné
R-COOH + HSCoA + ATP → R-COSCoA + H2O + AMP + PP
R-COSCoA – aktivovaná (acylkoenzym A – př. stearylkoenzym A)
2) β – oxidace
– Feodor Lynen
– 1964 – za objev β – oxidace Nobelova cena
– ,,Lynenova spirála“ → zisk stejných částí (2 C acetylů CoA)
– cyklický proces, postupně zkracuje řetězec VMK
– průběh reakce na 3. C
* T, C, B – odbourávají se na univerzální buněčné platidlo ACoA