Chemie - Lipidy

Autor: Přemysl Brada

MEZI LIPIDY ŘADÍME NEPOLÁRNÍ NÍZKOMOLEKULÁRNÍ LÁTKY.MAJÍ V ORGANISMU NEZASTUPITELNÉ ZÁSOBNÍ,STRUKTURNÍ A OCHRANNÉ FUNKCE.

původ:rostlinný i živočišný
význam:zdroj energie,stavební součásti membrán,tepelná izolace
mají hydrofobní vlastnosti a tyto vlastnosti jim umožńují že se v nich rozpouští významné nepolární látky-vitamíny ADEK,hormony,barviva a různé druhy léčiv
Lipidy jsou estery vyšších karboxilových kyselin.

1)TRIACYLGLYCEROLY = TUKY
-jsou to estery vyšších mastných kyselin s glycerolem
dělíme je na pevné až mazlavé tuky a na oleje,které jsou kapalné při pokojové teplotě

z mastných kyselin jsou nejčastěji v tucích zastoupeny :
kys.palmitová C15H31COOH
kys.stearová C17H35COOH
nenasycená kyselina olejová CH3(CH2)7 - CH = CH - (CH2)7COOH


tepl.tání: v molekulách triacylglycerolů se karboxylové kys.různě kombinují,takže mají neurčitou teplotu tání platí,že čím je vyšší obsah nenasycených kyselin a čím je kratší řetězec nasycených kyselin,tím je tepl.měknutí tuku nižší

vlastnosti:

Čisté
-jsou bezbarvé kapaliny,bez chuti,zápachu, podléhají žluknutí(za přítomnosti bakterií, tepla,vlhka)
-katalickou hydrogenací se z olejů stávají tuhé tuky,podmínky-tlak a přítomnost katalizátoru-nikl
podstata žluknutí-oxidace na dvojných vazbách nenasycených kyselin,žluknutím vznikají aldehydy nebo ketony a nebo nižší karboxylové kyseliny,které zapáchají

Ztužené tuky
-jsou stálejší proti žluknutí a nemají nepříjemný zápach
Měřítkem biologické hodnoty rostlinných olejů je obsah nenasycených karboxylových kyselin.které jsou pro organismus nepostradatelné

Ztužování rostlinných olejů:
při výrobě pevných pokrmových tuků
dvojné vazby nenasycených kyselin se kataliticky hydrogenují vodíkem (pod tlakem a za vyšší teploty) na kyseliny nasycené,teplota měknutí se tím zvyšuje a olej přechází na pevný tuk

Druhy olejů:
lněný,makový olej
obsahuje nenasycené karboxylové kyseliny,mají několik dvojných vazeb a tyto oleje se na vzduchu mění na pružnou pevnou látku = vysychání olejů-základ pro výrobu fermeží,urychlování pomocí Cr,Mn

V praxi se tuky dělí podle původu na ROSTLINNÉ (lněný,slunečnicový a makový olej)-získávají se lisováním nebo extrakcí(vyluhováním) vhodným organickým rozpouštědlem a na ŽIVOČIŠNÉ (např.sádlo,máslo,lůj,rybí tuk),které lze připravit vyškvařováním

Při alkalické hydrolýze vznikají soli karboxylových kyselin,které známe jako MÝDLA
-jsou ve vodě rozpustná,dělí se na sodné(pevné) a draselné(mazlavé),mají schopnost rozpouštět tuky -molekuly mýdla se na povrchu nepolárního tuku orientují svojí nepolární částí dovnitř,tukové částice svojí polární částicí do voda a dochází rozptýlení malých částeček do vody

2)VOSKY

JSOU ESTERY VYŠŠÍCH MASTNÝCH KYSELIN S VYŠŠÍMI JEDNOSYTNÝMI ALKOHOLY
-jsou to tuhé,ve vodě nerozpustné estery vyšších mastných kyselin s jednosytnými alkoholy a delšími lineárními řetězci
-jsou obvykle vylučovány jako směsi a jejich funkce je především ochranná-tvoří vodoodpudivou ochrannou vrstvu na různých částech rostlin
-u živočichů jsou vylučovány na kůži a srst,včely používají vosk jako stavební materiál plástů

1)rostlinné vosky-vytváří ochranné povlaky listů
2)živočišné vosky-včelí vosk-lanolin-je vosk,který se získává z ovčí vlny

3)ISOPRENOIDY

TVOŘÍ PESTROU SKUPINU NEPOLÁRNÍCH BIOLOGICKY VÝZNAMNÝCH LÁTEK ODVOZENÝCH OD ISOPRENU.MEZI NEJVÝZNAMNĚJŠÍ Z NICH PATŘÍ KAROTENY, VITAMIN D,STEROIDNÍ HORMONY,CHOLESTEROL A LINEÁRNÍ POLYMER KAUČUK

-jsou to látky odvozené od isoprenu (2-metyl-1,3-butadienu)
-k nejvýznamnějším z nich patří karoteny a vitamin A
-polymerací isoprenu vzniká i přírodní kaučuk

STEROIDY
-přírodní látky,které se vyznačují velkým fyzologickým učinkem
- základem uhlovodík steran
-z chemicého hlediska jsou to buď alkoholy nebo aldehydy,případně karbox.kyselina.ketony

Rozdělení podle fyziol.účinku:
1)Steoly-steroidy u kterých se objevuje OH skupina

a)zoosteroly
Cholesterol
je přítomný ve všech tkáních,účastní se na stavbě membrány,kde zajištuje polopropstnost,ovlivňuje vstřebávání tuků
konzumace živ.tuků má za následek hromadění cholesterolu-nadbytek organismu škodí
b)fytosteroly

Ergosterol
důležitá role i v živočišném organismu,podílí se na stavbě vitamínu D
při nedostatku dochází k měknutí kostí
do organismu v podobě provitamínu D,přeměna UV zářením

2)Žlučové kyseliny
skupiny COOH,důležitá role v organismu-vsřebávání tuků,př Kys.cholová

3)Steroidní hormony
testosteron-mužský,progesteron-ženský,estradiol-ženský,
kortikoidy-vznikají v kůře nadledvinek

TERPENY
nejčastěji jsou rostlinného původu
jejich molekuly obsahují 2 a více izoprenových jednotek = 2-methyl-1,3-butadien (=izopren)
Výroba terpenů:získáváme je destilací silic a pryskyřic s vodní párou
Terpeny:tvoří složku rostlin.silic,kde představují složku éterického oleje
Silice:vonné prchlavé látky např. u květin
Pryskyřice:vznikají oxidací silic,je to tuhá lepkavá látka,ve vodě jsou nerozpustné
Balsamy:polotekuté směsy silic a pryskyřic,př.kanadský balsam
monoterpeny:
Limonen-je nejznámější,obsažen v citrusových plodech
Mentol-obsažen v silici máty peprné
Kafr-je obsažen ve dřevě kafrovníku
polyterpeny:př přírodníkaučuk

4)POLÁRNÍ LIPIDY A BIOLOGICKÉ MEMBRÁNY
- v molekule polárních lipidů můžeme vždy rozlišit dvě části

NEPOLÁRNÍ: hydrofobní-odpuzuje vodu,bývá tvořena delšími uhlovodíkovými řetězci
POLÁRNÍ:
hydrofilní-rozpustná ve vodě,má obvykle iontový charakter a proto je její interakce s vodou energeticky výhodná Složité lipidy:
Fosfolipidy -jsou typickým představitelem polárních lipidů,
-jsou tvořené dvěma zbytky mastných kyselin připojených esterovými vazbami ke glycerolu
Glukolipidy = glykolipidy
je navázaný cukr(nejčastěji glukóza nebo galaktoza)
jsou zastoupeny v rostlinných a živočišných buňkách
jsou stavebními součástmi membrán

BIOSYNTÉZA A METABOLISMUS LIPIDU
-lipidy jsou zdrojem buňěčné energie
-oxidace lipidů-uvolnění více enregie než při ox.sacharidů
-je využívána buňkami srdečního svalu
-jednoduché i složité lipidy se do buněk dostávají z potravy až po rozložení na základní stavební jednotky-za pomoci hydrolitického štěpení-pomocí lipáz
-nejprve dochází k hydrolýze esterové vazby na koncových uhlících glycerolu za pomoci lipáz a glycerolu(bývá rozkládán triacylglycerol)
Karbox.kyselina a glycerol jsou pomocí metabolických drah v buňce postupně oxidovány na CO2 a H2O,uvolnuje se energie-použita na syntézu ATP

Nejdůležitější je Beta oxidace
-dochází k aktivaci org.karbox.kyseliny-aktivovaná forma karbox.kyseliny je navázána na acetyl koenzym A,pro tuto vazbu je důležitá ATP
-tato aktivovaná forma vstupuje do metabolických drah-dochází k odštěpování 2C zbytku karbox.kyseliny a k odštěpení na 3.uhlíkovém atomu acetylukoenzymu A - beta oxidace
-po odštěpení 1.acetylkoenzymu A se odštěpí další a další až do úplného rozpadu kyrbox.kyseliny
-molekuly acetylkoenzymu A vstupují do cytrátového cyklu-oxidují se na CO2
Energie těchto reakcí (např. oxidace 1 molekuly kys.palmitové) buňka získává 131 molekul ATP-při sníženém požadavku energie v buňce se vyšší karbox.kyseliny ukládají do zásoby-do tukové tkáně v podobě lipidů-buňky jsou schopny samy vytvářet lipidy-bodou mít sudý počet atomů -buňky vyšších organismů nemají schopnost vytvářet nenasycené karboxylové kyseliny,které obsahují více než 1 dvojnou vazbu