Obecná charakteristika lipidů
Lipidy (z řeckého lipos=tuk) jsou různorodou skupinou látek biologického původu. Jejich společným znakem je přítomnost velkých nepolárních uhlovodíkových struktur v molekule, které jsou příčinou jejich nerozpustnosti ve vodě (jsou ale dobře rozpustné v nepolárních organických rozpouštědlech). Tím se odlišují od ostatních přírodních látek, které jsou hydrofilní a lipofilní. Tato definice platí pouze u jednoduchých lipidů. Složené lipidy mohou obsahovat polární složku, která jim dodá amfifilní charakter. Část molekuly je hydrofobní a část je hydrofilní.
Z chemického hlediska jsou lipidy estery vyšších (mastných) karboxylových kyselin.
Jsou to různé tuky, oleje, některé vitamíny, hormony a složky biomembrán.
Lipidy jsou látky rostlinného, živočišného i mikrobiálního původu.
Hlavní biologické funkce:
-
strukturní funkce – základ biologických membrán, nervová tkáň
-
ochranné povrchy bakterií, rostlin i živočichů
-
zásobárna energie (uskladňována téměř bez přítomnosti vody a proto na malém prostoru)
-
tepelná izolace
-
ochrana některých vnitřních orgánů před mechanickým poškozením (např. ledviny)
-
biologicky aktivní látky – hormony (steroidy, prostaglandiny), vitamíny
Rozdělení lipidů
Podle jejich stavby lze lipidy rozdělit na:
-
jednoduché lipidy – estery mastných kyselin a alkoholů
-
složené lipidy – kromě mastných kyselin a alkoholů obsahují i jiné složky
-
odvozené lipidy – mají jinou strukturu, s lipidy je pojí podobné vlastnosti
Mastné kyseliny
Nejvíce charakteristickou látkou pro celou skupinu lipidů jsou mastné kyseliny. Vyskytují se v lipidech většinou ve formě esterů s alkoholy. Malá část se jich vyskytuje i ve volné neesterifikované formě.
Jako mastné kyseliny se označují alifatické monokarboxylové kyseliny s počtem uhlíků od C4 do C30. Jejich struktura je typická tím, že se skládají ze sudého počtu uhlíků. Mastné kyseliny s lichým počtem uhlíků se vyskytují v organismech jen výjimečně (např. u býložravců).
Mastné kyseliny mohou být nasycené i nenasycené. Dvojná vazba v molekule kyseliny snižuje její teplotu tání (oproti nasycené kyselině) a tato vlastnost je poté přenášena na příslušné tuky.
Příklady mastných kyselin:
máselná kyselina – významně zastoupena v tuku mléka krav a jiných přežvýkavců
palmitová kyselina – nejrozšířenější mastná kyselina. Je součástí lipidů zvířat (20 – 30 %), rostlin (až 40 %) i nižších mikroorganismů.
stearová kyselina – druhá nejrozšířenější mastná kyselina v přírodě. Je nejvíce zastoupena v loji, kravském mléce a kakaovém másle. Je hlavní součástí průmyslově hydrogenovaných tuků.
olejová kyselina – nejrozšířenější nenasycená mastná kyselina s jednou dvojnou vazbou v živočišných a rostlinných tkáních. V olivovém oleji je obsaženo 78 % olejové kyseliny.
linolová kyselina – je součástí rostlinných lipidů. Ve slunečnicovém oleji je jí obsaženo 50 %, je významnou složkou rybího oleje. Pro savce je esenciální.
linolenová kyselina – obsahuje dvě dvojné vazby. Tvoří 65% ve lněném oleji. Lidský organismus si ji dokáže vytvořit z linolové kyseliny.
arachidonová kyselina – obsahuje 4 dvojné vazby. Vyskytuje se v podzemnicové (arašídovém) oleji. Lidský organismus ji dokáže syntetizovat v játrech z linolenové kyseliny. Její deriváty se nazývají prostaglandiny.
Tabulka č. 1: Přehled hlavních kyselin
Pozn: zkrácený zápis 14:0 znamená, že v kyselině je celkem 14 atomů uhlíku a 0 dvojných vazeb
Zdroje
- Lékařská chemie a biochemie: učebnice pro lékařské fakulty. 1. vyd. Praha: Avicenum, 1991. 661 s. ISBN 80-201-0114-4.
- HOLEČEK, Václav, Luboš STÁRKA a Emil BIELIK. Biochemie. 1. vydání. Praha: Avicenum,zdravotnické nakladatelství, 1983.
- KLOUDA, Pavel. Biochemie zblízka. 1. vyd. Ostrava: Pavko, 2012. 125 s. ISBN 978-80-86369-21-1.
- KOTLÍK, Bohumír; RŮŽIČKOVÁ, Květoslava. Chemie v kostce II. Havlíčkův Brod: Fragment, 1997, ISBN 80-7200-342-9.
- Autor neznámý. Monoenové mastné kyseliny.[on-line] [cit. 10. 6. 2014] Dostupné z www: http://galenus.cz/clanky/vyziva/monoenove-mastne-kyseliny
Obrázky
- Obr. 1: Autor neznámý.http://mysidoma.mypage.cz [cit. 5. 11. 2014] Dostupné z www:http://mysidoma.mypage.cz/menu/mys-domaci-a-jeji-chov/laboratorni-mysi
- Obr. 2: Autor neznámý. http://www.magazinzdravi.cz [cit. 29. 10. 2014] Dostupné z www: http://www.magazinzdravi.cz/vlasske-orechy-20090121
- Obr. 3: Autor neznámý.www.o-maku.estranky.cz. [cit. 29. 10. 2014]. Dostupné na www: http://www.o-maku.estranky.cz/clanky/druhy-maku.html
- Obr. 4: Autor neznámý.http://www.holikovaz.wz.cz[cit. 5. 11. 2014] Dostupné z www:http://www.holikovaz.wz.cz/galerie.htm
Víte, že ...
... pokud jsou pokusná zvířata krmena beztukovou stravou, tak rostou pomaleji, snižuje se jejich plodnost, možnost donošení plodu a dostávají šupinaté onemocnění kůže?
Tyto příznaky mizí po podávání kyselin arachidonové, linolové a linolenové. Tyto kyseliny byly tedy nazvány esenciální, dokonce dostaly název vitamin F.
Dnes víme, že arachidonovou kyselinu si dokáže organismus syntetizovat v játrech z linolenové kyseliny, tu zase z linolové. Tedy jedinou nepostradatelnou (esenciální) kyselinou je linolová.
Obr. 1: Laboratorní myši
Zajímavost
Eikosanoidy – prostaglandiny, tromboxany, prostacykliny
Z chemického hlediska se odvozují od kyseliny arachidonové, z níž cyklizací uprostřed řetězce vzniká cyklopentanový kruh – prostaglandinová kyselina.
Jedná se o látky podobné hormonům, na rozdíl od nich se neprodukují v určité žláze, ale každá tkáň si je vytváří sama a rovnou je spotřebuje. Jejich funkce jsou různorodé.
Předpokládá se, že příčinou ischemické choroby srdeční je nerovnováha mezi 2 druhy eikosanoidů – tromboxanu A2 (podporuje agregaci trombocytů) a prostacyklinu (inhibuje agregaci trombocytů – dochází k rozšíření cév a snížení krevního tlaku).
Doplňující učivo
Mastné kyseliny
V Tabulce č. 1 je udeven přehled hlavních mastných kyselin.
V hlavním textu v přílohách si prohlédněte jejich strukturní vzorce.
Laboratorní cvičení
Důkaz tuků v semenech rostlin - vhodné i pro žáky ZŠ
V hlavním textu v přílohách najdete návod pro laboratorní cvičení Důkaz tuků v semenech rostlin.
.
Obr. 2: Jádra vlašských ořechů
Laboratorní cvičení
Extrakce lipidů - vhodné i pro žáky ZŠ
V hlavním textu v přílohách najdete návod pro laboratorní cvičení Extrakce lipidů. Budeme extrahovat lipidy z máku setého. Semena máku tvoří asi z poloviny oleje srearové, palmitové a linolové kyseliny.
Obr. 3: Mák setý
Zamysli se
Vysvětlete, proč tučňákům není zima.
Obr. 4: Tučňáci
Kontrolní otázka
Jaký význam mají lipidy pro organismus?