BIOCHEMIA

BIOCHEMIA

WYSIŁKU

WYSIŁKU

FIZYCZNEGO

FIZYCZNEGO

dr Agata Leońska-Duniec

dr Agata Leońska-Duniec

Wydział Kultury Fizycznej

Wydział Kultury Fizycznej

i Promocji Zdrowia US

i Promocji Zdrowia US

BIOCHEMIA

Nauka dotycząca chemicznych

podstaw życia.

Zajmuje się różnorodnymi molekułami,

które występują w żywych komórkach

i organizmach oraz związanymi z nimi

reakcjami chemicznymi.

BUDOWA ORAZ

FUNKCJE BIAŁEK



Białka są zbudowane z

Białka są zbudowane z

aminokwasów

aminokwasów

połączonych ze sobą

połączonych ze sobą

wiązaniami peptydowymi

wiązaniami peptydowymi



Aminokwasy posiadają

Aminokwasy posiadają

grupę

grupę

karboksylową

karboksylową

(kwaśną) i

(kwaśną) i

aminową

aminową

(zasadową)

(zasadową)

Ogólny wzór cząsteczki aminokwasu

•

Atom

Atom

węgla α

węgla α

aminokwasów jest

aminokwasów jest

atomem chiralnym

atomem chiralnym

ma 4 różne

ma 4 różne

podstawniki -> aminokwasy mogą

podstawniki -> aminokwasy mogą

występować w dwóch konfiguracjach

występować w dwóch konfiguracjach

przestrzennych, oznaczanych jako

przestrzennych, oznaczanych jako

izomery D i L (

izomery D i L (

enancjomery

enancjomery

)

)

•

Wyjątkiem jest glicyna

Wyjątkiem jest glicyna

Roztwór kwasowy

Roztwór zasadowy



Wartość pH, przy którym aminokwas

Wartość pH, przy którym aminokwas

występuje w przeważającej ilości w

występuje w przeważającej ilości w

postaci jonu obojnaczego w

postaci jonu obojnaczego w

roztworze danego aminokwasu

roztworze danego aminokwasu

nazywana jest

nazywana jest

punktem

punktem

izoelektrycznym

izoelektrycznym

oznaczanym

oznaczanym

symbolem

symbolem

pI

pI



Aminokwasy są

Aminokwasy są

związkami

związkami

amfoterycznymi

amfoterycznymi

, co oznacza że mogą

, co oznacza że mogą

reagować jak kwasy lub zasady, w

reagować jak kwasy lub zasady, w

zależności od środowiska reakcji

zależności od środowiska reakcji

20 podstawowych L-

20 podstawowych L-

α

α

-

-

aminokwasów

aminokwasów

1.

1.

Aminokwasy alifatyczne

Aminokwasy alifatyczne

•

łańcuch boczny stanowi łańcuch

łańcuch boczny stanowi łańcuch

alifatyczny, który może być

alifatyczny, który może być

rozgałęziony lub prosty

rozgałęziony lub prosty

•

Do tej grupy zaliczamy

Do tej grupy zaliczamy

glicynę, alaninę,

glicynę, alaninę,

walinę, leucynę, izoleucynę

walinę, leucynę, izoleucynę

oraz

oraz

prolinę

prolinę

•

Alifatyczne łańcuchy boczne alaniny,

Alifatyczne łańcuchy boczne alaniny,

waliny, leucyny i izoleucyny są

waliny, leucyny i izoleucyny są

chemicznie niereaktywne i

chemicznie niereaktywne i

hydrofobowe

hydrofobowe

glicyna

2. Aminokwasy zawierające grupę

2. Aminokwasy zawierające grupę

hydroksylową

hydroksylową

•

Zawierają grupę hydroksylową w

Zawierają grupę hydroksylową w

miejscu wodoru przyłączonego

miejscu wodoru przyłączonego

do pierwszego atomu węgla

do pierwszego atomu węgla

•

W grupie tej wymienić możemy

W grupie tej wymienić możemy

serynę i treoninę

serynę i treoninę

•

Wykazują charakter polarny są

Wykazują charakter polarny są

bardziej hydrofilowe i reaktywne

bardziej hydrofilowe i reaktywne

3. Aminokwasy siarkowe

3. Aminokwasy siarkowe

•

W łańcuchu bocznym obecna jest

W łańcuchu bocznym obecna jest

siarka

siarka

•

Zaliczamy do nich

Zaliczamy do nich

metioninę

metioninę

i

i

cysteinę

cysteinę

•

Są hydrofobowe

Są hydrofobowe

•

Cysteina, w przeciwieństwie do

Cysteina, w przeciwieństwie do

metioniny, jest bardzo reaktywna i

metioniny, jest bardzo reaktywna i

zdolna do tworzenia z inną

zdolna do tworzenia z inną

cząsteczką cysteiny wiązań

cząsteczką cysteiny wiązań

disiarczkowych

disiarczkowych

4. Aminokwasy aromatyczne

4. Aminokwasy aromatyczne

•

posiadają w łańcuchu bocznym

posiadają w łańcuchu bocznym

pierścienie aromatyczne

pierścienie aromatyczne

•

Należą do nich

Należą do nich

fenyloalanina,

fenyloalanina,

tyrozyna i tryptofan

tyrozyna i tryptofan

•

Wykazują właściwości

Wykazują właściwości

hydrofobowe

hydrofobowe

•

Tyrozyna jest reaktywna

Tyrozyna jest reaktywna

5. Aminokwasy kwasowe

5. Aminokwasy kwasowe

•

Wykazują odczyn kwaśny, co

Wykazują odczyn kwaśny, co

spowodowane jest obecnością

spowodowane jest obecnością

dodatkowej grupy karboksylowej

dodatkowej grupy karboksylowej

•

Zaliczamy do nich

Zaliczamy do nich

kwas

kwas

asparaginowy (asparaginian)

asparaginowy (asparaginian)

oraz

oraz

kwas glutaminowy (glutaminian)

kwas glutaminowy (glutaminian)

•

Są ujemnie naładowane

Są ujemnie naładowane

6. Aminokwasy amidowe

6. Aminokwasy amidowe

•

Posiadają zmodyfikowaną grupę

Posiadają zmodyfikowaną grupę

karboksylową, w której grupa

karboksylową, w której grupa

hydroksylowa została zastąpiona

hydroksylowa została zastąpiona

grupą amidową

grupą amidową

•

Wśród aminokwasów tej grupy

Wśród aminokwasów tej grupy

wyróżnić możemy

wyróżnić możemy

asparaginę i

asparaginę i

glutaminę

glutaminę

•

Łańcuchy boczne tych aminokwasów

Łańcuchy boczne tych aminokwasów

pozbawione są ładunku, jednak

pozbawione są ładunku, jednak

wykazują one charakter polarny,

wykazują one charakter polarny,

hydrofilowy.

hydrofilowy.

7. Aminokwasy zasadowe

7. Aminokwasy zasadowe

•

Obecność dodatkowej grupy

Obecność dodatkowej grupy

aminowej sprawia, że aminokwasy

aminowej sprawia, że aminokwasy

te wykazują odczyn zasadowy

te wykazują odczyn zasadowy

•

Zaliczamy

Zaliczamy

lizynę, argininę i

lizynę, argininę i

histydynę

histydynę

•

Lizyna i arginina są naładowane

Lizyna i arginina są naładowane

dodatnio, histydyna może być

dodatnio, histydyna może być

obojętna lub mieć ładunek dodatni

obojętna lub mieć ładunek dodatni

•

Charakter hydrofilowy

Charakter hydrofilowy

Rozpuszczalność i temperatura

Rozpuszczalność i temperatura

topnienia

topnienia

•

W formie jonowej rozpuszczają się

W formie jonowej rozpuszczają się

łatwo w rozpuszczalnikach polarnych

łatwo w rozpuszczalnikach polarnych

jak woda i etanol, ale nie rozpuszczają

jak woda i etanol, ale nie rozpuszczają

się w niepolarnych jak benzen czy eter

się w niepolarnych jak benzen czy eter

•

Wszystkie aminokwasy wykazują

Wszystkie aminokwasy wykazują

wysokie temperatury topnienia.

wysokie temperatury topnienia.

•

Najczęściej temperatura rozkładu

Najczęściej temperatura rozkładu

aminokwasów białkowych przekracza

aminokwasów białkowych przekracza

200

200

°

°

C, a czasem nawet 300

C, a czasem nawet 300

°

°

C.

C.



Mogą być

Mogą być

hydrofilowe

hydrofilowe

lub

lub

hydrofobowe

hydrofobowe

.

.



Mogą być

Mogą być

egzogenne

egzogenne

(treonina,

(treonina,

metionina, lizyna, leucyna,

metionina, lizyna, leucyna,

izoleucyna, walina, fenyloalanina i

izoleucyna, walina, fenyloalanina i

tryptofan) lub

tryptofan) lub

endogenne

endogenne

(pozostałe

(pozostałe

aminokwasy).

aminokwasy).



Aminokwasy często oznacza się

Aminokwasy często oznacza się

skrótem trzyliterowym lub symbolem

skrótem trzyliterowym lub symbolem

jednoliterowym.

jednoliterowym.

Alanina

Alanina

Ala

Ala

A

A

Arginina

Arginina

Arg

Arg

R

R

Asparagina

Asparagina

Asn

Asn

N

N

Asparaginian

Asparaginian

Asp

Asp

D

D

Cysteina

Cysteina

Cys

Cys

C

C

Fenyloalanina

Fenyloalanina

Phe

Phe

F

F

Glicyna

Glicyna

Gly

Gly

G

G

Glutamina

Glutamina

Gln

Gln

Q

Q

Glutaminian

Glutaminian

Glu

Glu

E

E

Histydyna

Histydyna

His

His

H

H

Izoleucyna

Izoleucyna

Ile

Ile

I

I

Leucyna

Leucyna

Leu

Leu

L

L

Lizyna

Lizyna

Lys

Lys

K

K

Metionina

Metionina

Met

Met

M

M

Prolina

Prolina

Pro

Pro

P

P

Seryna

Seryna

Ser

Ser

S

S

Treonina

Treonina

Thr

Thr

T

T

Tryptofan

Tryptofan

Trp

Trp

W

W

Tyrozyna

Tyrozyna

Tyr

Tyr

Y

Y

Walina

Walina

Val

Val

V

V

Zapach i smak

Zapach i smak

•

Większość nie posiada zapachu

Większość nie posiada zapachu

•

Cysteina i metionina mają bardzo

Cysteina i metionina mają bardzo

nieprzyjemną woń siarkowodoru

nieprzyjemną woń siarkowodoru

•

Kwas glutaminowy, który jest głównym

Kwas glutaminowy, który jest głównym

składnikiem przypraw ma charakterystyczny

składnikiem przypraw ma charakterystyczny

zapach, który pobudza apetyt, jest to zapach

zapach, który pobudza apetyt, jest to zapach

hydrolizatu białkowego (rosołu)

hydrolizatu białkowego (rosołu)

•

Smak aminokwasów białkowych jest

Smak aminokwasów białkowych jest

określany jako słodki lub gorzki

określany jako słodki lub gorzki

•

Do „ słodkich” należą glicyna, alanina,

Do „ słodkich” należą glicyna, alanina,

seryna i treonina, a do „gorzkich” zaliczamy

seryna i treonina, a do „gorzkich” zaliczamy

tyrozynę, leucynę i izoleucynę

tyrozynę, leucynę i izoleucynę

Właściwości toksyczne

Właściwości toksyczne

•

Nadmiar

Nadmiar

leucyny

leucyny

wraz w niedomiarem tryptofanu jest

wraz w niedomiarem tryptofanu jest

przyczyną pelagry, która zwana jest także rumieniem

przyczyną pelagry, która zwana jest także rumieniem

lombardzkim. Do objawów tej choroby należą zapalenie

lombardzkim. Do objawów tej choroby należą zapalenie

skóry, biegunka razem z występującym zapaleniem języka i

skóry, biegunka razem z występującym zapaleniem języka i

jamy ustnej i otępienie co jest skutkiem zmian jakie

jamy ustnej i otępienie co jest skutkiem zmian jakie

nastąpiły w układzie nerwowym.

nastąpiły w układzie nerwowym.

•

Innym aminokwasem, który szkodzi w nadmiarze jest

Innym aminokwasem, który szkodzi w nadmiarze jest

fenyloalanina

fenyloalanina

. Nadmiar powoduje objawy podobne do

. Nadmiar powoduje objawy podobne do

fenyloketonurii. Jest to choroba wywołana defektami w

fenyloketonurii. Jest to choroba wywołana defektami w

metabolizmie. Osoby dotknięte tą chorobą nie powinny

metabolizmie. Osoby dotknięte tą chorobą nie powinny

przyjmować produktów, które zawierają fenyloalaninę

przyjmować produktów, które zawierają fenyloalaninę

doprowadzić to może do nieodwracalnych uszkodzeń jakie

doprowadzić to może do nieodwracalnych uszkodzeń jakie

powstaną w mózgu, mogących doprowadzić nawet do

powstaną w mózgu, mogących doprowadzić nawet do

śmierci.

śmierci.

•

•

Zbyt wysoka ilość

Zbyt wysoka ilość

cysteiny

cysteiny

oraz

oraz

metioniny

metioniny

jest przyczyną

jest przyczyną

nerkozy wątroby i nerek. Zwiększona toksyczność

nerkozy wątroby i nerek. Zwiększona toksyczność

aminokwasów m.in. metioniny następuje przez niedobory

aminokwasów m.in. metioniny następuje przez niedobory

witaminy B6.

witaminy B6.

•

ASPARTAM

ASPARTAM

- ester metylowy dipeptydu

- ester metylowy dipeptydu

zbudowanego z fenyloalaniny i kwasu

zbudowanego z fenyloalaniny i kwasu

asparaginowego (E951)

asparaginowego (E951)

•

Spożywany w nadmiarze wywołuje stany

Spożywany w nadmiarze wywołuje stany

depresyjne, wahania nastrojów, a także

depresyjne, wahania nastrojów, a także

psychozę

psychozę

•

Nadmiar gromadzi się w tkankach mózgu,

Nadmiar gromadzi się w tkankach mózgu,

może być przyczyną obumierania komórek

może być przyczyną obumierania komórek

nerwowych w obwodowym układzie

nerwowych w obwodowym układzie

nerwowym.

nerwowym.

•

Aspartamem słodzone są gumy do żucia,

Aspartamem słodzone są gumy do żucia,

popularne napoje gazowane

popularne napoje gazowane

oraz wiele innych

oraz wiele innych

produktów

produktów

spożywczych…

spożywczych…

Aminokwasy o rozgałęzionych łańcuchach

Aminokwasy o rozgałęzionych łańcuchach

bocznych (leucyna, izoleucyna i walina)

bocznych (leucyna, izoleucyna i walina)

•

Mogą pobudzać syntezę białek oraz

Mogą pobudzać syntezę białek oraz

zwiększać wydzielanie się niektórych

zwiększać wydzielanie się niektórych

hormonów anabolicznych

hormonów anabolicznych

•

Odgrywają szczególnie ważną rolę w

Odgrywają szczególnie ważną rolę w

kulturystyce: mogą być wykorzystywane jako

kulturystyce: mogą być wykorzystywane jako

źródło energii dla pracujących mięśni podczas

źródło energii dla pracujących mięśni podczas

długotrwałego wysiłku. Podanie ich może

długotrwałego wysiłku. Podanie ich może

spotęgować utratę tłuszczów podczas

spotęgować utratę tłuszczów podczas

stosowania ograniczeń dietetycznych

stosowania ograniczeń dietetycznych

•

Oprócz różnego rodzaju odżywek dla

Oprócz różnego rodzaju odżywek dla

sportowców, aminokwasy te występują

sportowców, aminokwasy te występują

także w produktach pochodzenia

także w produktach pochodzenia

naturalnego (kukurydza i mleko)

naturalnego (kukurydza i mleko)

Wiązanie peptydowe –

Wiązanie peptydowe –

CONH –

CONH –

POLIPEPTYDY



Sekwencja nukleotydów w DNA determinuje

Sekwencja nukleotydów w DNA determinuje

sekwencję aminokwasów w białku

sekwencję aminokwasów w białku



Oligopeptydy mają do 25 reszt

Oligopeptydy mają do 25 reszt

aminokwasowych, a polipeptydy mają

aminokwasowych, a polipeptydy mają

powyżej 25

powyżej 25



Początkiem łańcucha polipeptydowego jest

Początkiem łańcucha polipeptydowego jest

grupa aminowa czyli

grupa aminowa czyli

koniec N

koniec N

, a końcem

, a końcem

grupa karboksylowa czyli

grupa karboksylowa czyli

koniec C

koniec C



Zbudowane są z łańcucha głównego –

Zbudowane są z łańcucha głównego –

szkieletu oraz zmiennych łańcuchów

szkieletu oraz zmiennych łańcuchów

bocznych

bocznych

BIAŁKA



Aminokwasy w łańcuchu mogą ulegać

Aminokwasy w łańcuchu mogą ulegać

modyfikacjom, które umożliwiają

modyfikacjom, które umożliwiają

białkom pełnienie właściwych funkcji

białkom pełnienie właściwych funkcji

Np.

Np.

Acetylacja N końca,

Acetylacja N końca,

Hydroksylacja reszt proliny w kolagenie

Hydroksylacja reszt proliny w kolagenie

Rozcinanie enzymów trawiennych

Rozcinanie enzymów trawiennych



Konformacja, czyli przestrzenne

Konformacja, czyli przestrzenne

ułożenie atomów polipeptydu:

ułożenie atomów polipeptydu:

cis

cis

(atom

(atom

wodoru grupy –NH – po tej samej stronie

wodoru grupy –NH – po tej samej stronie

co atom tlenu grupy karbonylowej) i

co atom tlenu grupy karbonylowej) i

trans

trans

(odwrotnie niż cis).

(odwrotnie niż cis).

FUNKCJA

PRZYKŁADY

1. Strukturalna

kolagen

2. Ruch uporządkowany

(np. skurcz mięśnia)

aktyna, miozyna

3. Katalityczna

enzymy

4. Transportowa i
magazynowanie

hemoglobina,
mioglobina, transferyna

5. Ochronna

przeciwciała

6. Hormonalna

insulina

7. Przekazywanie

impulsów

białka receptorowe

Struktura I-rzędowa

Struktura I-rzędowa

Aminokwasy połączone w

Aminokwasy połączone w

odpowiedniej kolejności

odpowiedniej kolejności

Struktura II-rzędowa

Struktura II-rzędowa

Przestrzenne

Przestrzenne

współzależności między

współzależności między

aminokwasami

aminokwasami

(helisa

(helisa

α

α

, struktura

, struktura

β

β

)

)

Struktura III-rzędowa

Struktura III-rzędowa

Przestrzenne ułożenie

Przestrzenne ułożenie

łańcucha białkowego

łańcucha białkowego

Struktura IV-rzędowa

Struktura IV-rzędowa

Połączenia podjednostek

Połączenia podjednostek

Np. hemoglobina

Np. hemoglobina

HEMOGLOBINA i MIOGLOBINA



Mają zdolność do magazynowania i

Mają zdolność do magazynowania i

transportu tlenu

transportu tlenu



Ich grupą prostetyczną jest

Ich grupą prostetyczną jest

hem

hem

(cykliczny

(cykliczny

tetrapirol) – 4 pierścienie pirolowe z

tetrapirol) – 4 pierścienie pirolowe z

atomem żelaza (Fe

atomem żelaza (Fe

2+

2+

) w centrum

) w centrum

MIOGLOBINA

MIOGLOBINA

•

Funkcją jest

Funkcją jest

magazynowanie tlenu w

magazynowanie tlenu w

mięśniach

mięśniach

•

W warunkach niedoboru tlenu tlen

W warunkach niedoboru tlenu tlen

utlenowanej mioglobiny jest

utlenowanej mioglobiny jest

wykorzystywany w mitochondriach

wykorzystywany w mitochondriach

mięśni do syntezy ATP (energii)

mięśni do syntezy ATP (energii)

•

Pojedynczy łańcuch polipeptydowy

Pojedynczy łańcuch polipeptydowy

zbudowany z 153 reszt

zbudowany z 153 reszt

aminokwasowych

aminokwasowych

•

Białko globularne

Białko globularne

•

Zewnętrzna część polarna, wnętrze

Zewnętrzna część polarna, wnętrze

niepolarne

niepolarne

HEMOGLOBINA

HEMOGLOBINA

•

Zawarta w erytrocytach kręgowców

Zawarta w erytrocytach kręgowców

•

Dwie główne funkcje:

Dwie główne funkcje:

–

Przenosi O

Przenosi O

2

2

z płuc do tkanek

z płuc do tkanek

–

Przenosi CO

Przenosi CO

2

2

i protony z tkanek do płuc

i protony z tkanek do płuc

•

Jest tetramerem, składa się z dwóch typów

Jest tetramerem, składa się z dwóch typów

łańcuchów polipeptydowych czyli podjednostek (α, β,

łańcuchów polipeptydowych czyli podjednostek (α, β,

γ, δ , S)

γ, δ , S)

•

Najczęściej jest zbudowana z dwóch łańcuchów α i

Najczęściej jest zbudowana z dwóch łańcuchów α i

dwóch β

dwóch β

•

Hemoglobina płodowa z dwóch łańcuchów α i dwóch

Hemoglobina płodowa z dwóch łańcuchów α i dwóch

γ

γ

•

Tetrameryczna hemoglobina wiąże 4 cząsteczki tlenu

Tetrameryczna hemoglobina wiąże 4 cząsteczki tlenu

•

Kooperatywne wiązanie tlenu (

Kooperatywne wiązanie tlenu (

allosteryczność

allosteryczność

)

)

BUDOWA ORAZ FUNKCJE

WĘGLOWODANÓW

Węglowodany

Węglowodany

•

Określane jako cukrowce, cukry, sacharydy

Określane jako cukrowce, cukry, sacharydy

•

Zawierają łańcuch węglowy z licznymi

Zawierają łańcuch węglowy z licznymi

grupami hydroksylowymi i grupę

grupami hydroksylowymi i grupę

aldehydową (aldozy) lub

aldehydową (aldozy) lub

ketonową (ketozy)

ketonową (ketozy)

•

Są zbudowane z atomów

Są zbudowane z atomów

węgla, wodoru i tlenu

węgla, wodoru i tlenu

•

Cukry powstają w zielonych częściach roślin

Cukry powstają w zielonych częściach roślin

z dwutlenku węgla i wody jako produkt

z dwutlenku węgla i wody jako produkt

końcowy procesu fotosyntezy

końcowy procesu fotosyntezy

•

Stanowią główne źródło pożywienia dla

Stanowią główne źródło pożywienia dla

organizmów zwierzęcych

organizmów zwierzęcych

FUNKCJA

FUNKCJA

PRZYKŁADY

PRZYKŁADY

1. Strukturalna

1. Strukturalna

Budują ściany

Budują ściany

komórkowe

komórkowe

(celuloza),

(celuloza),

szkielety

szkielety

stawonogów

stawonogów

(chityna), tworzą

(chityna), tworzą

szkielet struktury

szkielet struktury

RNA i DNA

RNA i DNA

2. Materiał

2. Materiał

zapasowy i paliwo

zapasowy i paliwo

energetyczne

energetyczne

Glikogen u

Glikogen u

zwierząt, skrobia u

zwierząt, skrobia u

roślin, dekstran u

roślin, dekstran u

bakterii i drożdży

bakterii i drożdży

3. Rozpoznawanie

3. Rozpoznawanie

międzykomórkowe

międzykomórkowe

Oligosacharydy na

Oligosacharydy na

powierzchni

powierzchni

komórki jajowej

komórki jajowej

Pod względem budowy chemicznej

Pod względem budowy chemicznej

dzielimy je na cukry:

dzielimy je na cukry:

–

proste

proste

(jednocukry, monosacharydy)

(jednocukry, monosacharydy)

–

złożone

złożone

: dwucukry (disacharydy) i

: dwucukry (disacharydy) i

wielocukry (polisacharydy)

wielocukry (polisacharydy)

Cukry proste (monosacharydy)

(CH

(CH

2

2

O)n

O)n

•

Aldozy

Aldozy

(-CHO) lub

(-CHO) lub

ketozy

ketozy

(-CO)

(-CO)

•

Zbudowane najczęściej z

Zbudowane najczęściej z

3-7 atomów węgla

3-7 atomów węgla

, a najpowszechniej

, a najpowszechniej

występujące w przyrodzie zawierają 5-6 atomów węgla

występujące w przyrodzie zawierają 5-6 atomów węgla

•

W zależności od ilości atomów węgla dzielimy na:

W zależności od ilości atomów węgla dzielimy na:

triozy, tetrozy, pentozy, heksozy, heptozy

triozy, tetrozy, pentozy, heksozy, heptozy

aldehyd D-glicerynowy aldehyd L-glicerynowy dihydroksyaceton

Glukoza

Heksozy n=6

Heksozy n=6

•

Aldoza – glukoza, ketoza - fruktoza

Aldoza – glukoza, ketoza - fruktoza

Glukoza

Glukoza

•

MUTAROTACJA

MUTAROTACJA

D-GLUKOZA

α-D-

GLUKOPIRANOZA

β-D-

GLUKOPIRANOZA

Dwucukry (disacharydy)

•

Są węglowodanami składającymi się z

Są węglowodanami składającymi się z

dwóch jednostek monosacharydowych

dwóch jednostek monosacharydowych

połączonych

połączonych

wiązaniem glikozydowym

wiązaniem glikozydowym

•

Hydroliza cząsteczki dwucukru prowadzi do

Hydroliza cząsteczki dwucukru prowadzi do

utworzenia dwóch cząsteczek cukru

utworzenia dwóch cząsteczek cukru

prostego

prostego

•

Najważniejsze disacharydy:

Najważniejsze disacharydy:

–

laktoza = galaktoza + glukoza (cukier

laktoza = galaktoza + glukoza (cukier

występujący w mleku)

występujący w mleku)

–

sacharoza = glukoza + fruktoza (cukier

sacharoza = glukoza + fruktoza (cukier

występujący w trzcinie cukrowej i burakach

występujący w trzcinie cukrowej i burakach

cukrowych)

cukrowych)

Sacharoza

Sacharoza



Monosacharydy łączą się ze sobą poprzez

Monosacharydy łączą się ze sobą poprzez

wiązanie glikozydowe tworząc

wiązanie glikozydowe tworząc

disacharydy

disacharydy



Sacharaza katalizuje hydrolizę sacharozy

Sacharaza katalizuje hydrolizę sacharozy

Oligosacharydy

Oligosacharydy

-

Podczas hydrolizy rozpadają się na 2-10

Podczas hydrolizy rozpadają się na 2-10

jednostek monosacharydowych

jednostek monosacharydowych

-

np. maltotrioza (trisacharyd zbudowany z

np. maltotrioza (trisacharyd zbudowany z

trzech reszt glukozy)

trzech reszt glukozy)

Wielocukry (polisacharydy)

Wielocukry (polisacharydy)

-

Polisacharydy (wielocukry) zbudowane są

Polisacharydy (wielocukry) zbudowane są

z ponad 10 cząsteczek monosacharydów

z ponad 10 cząsteczek monosacharydów

(w formie cyklicznej) połączonych ze sobą

(w formie cyklicznej) połączonych ze sobą

wiązaniami glikozydowymi, tworząc

wiązaniami glikozydowymi, tworząc

łańcuchy proste lub rozgałęzione.

łańcuchy proste lub rozgałęzione.

Glikogen

•

Zapasowy polisacharyd organizmów zwierzęcych

Zapasowy polisacharyd organizmów zwierzęcych

•

Jest gromadzony w wątrobie, w mniejszym

Jest gromadzony w wątrobie, w mniejszym

stężeniu występuje w mięśniach poprzecznie

stężeniu występuje w mięśniach poprzecznie

prążkowanych (szkieletowych)

prążkowanych (szkieletowych)

•

Zbudowany z reszt glukozy tworzących łańcuchy

Zbudowany z reszt glukozy tworzących łańcuchy

rozgałęzione

rozgałęzione

•

Glikogen występuje w postaci ziaren o średnicy

Glikogen występuje w postaci ziaren o średnicy

10-40 nm zawieszonych w cytoplazmie

10-40 nm zawieszonych w cytoplazmie

•

Skrobia

Skrobia

–

Roślinna substancja zapasowa

Roślinna substancja zapasowa

–

Występuje w dwóch formach:

Występuje w dwóch formach:

•

amyloza (nierozgałęziona)

amyloza (nierozgałęziona)

•

amylopektyna (rozgałęziona)

amylopektyna (rozgałęziona)

•

Celuloza

Celuloza

–

Pełni funkcje strukturalne u roślin,

Pełni funkcje strukturalne u roślin,

rzadziej odżywcze u zwierząt

rzadziej odżywcze u zwierząt

•

Chityna

Chityna

–

Buduje szkielet zewnętrzny owadów

Buduje szkielet zewnętrzny owadów

i pancerz skorupiaków

i pancerz skorupiaków

BUDOWA ORAZ FUNKCJE

LIPIDÓW

FUNKCJA

PRZYKŁAD

1. Budulcowa

Tłuszcze wchodzą w

skład błon

komórkowych

2. Izolacja termiczna i

elektryczna

Termoregulacja i

przekaźnictwo
nerwowe

3. Ochronna

Tłuszcz ochrania

narządy wewnętrzne

4. Zapasowa

Trójglicerydy

-magazynowane w

tkance tłuszczowej i

mięśniach oraz

niewiele we krwi

5. Międzykomórkowe

informatory i hormony

estrogeny, testosteron

i kortyzol

PODZIAŁ LIPIDÓW:

PODZIAŁ LIPIDÓW:

1.

1.

Lipidy proste

Lipidy proste

(estry kwasów

(estry kwasów

tłuszczowych z różnymi alkoholami)

tłuszczowych z różnymi alkoholami)

a.

a.

Tłuszcze właściwe

Tłuszcze właściwe

(estry kwasów

(estry kwasów

tłuszczowych z glicerolem)

tłuszczowych z glicerolem)

a.

a.

Woski

Woski

(estry kwasów tłuszczowych

(estry kwasów tłuszczowych

z długołańcuchowymi alkoholami

z długołańcuchowymi alkoholami

monohydroksylowymi)

monohydroksylowymi)

2.

2.

Lipidy złożone

Lipidy złożone

(estry kwasów

(estry kwasów

tłuszczowych z alkoholami zawierające

tłuszczowych z alkoholami zawierające

grupy dodatkowe)

grupy dodatkowe)

a.

a.

Fosfolipidy

Fosfolipidy

(estry kwasów tłuszczowych

(estry kwasów tłuszczowych

z glicerolem, dodatkowo zawierające

z glicerolem, dodatkowo zawierające

resztę kwasu fosforowego)

resztę kwasu fosforowego)

b.

b.

Glikolipidy

Glikolipidy

(estry kwasów tłuszczowych

(estry kwasów tłuszczowych

z sfingozyną, dodatkowo zawierające

z sfingozyną, dodatkowo zawierające

węglowodany)

węglowodany)

c.

c.

Inne np. aminolipidy, sulfolipidy,

Inne np. aminolipidy, sulfolipidy,

lipoproteiny

lipoproteiny

3.

3.

Prekursory i pochodne lipidów

Prekursory i pochodne lipidów

•

Należą tu kwasy tłuszczowe,

Należą tu kwasy tłuszczowe,

glicerol, steroidy, aldehydy

glicerol, steroidy, aldehydy

tłuszczowe, ciała ketonowe,

tłuszczowe, ciała ketonowe,

witaminy rozpuszczalne w

witaminy rozpuszczalne w

tłuszczach, węglowodory,

tłuszczach, węglowodory,

hormony

hormony



Tłuszcze właściwe – trójglicerydy

Tłuszcze właściwe – trójglicerydy

TG – trójacyloglicerole

TG – trójacyloglicerole

zbudowane z trzech cząsteczek

zbudowane z trzech cząsteczek

wolnych kwasów tłuszczowych

wolnych kwasów tłuszczowych

połączonych

połączonych

wiązaniami

wiązaniami

estrowymi

estrowymi

z glicerolem

z glicerolem



Stan skupienia TG zależy od długości

Stan skupienia TG zależy od długości

łańcucha kwasów tłuszczowych i od

łańcucha kwasów tłuszczowych i od

występujących w nim wiązań

występujących w nim wiązań

podwójnych

podwójnych



Kwasy tłuszczowe

Kwasy tłuszczowe



Zbudowane z łańcucha

Zbudowane z łańcucha

węglowodorowego

węglowodorowego

zakończonego grupą karboksylową

zakończonego grupą karboksylową



Parzysta liczba atomów węgla

Parzysta liczba atomów węgla

tworzących nierozgałęziony łańcuch

tworzących nierozgałęziony łańcuch

Nasycone kwasy tłuszczowe

Nasycone kwasy tłuszczowe



Nie zawierają wiązań

Nie zawierają wiązań

podwójnych (atomy węgla w

podwójnych (atomy węgla w

łańcuchu są nasycone atomami

łańcuchu są nasycone atomami

wodoru)

wodoru)



np. kwas palmitynowy C16:

np. kwas palmitynowy C16:

CH

CH

3

3

–(CH2)

–(CH2)

14

14

–COOH

–COOH

Nienasycone kwasy tłuszczowe

Nienasycone kwasy tłuszczowe



Zawierają jedno lub więcej

Zawierają jedno lub więcej

wiązań podwójnych

wiązań podwójnych



Kwasy jednonienasycone

Kwasy jednonienasycone



Kwasy wielonienasycone

Kwasy wielonienasycone



np. kwas oleinowy C 18

np. kwas oleinowy C 18

Niezbędne

Niezbędne

nienasycone kwasy tłuszczowe NNKT:

nienasycone kwasy tłuszczowe NNKT:

•

Omega 3

Omega 3

- pierwsze podwójne wiązanie

- pierwsze podwójne wiązanie

występuje przy trzecim atomie węgla (n-3)

występuje przy trzecim atomie węgla (n-3)

•

Omega 6

Omega 6

- pierwsze podwójne wiązanie

- pierwsze podwójne wiązanie

występuje przy szóstym atomie węgla (n-6)

występuje przy szóstym atomie węgla (n-6)

•

3:1

3:1

•

w dużych ilościach znajdują się m.in. w rybach,

w dużych ilościach znajdują się m.in. w rybach,

owocach morza, migdałach, orzechach

owocach morza, migdałach, orzechach

•

Wpływają na:

Wpływają na:

układ krążenia

układ krążenia

(wspomaganie

(wspomaganie

prawidłowej pracy serca, działanie

prawidłowej pracy serca, działanie

antyarytmiczne, obniżanie ciśnienia tętniczego

antyarytmiczne, obniżanie ciśnienia tętniczego

krwi),

krwi),

układ nerwowy

układ nerwowy

oraz poprawiają

oraz poprawiają

koncentrację, mają właściwości

koncentrację, mają właściwości

przeciwzapalne, dobrze wpływają na skórę

przeciwzapalne, dobrze wpływają na skórę

IZOMERY GEOMETRYCZNE:

IZOMERY GEOMETRYCZNE:



Konfiguracja

Konfiguracja

cis

cis



Konfiguracja

Konfiguracja

trans

trans

• Współcześnie istnieją liczne doniesienia

naukowe, wskazujące na fakt, że częste
spożywanie tłuszczów

trans

ma negatywny

efekt na zdrowie:

–

2x wyższe ryzyko zachorowania na raka piersi,

–

zwiększają ryzyko chorób serca,

–

cukrzycy,

–

mogą prowadzić do osłabienia systemu
odpornościowego,

–

powodują zanik mięśni,

–

zwiększają ryzyko choroby nowotworowej

Produkty zawierające utwardzone oleje

Produkty zawierające utwardzone oleje

roślinne dostarczające dziennie 3% kalorii (7

roślinne dostarczające dziennie 3% kalorii (7

g tłuszczu, czyli mniej więcej co porcja frytek)

g tłuszczu, czyli mniej więcej co porcja frytek)

zwiększają ryzyko choroby serca o 50%

zwiększają ryzyko choroby serca o 50%

!

!

Gdzie występują tłuszcze

Gdzie występują tłuszcze

trans?

trans?

• Niektóre tłuszcze do smażenia,

pieczenia i smarowania

pieczywa, krakersy, herbatniki,

chipsy, ciastka i ciasta,

śmietanki w proszku, produkty

smażone na wielokrotnie na

podgrzewanym tłuszczu (frytki,

pączki, faworki)

• Z tego względu w wielu krajach

wprowadzono lub planuje się

wprowadzenie obowiązku oznaczania na

wszelkich produktach spożywczych

informacji o zawartości tłuszczów trans, a

także ograniczeń ich maksymalnej

zawartości do ilości spotykanych w

produktach naturalnych.

• Pierwszy krajem, który wprowadził zakaz

sprzedaży przetworzonych produktów

spożywczych ze zwiększonym stężeniem

trans tłuszczów była Dania. A w Polsce

jest brak regulacji…

• W polskim Mc Donald's frytki

zawierają

ok. 18% tłuszczów trans,

w amerykańskim ok. 12%,

a w duńskim zaledwie i aż 1,2%...

w KFC w Polsce natomiast jest ich

najwięcej - 40% ….

CHOLESTEROL

CHOLESTEROL

ROLA W ORGANIZMIE:

ROLA W ORGANIZMIE:

•

Składnik błon komórkowych

Składnik błon komórkowych

•

Prekursor hormonów steroidowych

Prekursor hormonów steroidowych

tj. hormony kory nadnerczy i płciowe

tj. hormony kory nadnerczy i płciowe

•

Prekursor soli żółciowych

Prekursor soli żółciowych

(wspomaganie trawienia i pobieranie

(wspomaganie trawienia i pobieranie

lipidów z pokarmu)

lipidów z pokarmu)

•

Prekursor witaminy D

Prekursor witaminy D

•

Może pochodzić z pokarmu lub może

Może pochodzić z pokarmu lub może

być syntetyzowany w wątrobie

być syntetyzowany w wątrobie

•

Transportowany w postaci

Transportowany w postaci

lipoprotein, które klasyfikuje się

lipoprotein, które klasyfikuje się

zgodnie ze zwiększającym się

zgodnie ze zwiększającym się

stopniem gęstości

stopniem gęstości

•

Najważniejsze frakcje to:

Najważniejsze frakcje to:

–

LDL – lipoproteiny o małej gęstości

LDL – lipoproteiny o małej gęstości

–

HDL – lipoproteiny o dużej gęstości

HDL – lipoproteiny o dużej gęstości

•

Rolą

Rolą

LDL

LDL

jest transport cholesterolu do

jest transport cholesterolu do

tkanek obwodowych i regulacja syntezy

tkanek obwodowych i regulacja syntezy

cholesterolu

cholesterolu

•

Nadmiar sprzyja powstawaniu blaszek

Nadmiar sprzyja powstawaniu blaszek

miażdżycowych prowadzących do

miażdżycowych prowadzących do

zwężenia tętnic, co jest przyczyną chorób

zwężenia tętnic, co jest przyczyną chorób

naczyń mózgowych, tętnic wieńcowych i

naczyń mózgowych, tętnic wieńcowych i

naczyń obwodowych

naczyń obwodowych

•

Rolą

Rolą

HDL

HDL

jest usuwanie wolnego

jest usuwanie wolnego

cholesterolu z tkanek i jego transport do

cholesterolu z tkanek i jego transport do

wątroby, gdzie przekształcany jest do

wątroby, gdzie przekształcany jest do

kwasów żółciowych (odwrócony

kwasów żółciowych (odwrócony

transport cholesterolu)

transport cholesterolu)

Co wpływa na zmiany

Co wpływa na zmiany

stężenia cholesterolu we

stężenia cholesterolu we

krwi?

krwi?

•

Czynniki dziedziczne

Czynniki dziedziczne

•

Dieta (spożywane produkty, ilość

Dieta (spożywane produkty, ilość

posiłków i ich wielkość, kawa,

posiłków i ich wielkość, kawa,

alkohol)

alkohol)

•

Nadciśnienie tętnicze

Nadciśnienie tętnicze

•

Palenie tytoniu

Palenie tytoniu

•

Płeć męska

Płeć męska

•

Otyłość zwłaszcza brzuszna

Otyłość zwłaszcza brzuszna

•

Brak ruchu

Brak ruchu

•

Stres

Stres

•

Picie kawy

Picie kawy