background image

 

1

Glikozydy

 

Glikozydy to związki zbudowane z części cukrowej - glikonu i z części niecukrowej — 
aglikonu (geniny). Są ważne z punktu widzenia leczniczego i biochemicznego. Pod 
względem chemicznym glikozydy podzielić można następująco:

 

1. O-glikozydy: grupa wodorotlenowa aglikonu (alkohole, kwasy) połączona 
jest z węglowodanem:

 

R-C-OH + H-O-R

1

 

2. N-glikozydy: grupa aminowa aglikonu (I, II-rzędowe aminy) 
połączo

na jest z cukrem: 

R-C-OH + H-N-R

1

, -R

2

 

3. C-glikozydy: połączenie aglikonu (np. alkoholu) z cukrem ma miejsce przez 
węgiel C:

 

R-C-OH + H-C-R

1

, -R

2

, -R

3

 

4. S-glikozydy: połączenie aglikonu (zawierającego siarkę) z cukrem odbywa 
się przez siarkę:

 

R-C-OH + H-S-R

1

 

Na ćwiczeniach będziemy wykruwali glikozydy nasercowe w liściach konwalii (reakcja 
Kellera-Kilianiego na obecność dezoksycukrów glikozydowych). W konwalii występują 
głównie glikozydy pochodne strofantydyny (konwalatoksyna, konwalozyd) i strofantydolu 
(konwalatoksol). Genina jest steroidem z pierścieniem laktonowym. Cukrem 
(dezoksycukrem) jest ramnoza (cukier prosty w którym co najmniej 1 grupa wodorotlenowa 
jest zredukowana.

 

Przetwory z konwalii wykorzystywane są w lecznictwie w niewydolności krążenia 
pochodzenia sercowego. Działają na mięsień sercowy ino- i tonotropowo dodatnio.

 

Glikozydy fenolowe dają po hydrolizie aglikon w formie fenolu lub jego pochodnych. 
Cukrem jest najczęściej glukoza. Mają charakter słabych kwasów. Są dobrze rozpuszc

zalne 

w wodzie. 

background image

 

2

Stanowią bardzo ważną grupę związków z punktu widzenia biochemicznego i 
farmakognostycznego. Większość z nich wykazuje właściwości bakteriobójcze, 
grzybobójcze i wirusobójcze.

 

Arbutyna C

12

H

16

O

7

 czyli beta-glikozyd hydrochinonu występuje m.in. w mącznicy, 

borówce, wrzosie, gruszy i kaliny. Od dawna wykorzystywane były właściwości lecznicze 
tych roślin w chorobach (zakażeniach) układu moczowego. Arbutyna początkowo połączona 
z kwasem glukuronowym rozpada się w zasadowym moczu do hydrochinonu 

(i glukozy), 

który dezynfekuje drogi moczowe. 

Salicyna C

13

H

18

O

7

 czyli beta-glikozyd saligeniny C

7

H

8

O

2

 występuje w korze 

wierzb 

Salix, 

kaliny i topoli. W organizmie człowieka ulega utlenieniu do kwasu 

salicylowego. W topolach 

Populus

obecna jest także 

populina C

20

H

22

O

8

 - glikozyd 

saligeniny w połączeniu z kwasem benzoesowym. Oba glikozydy wykazują działanie 
przeciwgorączkowe, napotne, przeciwzapalne, lekko uspokajające i przeciwbólowe. Zostało 
to wykorzystane w lecznictwie, jednakże obecnie związki salicylowe (np. acetylosalicylowy 
kwas, amid kwasu salicylowego, salicylan choliny) otrzymywane są syntetycznie.

 

Cyjanogeneza.

 

Cyjanogeneza to zespół procesów zmierzających do syntezy związków cyjanogennych, 
czyli zawierających grupę cyjanową -CN. W wyniku hydrolizy enzymatycznej lub kwasowej 
związki te wydzielają cyjanowodór (kwas pruski) HCN. Większość związków 
cyjanogennych ma charakter glikozydu -nitrylozydu.

 

Spośród około 50 związków cyjanogennych wytwarzanych przez rośliny, można wymienić: 
amigdalinę C

20

H

27

NO

11

 (migdały), prunazynę (tarnina, czeremchy, wiśnia, czereśnia), 

sambunigrynę (bez czarny, bez hebd, bez koralowy), linamarynę C

10

H

17

NO

3

 (lnica, len), 

lotaustralinę (koniczyna), factor Lathyrus (groszek).

 

Podczas hydrolizy enzymatycznej (emulsyna) wydziela się najpierw nitryl 
(cyjanohydryna) i wolna glukoza. Dopiero po tym etapie dochodzi do uwolnienia HCN i 
wytworzenia ketonu lub aldehydu.

 

Glikozydy cyjanogenne syntetyzowane są z aminokwasów, np. linamaryna wywodzi się z 
waliny, a amigdalina - z fenyloalanin

y i tyrozyny. 

Jak wiadomo cyjanowodór i jego sole należą do najsilniejszych toksyn. Wykazują one silne 
powinowactwo do układu żelazowo-porfirynowego enzymów oddechowych. Blokują więc 
funkcję enzymów oddechowych. Cyjanowodór może łączyć się z hemoglobina tworząc 
cyjanohemoglobinę, niedysocjującą do hemoglobiny.

 

background image

 

3

Niektóre zwierzęta gospodarskie narażone na działanie cyjanowodoru pochodzącego z roślin 
(np. koniczyna, liczne trawy), wykształciły ciekawy mechanizm detoksykacji:

 

CN

-

 + S — enzym rodanaza ——> CNS

-

 

Enzym rodanaza przekształca więc jon cyjankowy w tiocyjanian za pomocą siarki 
odłączonej od kwasu beta-merkaptopirogronowego HSCH

2

COO

2

H. 

Tę reakcję detoksykującą wykorzystuje się także podczas ratowania zatrutych osób 
cyjankami. Dożylnie podaje się 50 ml 30% tiosiarczanu sodu. Tiosiarczan (25% roztwór) 
używany jest również do płukania żołądka w razie zatrucia droga pokarmową:

 

CN

-

 + Na

2

S

2

O

3

 ---> CNS

-

 + Na

2

SO

3

 

Śmiertelna dawka HCN dla człowieka wynosi około l mg/kg masy ciała.

 

Lipidy

 

Lipidy, czyli tłuszczowce (glicerydy) - są to estry glicerolu i wyższych kwasów 
tłuszczowych. Nie są rozpuszczalne w wodzie, dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach 
organicznych. Kwasy tłuszczowe występujące w tłuszczach zawierają parzystą liczbę 
atomów węgla. Spośró

d kwasów tłuszczowych nasyconych należy wymienić kwas 

palmitynowy (CH

3

(CH

2

)

14

COOH) i stearynowy (CH

3

(CH

2

)

16

COOH. Kwasem 

nienasyconym tłuszczów jest najczęściej kwas oleinowy (C

17

H

33

COOH), kwas linolowy 

(C

17

H

31

COOH) i linolenowy (C

17

H

29

COOH). Ilość i jakość kwasów tłuszczowych 

budujących dany tłuszcz decydują o jego właściwościach fizykochemicznych. Kwasy 
nasycone (od C10) tworzą tłuszcze stałe. Kwasy o niższej liczbie atomów węgla (od 4 do 9) i 
kwasy nienasycone tworzą tłuszcze ciekłe.

 

Reakcja otrzymania tłu

szczu: 

C

3

H

5

(OH)

3

 + 3 C

17

H

35

COOH ---> C

3

H

5

(C

17

H

35

COOH)

3

 + 3 H

2

Estry są pochodnymi kwasów i alkoholi, które uległy reakcji estryfikacji.

 

Glicerol jest alkoholem trój wodorotlenowym, to znaczy: 1,2,3-propanotriolem. 

Estryfikacji mogą ulec wszystkie trzy grupy -OH w glicerolu. Pod wpływem kwasów 
tłuszcze ulegają hydrolizie do glicerolu i kwasu tłuszczowego. W reakcji z zasadami ulegają 

background image

 

4

zmydleniu: wydzielają się sole kwasów tłuszczowych (mydła). W obecności światła i tlenu 
ulegają jełczeniu na skutek utlenian

ia nienasyconych kwasów tłuszczowych (w miejscu 

podwójnych wiązań). Powstanie nadtlenków podczas jełczenia prowadzi do poprzerywania 
łańcuchowej cząsteczki lipidów i wydzielenia wonnych krótkołańcuchowych kwasów 
tłuszczowych, aldehydów i ketonów.

 

Tłuszcze pobierane wraz z pokarmem są trawione przy udziale lipaz. Komórki główne 
żołądka wydzielają niewielka ilość lipazy mało specyficznej (i mało aktywnej przy tak 
niskim pH -1,5-2) w stosunku do kwasów tłuszczowych lipidów. Hydrolizuje ona wiązania 
estrowe. W 

jelicie aktywnie działa trzustkowa lipaza triacyloglicerolowa (aktywowana przez 

wapń). Optymalne pH dla tego fermentu wynosi ok. 9.

 

Trawi tłuszcze do kwasów tłuszczowych, glicerolu, mono-i dwuacylogliceroli. Pod 
wpływem żółci tłuszcze ulegają emulgacji, co ułatwia dostęp enzymu do cząstek lipidowych.

 

Beta-oksydacja. W komórkach (mitochondria) kwasy tłuszczowe ulegają aktywacji do 
tioestrów przy udziale ATP. Dzięki temu stają się związkami reaktywnymi i 
wysokoenergetycznymi.

 

Dehydrogenaza przy udziale FAD (FAD—»FADH

2

) powoduje odwodorowanie kwasów 

tłuszczowych w pozycji alfa, beta. Do nienasyconych kwasów tłuszczowych dołączona 
zostaje cząsteczka wody dając beta-hydroksykwasy. Te z kolei są utleniane przez 
odwodorowanie w pozycji beta, przy udziale dehydrogena

zy i NAD

+

. Powstały tioester beta-

ketokwasu przy udziale drugiej cząsteczki CoA-SH ulega tiolizie (rozpadowi) do acetylo-
koenzymu A i acylo-koenzymu A (zawiera dwa węgle mniej niż poprzedni), który poddany 
jest ponownej beta-oksydacji. Jeden cykl obejmuje dwukrotne odwodorowanie i 
przenoszenie wodoru na tlen (łańcuch oddechowy) z wytworzeniem 5 cząsteczek ATP (2 
cząsteczki z FADH+H, 3 cząsteczki z NADH+H) z odczepieniem acetyloCoA. Proces jest 
sprzężony z cyklem Krebsa i łańcuchem oddechowym. Glicerol włąc

zony jest do procesu 

glikolizy. Utlenienie l g tłuszczu dostarcza 9,3 kcal.

 

Acetylokoenzym A jest utleniony do kwasu cytrynowego w cyklu Krebsa po związaniu ze 
szczwiooctanem.

 

Pod względem ogólnej budowy chemicznej, tłuszczowce dzieli się na fosfolipidy, 
glikolipidy, woski i sterydy. Termin tłuszczowce jest obszerniejszy, ogólniejszy od pojęcia 
lipidu (tłuszczu). Nie wszystkie tłuszczowce są więc dosłownie lipidami (tłuszczami).

 

1. Fosfolipidy są to pochodne kwasu fosfatydowego, czyli związku 
zbudowanego z glicerolu, reszt kwasów tłuszczowych i kwasu 
fosforowego. Stanowią składnik błon komórkowych. Szczególnie dużo 
fosfolipidów występuje w tkance nerwowej. Do fosfolipidów należą 
lecytyny, kefaliny, serynofosfatydy i fosfoinozytydy. Kefaliny, czyli 

background image

 

5

fosfatydyl

oetanolaminy obok typowych składników zawierają kolaminę 

- etanolaminę (powstałą przez dekarboksylację seryny). Występują w 
mózgu. Po przyłączeniu trzech grup metylowych kefaliny przechodzą w 
lecytyny. Serynofosfatydy = fosfatydyloseryny zawierają w składz

ie 

serynę. Zatem mogą ulegać przekształceniu w kefaliny 
(dekarboksylacja). Fosfoinozytydy - fosfatydyloinozytole zawierają 
alkohol sześciowodorotlenowy - inozytol (cyklitol). Inozytol uznawany 
jest przez wielu farmakologów za witaminę (B

8

). Wywiera działanie 

lipotropowe, zapobiega stłuszczeniu 
wątroby i reguluje posaż treści pokarmowej w układzie trawiennym. 
Ponadto wywołuje zmiany przewodności podnietbłony w 
fotoreceptorach. Występuje w plemnikach, w mózgu, w sercu, w 
wątrobie oraz w mięśniach szkieletowyc

h. 

2. Glikolipidy są tłuszczami złożonymi, zawierającymi w budowie 
cukier (glikozydowo związany, w pozycji l z grupą -OH glicerolu). 
Rozróżnia się galaktolipidy = cerebrozydy i 
gangliozydy. 

Cerebrozydy zawierają 18-węglowy nienasycony alkohol 

sfingozynę, kwas tłuszczowy i galaktozę. Występują w tkance nerwowej, 
gdzie pełnią funkcje związków powierzchniowo czynnych (lipidowo-
wodna granica faz błon komórkowych). 

Gangliozydy zawierają 18-

węglowy nienasycony aminoalkohol sfingozynę (powstaje z palmitylo-
CoA oraz z seryny), kwas tłuszczowy, laktozę, N-acetyloglukozaminę i 
kwas N-acetylo neuraminowy. Występują w istocie szarej mózgu oraz 
rdzenia kręgowego, gdzie pełnią funkcje tenzydów, czyli związków 
powierzchniowo czynnych.

 

3. Woski to estry kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych z 
jednowodorotlenowymi alkoholami, np. cetylowym. Należą do lipidów 
prostych. Pełnią funkcje ochronne (składnik łoju).

 

4. Sterydy, czyli steroidy są związkami zawierającymi rdzeń steranowy 
(gonanowy). Steran to cyklopentanoperhydrofenantren, zbudowany z 4 
pierścieni (budowa tetracykliczna); tzw rdzeń steranowy jest więc 17-
węglowy. Poszczególne związki sterydowe różnią się między sobą liczba 
i charakterem podstawników bocznych związanych z rdzeniem i tym 
samym stopniem nasycenia r

dzenia. Do sterydów 

zalicza 

się hormony 

sterydowe, kwasy żółciowe, ekdysony, witanolidy, fitosterole, geniny 
glikozydów nasercowych, saponiny i alkaloidy sterydowe. Dawniej 
wydzielano z tej grupy sterole. Pod względem chemicznym są one 
sterydami, bowiem zawierają rdzeń steranowy z grupa wodorotlenową w 
pozycji 3 oraz łańcuch boczny w pozycji 17. Do steroli należy 

background image

 

6

cholesterol. Cholesterol nie jest lipidem właściwym, ale zalicza

 

się go do 

ogólnej grupy tłuszczowców.

 

Lecytyny. Fosfolipidy (fosfatydylocholiny) zbudowane z glicerolu, kwasów tłuszczowych, 
kwasu fosforowego i 4-rzędowej zasady - 

choliny. Składnikami lecytyn są również 

fosfatydyloetanolamina, fosfatydyloseryna i fosfatydyloinozytol. Obecne między innymi w 
tkance nerwowej, w żółtku komórek jajowych i w soi. Lecytyny wchodzą w skład 
biomembran. Dostarczane wraz z pokarmem są źródłem choliny (składnik neurotransmitera 
acetylocholiny) i substratów do budowy struktur komórkowych. W farmacji stanowią ważny 
emulgator podczas produkcji leków. Prepar

aty lecytynowe działają ogólnie wzmacniająco 

(stymulujące psychofizycznie), lipotropowo (regulują stężenie i rozłożenie cholesterolu w 
tkankach), przeciwmiażdżycowo i regenerujące.

 

Lecytyny są trawione przez fosfolipazy A, B, C i D. Fosfolipaza A katalizuje odłączenie 
nienasyconego kwasu tłuszczowego; powstaje wówczas izolecytyna. Fosfolipaza B zabiera 
II cząsteczkę kwasu tłuszczowego od izolecytyny, pozostawiając glicerofosforan choliny. 
Fosfolipaza C i D hydrolizują wiązania estrowe między alkoholem i kwa

sem fosforowym. 

Wspomniana wyżej 

cholina to pochodna trójmetylowa etanolaminy, to znaczy: 

wodorotlenek beta-hydroksyetylotrimetyloamoniowy. Biosynteza choliny w ustroju polega 
na dekarboksylacji seryny, a potem metylację etanolaminy:

 

Seryna CH

2

OH-CHNH

2

-COOH — -CO ---> kolamina CH

2

OH-CHNH

2

 ---> cholina 

CH

2

OH-CHN

+

(CH

3

)

3

 

Cholina reguluje gospodarkę tłuszczową (działanie lipotropowe). Jest dawcą grup 
metylowych dla syntezy aminokwasu siarkowego - metioniny. Zapobiega stłuszczeniu i 
marskości wątroby (ochrania miąższ wątroby). W lecznictwie stosowana w zaburzeniach 
pozapiramidowych, przy otyłości, w zaburzeniach krążenia, w atonii pęcherza moczowego i 
jelit oraz w nadmiernym napięciu mięśniowym. Dawniej uważana za witaminę (B

4

). 

Cholesterol. Sterol zwierzęcy, 3-beta-hydroksycholesten-5; grupa -OH przy węglu 3 
znajduje się w pozycji beta. Nierozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w 
rozpuszczalnikach organicznych. Występuje we wszystkich komórkach w stanie wolnym lub 
związanym. Prawidłowe stężenie cholesterolu w suro

wicy waha się od 3,9 do 7,2 mmol/1 

(150-280 mg%). W przeciętnej diecie znajduje się około 1,5-2 g cholesterolu. W czasie 
wchłaniania cholesterolu z pokarmu następuje estryfikacja przy udziale transferazy lecytyna-
cholesterol. Średnio w organizmie człowieka

 znajduje się około 60 g cholesterolu; 2/3 z tego 

przypada na mięśnie szkieletowe, tkankę tłuszczową i skórę. Pozostała część wchodzi w 
skład lipoprotein krwi oraz w skład biomembran komórek pozostałych tkanek. Około 2 g 

background image

 

7

cholesterolu dziennie jest spożytko

wane do syntezy kwasów żółciowych. Wraz z kałem 

tracone jest około 1

 g cholesterolu. 

Biosynteza cholesterolu (głównie w wątrobie) rozpoczyna się od kondensacji dwóch 
cząsteczek acetylokoenzymu A dając aceto-acetylokenzym A. Ten z kolei przechodzi w 
beta-hydroksy-beta-metyloglutarylo-koenzym A. Związek ten jest redukowany przez 
NADPH do mewalonianu. Kwas mewalonowy zużywając ATP (2 cz.) przechodzi w 
pirofosforan kwasu mewalonowego. Przy użyciu ATP (1)

 dochodzi do powstania 

pirofosforanu izopentenylu, czyli czynnego izoprenu (5-węglowy związek). Kolejnym 
stadium jest wytworzenie 15-weglowego związku - pirofosforanu farnezylu. Dwie cząsteczki 
tego związku dają 30-węglowy skwalen. Skwalen ulega cyklizacji

 do lanosterolu, a ten 

wreszcie do cholesterolu. 

 

Reakcja Hübla. W obecności jodu i katalizatora HgCl

2

 kwasy tłuszczowe nienasycone 

przyłączają do wiązania podwójnego jod (addycja). Jest to reakcja Hübla.

 

Liczba zmydlania lipidów. Oznacza ilość miligramów KOH niezbędną do zmydlenia l g 
tłuszczu badanego. Umożliwia określenie w przybliżeniu masy cząsteczkowej kwasów 
tłuszczowych budujących dany lipid.