background image

Kwasy tłuszczowe, lipidy proste i złożone 

 

Maria Pioruńska-Stolzmann 
 

 
KWASY TŁUSZCZOWE, LIPIDY PROSTE I ZŁOŻONE 

 
 
1.

 

STRUKTURA I KLASYFIKACJA LIPIDÓW 

 

 

Termin 

lipidy 

(tłuszczowce) 

obejmuje 

zarówno 

kwasy 

tłuszczowe 

jak  

i pochodne izoprenu, do których zaliczane są steroidy, witaminy, itp.  
Lipidy 

są 

heterogenną 

grupą 

związków 

organicznych 

rozpuszczalnych  

w  niepolarnych  rozpuszczalnikach,  takich  jak  chloroform,  eter,  benzen.  Związki  te 
charakteryzują  się  znikomą  rozpuszczalnością  w  wodzie,  wynikającą  z  apolarnej  struktury 
cząsteczki.  Strukturę  lipidu  można  przedstawić  schematycznie  jako  polarną  hydrofilową 
„głowę”  połączoną  z  wyraźnie  niepolarnym  węglowodorowym  „ogonem”  (ryc.  1.). 
Występowanie regionów hydrofilowego i hydrofobowego w tej samej cząsteczce nazywa się 
amfipatycznością 
 

Polarna
 głowa

Część
hydrofilowa

Część
hydrofobowa

 

 
                               Ryc. 1. Struktura cząsteczki lipidu 
 
Taka 

struktura 

cząsteczki 

jest 

przyczyną 

specyficznego 

zachowania 

się  

lipidów w środowisku wodnym, w którym wykazują tendencję do tworzenia miceli. Micele są 
względnie  małymi  sferycznymi  strukturami  utworzonymi  w  ten  sposób,  że  węglowodorowe 
hydrofobowe  „ogony”  gromadzą  się  wewnątrz  struktury,  a  ich  hydrofilowe  „głowy”  mają 
kontakt z otaczającą wodą. Micelę może tworzyć pojedyncza lub podwójna warstwa lipidów 
(ryc. 2.). 
 

 

Ryc. 2. Micela utworzona z pojedynczej warstwy lipidów amfipatycznych  

 

 

  

 N

ie

p

o

la

rn

y

 o

g

o

n

 

background image

Lipidy  mogą  być  klasyfikowane  w  różny  sposób.  Zgodnie  ze  współczesną  terminologią 
zaproponowaną przez Bloora wyróżnia się następujące grupy lipidów: 
 
1. Lipidy proste: 
estry wyższych kwasów tłuszczowych i alkoholi. 
   1.1. 

Tłuszcze 

właściwe 

(triacyloglicerole): 

estry 

wyższych 

kwasów 

           tłuszczowych  i glicerolu. 
   1.2. 

 

Woski: 

estry 

wyższych 

kwasów 

tłuszczowych 

wyższych 

alkoholi  

            jednowodorotlenowych. 
2. 

Lipidy 

złożone: 

estry 

wyższych 

kwasów 

tłuszczowych 

zawierające  

     oprócz alkoholu dodatkowe składniki. 
   2.1. 

Fosfolipidy: 

lipidy 

zawierające 

oprócz 

kwasów 

tłuszczowych 

gli- 

           cerolu 

lub 

sfingozyny, 

resztę 

kwasu 

fosforowego, 

zasadę 

azo- 

           tową lub inne składniki, np. aminokwas (seryna, treonina), inozy  tol. 
      2.1.1. Glicerofosfolipidy: pochodne kwasu glicerofosforowego, posiadające przynajmniej   
            jedną O-acylową lub O-alkilową  grupę związaną z glicerolem.    
      2.1.2. Sfingofosfolipidy: pochodne 1-fosfoceramidu. 
  
   2.2. 

Glikolipidy 

(glikosfingolipidy): 

połączenia 

kwasów 

tłuszczowych 

          (często 

24 

atomach 

węgla) 

ze 

sfingozyną 

węglowodanami  

          (galaktoza i glukoza), lecz nie zawierające kwasu fosforowego. 
   2.3.  Inne  lipidy  złożone  takie  jak  sulfolipidy  i  aminolipidy.  Do  tej  gru- 
          py zaliczane są także lipoproteiny. 
 
3. 

Prekursory 

pochodne 

lipidów: 

substancje 

powstające 

wyniku 

hy- 

    drolizy 

wymienionych 

wyżej 

grup 

lipidów, 

tym 

kwasy 

tłuszczowe,  

    glicerol, 

alkohole 

inne 

niż 

glicerol 

sterole, 

aldehydy 

tłuszczowe, 

ciała 

    ketonowe, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, hormony. 
 
Klasyfikacja lipidów zgodnie z ich budową przedstawiona jest na ryc. 3.  
 

LIPIDY

Ceramidy

Cerebrozydy

Fosfatydylo
etanolamina

Fosfatydylo
seryna

Fosfolipidy

Fosfadydylo
cholina

Inne
fosfolipidy

Gangliozydy

Glikosfingolipidy

Inne gliko 
sfingolipidy

Kwasy tłuszczowe

 Steroidy

Witaminy rozp.w lipidach

Terpeny

Eikozanoidy

Triacyloglicerole

Woski

Sfingolipidy

Fosfatydy

Glicerofosfolipidy

Plazmalogeny

Sfingomieliny

Izoprenoidy

Fosfatydylo
inozytol

 

 

Ryc. 3. Klasyfikacja lipidów zgodnie z ich budową. 

 

background image

Inny  sposób  klasyfikacji  lipidów  oparty  jest  na  ich  zdolności  do  hydrolizy  alkalicznej 
(zmydlania).  Lipidy,  które  ulegają  hydrolizie  alkalicznej  nazywane  są  lipidami 
zmydlającymi się
, a te które nie ulegają tej reakcji to lipidy niezmydlające się. 
 
2. KWASY TŁUSZCZOWE 

 

Kwasy 

tłuszczowe 

występujące 

lipidach 

naturalnych 

są 

to 

nasycone  

lub  nienasycone  alifatyczne  kwasy  jednokarboksylowe,  przeważnie  o  nierozgałęzionym 
łańcuchu  i  parzystej  liczbie  atomów  węgla  w  cząsteczce.  W  zależności  od  liczby  atomów 
węgla w łańcuchu węglowodorowym kwasy dzielimy na: 

 

krótkołańcuchowe, od C2 do C4, np. kwas masłowy,  

 

ś

redniołańcuchowe, od C6 do C14, np. kwas laurynowy, mirystynowy,  

 

długołańcuchowe,  zawierajace  powyżej  16  atomów  wegla,  np.  kwas  palmitynowy  i 
stearynowy.  

 
Niższe kwasy tłuszczowe rozpuszczają się w wodzie, zaś począwszy od 12 atomów węgla w 
cząsteczce  są  już  prawie  nierozpuszczalne  w  wodzie.  Właściwość  ta  wiąże  się  z  liczbą  grup 
hydrofobowych (-CH

3, 

-CH

2

-) przypadających na jedną grupę hydrofilową (-COOH). Kwasy 

tłuszczowe  są  słabymi  kwasami  o  wartości  pK

a

  około  4,5;  w  pH  fizjologicznym  ulegają 

częściowej dysocjacji:  
 

RCOOH 

←



→

 RCOO

-

    +     H

                                                        pK

a

=4,5 

 
Zdolność  odszczepiania  protonu  przez  kwasy  determinuje  ich  zachowanie.  Zdysocjowana 
grupa  karboksylowa  o  ujemnym  ładunku  nadaje  kwasom  charakter  hydrofilowy  i  ułatwia 
rozpuszczanie  w  wodzie.  Jednoczesna  obecność  w  cząsteczce  długiego  łańcucha 
węglowodorowego o charakterze hydrofobowym powoduje, że kwasy tłuszczowe zachowują 
się w kontakcie z wodą jak typowe substancje amfipatyczne.  
W zależności od liczby wiązań podwójnych w cząsteczce rozróżnia się: 

 

nasycone kwasy tłuszczowe (saturated fatty acids, SFA),  

 

jednonienasycone (monounsaturated fatty acids, MUFA),  

 

wielonienasycone (polyunsaturated fatty acids,  PUFA).  

 
Nienasycone  kwasy  tłuszczowe  występujące  w  organizmie  człowieka  dzielą  sie  na  trzy 
rodziny określane jako 

ω

-3 (n-3), 

ω

-6 (n-6) i 

ω

-9 (n-9), w zależności od położenia pierwszego 

wiązania  podwójnego  licząc  od  grupy  metylowej.  Strukturę  nienasyconych  kwasów 
tłuszczowych  obrazuje  skrócony  zapis  cyfrowy,  w  którym  pierwsza  cyfra  określa  liczbę 
atomów  węgla  w  łańcuchu  węglowodorowym,  cyfra  po  dwukropku  oznacza  liczbę  wiązań 
podwójnych  w  łańcuchu,  a  cyfra  po  literze 

ω

  (n)  określa  pozycję  pierwszego  podwójnego 

wiązania  licząc  od  grupy  metylowej.  Dodatkowa  numeracja  po  znaku    ∆  określa  położenie 
wiązań podwójnych licząc od grupy karboksylowej, np. zapis C18:3, 

ω

-3 (∆ 9,12,15) oznacza 

kwas α-linolenowy. 
 

background image

NAZEWNICTWO KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

1     3    5           8          11  13  15   17

2    4     6    7     9   10   12  14  16   18

COOH

H

3

C

Koniec 

ω

Koniec C

Nazewnictwo opisuje:

liczbę podwójnych
          wiązań

  pozycję pierwszego
wiązania podwójnego
     w odniesieniu
       do końca 

ω

całkowitą liczbę
  atomów węgla

18:2, 

ω

ω

ω

ω

-6

:

,

 

 
Wszystkie  nienasycone  kwasy  tłuszczowe,  w  łańcuchu  których  co  najmniej  jedno  wiązanie 
podwójne  jest  wiązaniem  o  konfiguracji  trans,  czyli  atomy  wodoru  znajdują  się  po 
przeciwnych  stronach  atomów  węgli  połączonych  wiązaniem  podwójnym,  nazywane  są 
izomerami trans. W izomerach cis natomiast wszystkie wiązania podwójne mają konfigurację 
cis,  czyli  atomy  wodoru  znajdują  się  po  tej  samej  stronie  atomów  węgli  połączonych 
wiązaniem podwójnym.  Łańcuch  węglowodorowy  izomerów cis jest lekko zgięty, natomiast 
izomerów trans jest prosty, podobny do łańcucha nasyconych kwasów tłuszczowych. 
 
 

                    KONFIGURACJA cis lub trans
PODWÓJNEGO WIĄZANIA W KWASIE TŁUSZCZOWYM

Wiązanie podwójne w konfiguracji cis

Wiązanie podwójne w konfiguracji trans

 

 
Wszystkie  naturalnie  występujące  nienasycone  kwasy  tłuszczowe  mają  konfigurację  cis
Kwasy tłuszczowe trans powstają w wyniku utwardzania katalitycznego tłuszczów ciekłych, 
procesu  stosowanego  przy  produkcji  artykułów  spożywczych,  takich  jak  np.  margaryna,  w 
celu uzyskania tłuszczu o stałej konsystencji.  
Komórki  ssaków  mogą  wytwarzać  tylko  te  nienasycone  kwasy  tłuszczowe,  w  których 
wiązanie  podwójne  położone  jest  przy  węglu  9  licząc  od  grupy  metylowej.  Główne 
nienasycone  kwasy  tłuszczowe,  w  cząsteczce  których  wiązanie  podwójne  leży  przy  węglu  3 
lub  6  (licząc  od  grupy  metylowej),  a  więc  kwas  α-linolenowy  (C18:3,  n-3),  kwas  linolowy 
(C18:2,  n-6)  oraz  kwas  arachidonowy  (C20:4,  n-6),  nie  mogą  być  syntetyzowane  w 
organizmie  człowieka  i muszą  być  dostarczone  z  pożywieniem.  Ze  względu  na  to, że  pełnią 

background image

one w organizmie wiele ważnych funkcji nazwano je niezbędnymi nienasyconymi kwasami 
tłuszczowymi (NNKT)
.  
Kwasy  tłuszczowe  są  ważnym  źródłem  energii  dla  organizmu,  integralnym  składnikiem 
lipidów  złożonych,  ponadto  są  niezbędne  jako  prekursory  do  syntezy  prostaglandyn  i 
leukotrienów. Kwasy tłuszczowe obecne w tłuszczach i olejach występują głównie w formie 
zestryfikowanej,  natomiast  w  surowicy  krwi  występują  i  transportowane  są  w  formie 
niezestryfikowanej jako wolne kwasy tłuszczowe (WKT).  
 
3. LIPIDY PROSTE 
 
3.1. Triacyloglicerole (triglicerydy)
 
 
Najprostszymi  lipidami  zbudowanymi  z  kwasów  tłuszczowych  są  triacyloglicerole,  zwane 
także  triglicerydami  lub  tłuszczami  obojętnymi.  Z  chemicznego  punktu  widzenia 
triacyloglicerole  są  to  estry  wyższych  kwasów  tłuszczowych  (powyżej  C

16

)  i  glicerolu. 

Glicerol (propanotriol) może tworzyć wiązania estrowe z jedną, dwiema lub trzema resztami 
kwasu  tłuszczowego.  Powstałe  w  ten  sposób  związki  noszą  nazwy:  monoacylo-,  diacylo-  i 
triacyloglicerole (MAG, DAG, TAG). Przykład triacyloglicerolu przestawia ryc. 4. 
 

CH

2

-O-C-R

1

CH   O-C-R

2

CH

2

-O-C-R

3

O

O

O

 

 

Ryc. 4. Triacyloglicerol (TAG) 

 
Glicerol  jest  związkiem  nieczynnym  optycznie,  ale  gdy  grupy  –OH  przy  C1  i  C3  zostają 
podstawione różnymi resztami kwasów tłuszczowych, wtedy jego drugi atom węgla staje się 
asymetryczny,  a  cała  cząsteczka  czynna  optycznie.  W  celu  oznaczenia  pozycji  reszty  kwasu 
tłuszczowego  stosuje  się  system  numeracji  stereospecyficznej  umieszczając  przedrostek  sn- 
(stereospecific  numbering)  
przed  pierwszym  członem  określającym  nazwę  reszty 
glicerolowej. Zgodnie z tym systemem atomy węgla w glicerolu numeruje się tak jak atomy 
węgla w aldehydzie L-glicerynowym, (tj. z góry w dół), oznaczając je symbolami sn-1, sn-2, 
sn-3. Triacyloglicerole zawierają na ogół dwa lub trzy różne kwasy (R

1

,R

2

,R

3

). Występujące 

w  przyrodzie  tłuszcze  stanowią  z  reguły  mieszaniny  różnych  triacylogliceroli.  Ponieważ 
polarne  grupy  –OH  glicerolu    oraz  –COOH  kwasu  tłuszczowego  są  połączone  wiązaniem 
estrowym, 

triacyloglicerole 

są 

niepolarnymi, 

hydrofobowymi 

cząsteczkami, 

nierozpuszczalnymi w wodzie.  

 

 
W organizmie człowieka zapasy  energii  gromadzone są głównie w postaci triacylogliceroli i 
magazynowane przede  wszystkim w tkance tłuszczowej. Atomy węgla  w triacyloglicerolach 
są  bardziej  zredukowane  niż  w  węglowodanach  i  dlatego  w  wyniku  ich  utlenienia  uzyskuje 
się  ponad  dwukrotnie  więcej  energii.  Utlenienie  1g  tłuszczu  wyzwala  około  38  kJ,  podczas 
gdy  z  tej  samej  masy  węglowodanów  lub  białek  otrzymuje  się  tylko  około  17  kJ. 
Triacyloglicerole pełnią także funkcje izolatorów mechanicznych i termicznych.  
 
 

background image

3.2. Hydroliza lipidów 
Lipidy  jako  estry  ulegają  hydrolizie.  Ogrzewanie  triacylogliceroli  (TAG)  z  NaOH  lub  KOH 
prowadzi,  w  wyniku  rozkładu  wiązań  estrowych,  do  otrzymania  wolnego  glicerolu  i 
mieszaniny mydeł zgodnie z reakcją: 
 

CH

2

-O-C-R

1

CH   O-C-R

2

CH

2

-O-C-R

3

O

O

O

CH

2

-OH

CH-OH

CH

2

-OH

+ 3NaOH

+

R

1

-C-ONa

R

2

-C-ONa

 R

3

-C-ONa

O

O

O

TAG                                 Glicerol      Mieszanina mydeł

 

 
Proces 

hydrolizy 

ś

rodowisku 

alkalicznym 

nazywa 

się 

zmydlaniem,  

a  otrzymane  sole  kwasów  tłuszczowych  i  mocnych  zasad  nieorganicznych  noszą  nazwę 
mydeł. Mydła sodowe i potasowe są dobrze rozpuszczalne w wodzie, przy czym do produkcji 
mydeł  stałych  stosuje  się  mydła  sodowe,  a  do  otrzymywania  płynnych  mydeł  lub  mazistych 
wykorzystuje  się  mydła  potasowe.  Najistotniejszą  cechą  mydeł  są  ich  właściwości  piorące 
wynikające  ze  zdolności  obniżania  napięcia  powierzchniowego  wody.  Mydła  wapniowe  i 
magnezowe  są  nierozpuszczalne  w  wodzie,  dlatego  też  tzw.  twarda  woda,  zawierająca 
znaczne  ilości  jonów  Ca

2+

  i  Mg

2+

,  nie  nadaje  się  do  prania.  Roztwór  mydła  może  tworzyć 

koloid hydrofilowy lub hydrofobowy w zależności od środowiska, w którym się znajduje. W 
roztworze 

wodnym 

micele 

mydła 

są 

uformowane 

postaci 

kuleczek, 

do                         

wnętrza  których  zwrócone  są  rodniki  hydrofobowe  (węglowodorowe),  a  na  zewnątrz 
zgromadzone  są  polarne  grupy  –COO

-

.  W  roztworze  wodnym  grupy  polarne,  znajdujące  się 

na powierzchni miceli, ulegają hydratacji (uwodnieniu), w wyniku czego micele otaczają się 
płaszczem  wodnym.  Po  dodaniu  do  roztworu  mydła  substancji,  które  powodują  odciąganie 
wody,  np.  kryształków  NaCl,  cząsteczki  wody  zostają  usunięte  z  powierzchni  miceli,  co 
powoduje wytrącanie koloidu. Zjawisko to, nazywane wysoleniem koloidu, jest odwracalne, 
a więc po usunięciu soli i dodaniu wody wytrącony koloid rozpuszcza się ponownie.  
Obecnie  jako  środków  piorących  używa  się  związków,  w  których  zjonizowana  grupa 
karboksylowa  została  zablokowana  w  reakcji  z  innymi  grupami  funkcyjnymi  i  nie  może  już 
reagować z jonami Ca

2+

 i Mg

2+

. Związki te noszą nazwę detergentów. Jeden z nich, Igepon 

A, otrzymano w wyniku zablokowania grupy karboksylowej kwasu oleinowego w reakcji z 2-
hydroksyetanosulfonianem (kwas izotionowy, HO-CH

2

-CH

2

-SO

3

Na). 

CH

3

(CH

2

)

7

-CH=CH-(CH

2

)

7

-C-O-(CH

2

)

2

-SO

3

Na

O

Igepon A

 

 
Igepon  A  łatwo  ulega  hydrolizie  w  środowisku  alkalicznym  i  dlatego  też  w  kolejnym 
detergencie,  Igeponie  T,  zablokowano  grupę  karboksylową  tauryną  (NH

2

-CH

2

-CH

2

-SO

3

Na), 

Powstały  związek  jest  lepszym  detergentem,  gdyż  wiązanie  amidowe  jest  trwalsze  niż 
estrowe. 
 

background image

CH

3

(CH

2

)

7

-CH=CH-(CH

2

)

7

-C-NH-CH

2

-CH

2

SO

3

Na

Igepon T

O

 

 

Detergenty  rozpuszczone  w  wodzie  ustawiają  się  hydrofilowymi  końcami  w  kierunku  fazy 
wodnej,  a  hydrofobowymi  łańcuchami  węglowodorowymi  w  kierunku  fazy  niewodnej, 
najczęściej  tłuszczowej  (brud).  Zmniejszają  tym  samym  napięcie  powierzchniowe  wody 
umożliwiając proces prania. 
 
3.3. Woski 
Woski  pod  względem  struktury  i  właściwości  są  podobne  do  acylogliceroli.  Są  to  estry 
wyższych 

kwasów 

tłuszczowych 

długołańcuchowych 

wyższych 

alkoholi 

jednowodorotlenowych  (na  ogół  o  tej  samej  liczbie  atomów  węgla  w  łańcuchu).  Z  alkoholi 
wchodzących  w  skład  wosków  należy  wymienić:  alkohol  cetylowy  (C

16

),  stearylowy  (C

18

), 

cerylowy  (C

26

),  mirycylowy  (C

30

),  melisylowy  (C

31

)  i  oleinowy  (C

18

)  z  jednym  wiązaniem 

podwójnym. 
Woski  występują  zarówno  w  świecie  roślinnym  jak  i  zwierzęcym,  spełniając  przede 
wszystkim 

funkcję 

ochronną. 

Pokrywają 

cienką 

warstwą  

liście  i  owoce  chroniąc  je  przed  wysychaniem,  nasiąkaniem  wodą,  jak  również  przed 
szkodliwym działaniem drobnoustrojów. Woski wydzielane przez gruczoły w skórze zwierząt 
zapobiegają  nadmiernemu  parowaniu  i  chronią  przed  niekorzystnym  wpływem  czynników 
atmosferycznych.  
Do  najważniejszych  wosków  zwierzęcych  należy 

wosk pszczeli,  wydzielany  przez  pszczoły 

podczas  trawienia.  Jest  to  mieszanina  różnych  wosków,  z  której  wyizolowano  kwas 
palmitynowy,  kwas  cerotonowy  CH

3

(CH

2

)

24

COOH  i  melisynowy  CH

3

(CH

2

)

28

COOH  oraz 

alkohole  zawierające  w  łańcuchu  30,  32  i  34  atomy  węgla.  Wosk  wełny  owczej  zwany 
lanoliną  jest  mieszaniną  wosków  i  wolnych  alkoholi.  Występują  tu  alkohole  o  budowie 
sterolowej - lanosterol i agnosterol. Lanolina jest stosowana do wyrobu kosmetyków i maści 
leczniczych, wchłania bowiem duże ilości wody i jest dobrze absorbowana przez skórę.  
Olbrot to wosk z czaszki wieloryba, zawiera głównie ester cetylowy kwasu palmitynowego: 
 

CH

3

(CH

2

)

13

CH

2

-C-O-CH

2

(CH

2

)

14

CH

3

O

 

                                        

Palmitynian cetylowy 

 
Ze  stwardniałych  tętnic  człowieka  oraz  szpiku  kostnego  cieląt  wyizolowano 

alkohol 

batylowy,  połączenie  eterowe  alkoholu  stearylowego  z  glicerolem.  Woski  wchodzą  również 
w skład 

woskowiny (woszczyny) zewnętrznego przewodu słuchowego. 

 
                                     CH

2

-OH 

                                        

 

                                     CH-OH 
                                      
                                     CH

2

-O-CH

2

(CH

2

)

16

-CH

3

 

                                     

Alkohol batylowy 

background image

 

4. LIPIDY ZŁOŻONE 

Lipidy złożone dzielą się na dwie główne grupy. Do pierwszej zaliczane są lipidy zawierające 
kwas fosforowy, zwane 

fosfolipidami. Do drugiej grupy należą lipidy nie zawierające kwasu 

fosforowego,  lecz  mające  charakterystyczny  składnik  cukrowy,  np.  galaktozę,  zwane 
galaktolipidami, lub glukozę, zwane glikolipidami. 
 
4.1 Glicerofosfolipidy. 
Zwane  są  także  fosfoglicerydami,  stanowią  główny  składnik  lipidów  błony  komórkowej. 
Zbudowane są z 

sn-glicerolo-3-fosforanu, w którym atomy węgla C1 i C2 są zestryfikowane 

kwasami  tłuszczowymi,  do  C3  przyłączona  jest  reszta  kwasu  fosforowego,  do  której  mogą 
być podstawione różne grupy 

(X). 

 

O

H

2

C-O-C-R

1

O

R

2

-C-O-CH

O

H

2

C-O-P-OX

O

-

Kwas fosfatydowy

 

 

 

 
Przykłady glicerofosfolipidów zawierających różne grupy X przedstawia tabela 1.

 

 
Tabela 1. Przykłady glicerofosfolipidów zawierających różne grupy X. 

 

Glicerofosfolipid 

 

 

Składnik X 

 

Wzór X 

 

Fosfatydylocholina 

 

 

Cholina 

 

-O-CH

2

-CH

2

-N

+

(CH

3

)

3

 

 

Fosfatydyloetanolamina 

 

 

Etanolamina 

 

-O-CH

2

-CH

2

-NH

2

 

 

Fosfatydyloseryna 

 

 

Seryna 

 

-O-CH

2

-CH-(NH

2

)-COOH 

 

Fosfatydyloinozytol 

 

 

Inozytol 

 

-O-C

6

H

6

(OH)

5

 

 

Fosfatydyloglicerol 

 

 

Glicerol 

 

-O-CH

2

-CH(OH)-CH

2

OH 

 

background image

Glicerofosfolipidy  są  cząsteczkami  amfipatycznymi,  zawierającymi  niepolarny  alifatyczny 
„ogon” i polarną fosforylo-X „głowę”. Długie łańcuchy reszt kwasów tłuszczowych nadają jej 
charakter  hydrofobowy,  a  reszta  kwasu  ortofosforowego  (P)  lub  ufosforylowanej  choliny, 
etanolaminy, seryny lub inozytolu odpowiadają za charakter hydrofilowy. 
 

C-O  CH

2

C-O  CH

O

CH

2

-O-  P -Alkohol

Błona komórkowa

Hydrofobowe ogony

Polarna głowa

O

 

 

 

Jednym  z  ważniejszych  fosfoglicerydów  jest 

dipalmitoilofosfatydylocholina,  wchodząca  w 

skład surfaktantu płucnego, który zapobiega zapadaniu się pęcherzyków płucnych. Niedobór 
surfaktantu  w  płucach  niedonoszonych  noworodków  jest  przyczyną 

zespołu  niewydolności 

oddechowej (respiratory distress syndrome, RDS). 
 

O

O

O

H

2

C-O-C-C

15

H

31

HC-O-C-C

15

H

31

H

2

C-O-P-O-CH

2

-CH

2

-N(CH

3

)

3

+

O

-

 

Dipalmitoilofosfatydylocholina  

 

grupie 

fosfoglicerydów 

znajdują 

się 

związki 

zawierające, 

oprócz  

estrowych,  także  innego  rodzaju  wiązania.  Należą  do  nich 

plazmalogeny,  w  cząsteczce 

których występują reszty aldehydu, najczęściej palmitynowego lub stearynowego, połączone 
wiązaniem  eterowym  z  atomem  węgla  C1  glicerolu.  Fosfoglicerydem  o  strukturze 
plazmalogenu, wytwarzanym przez komórki krwi oraz inne tkanki, jest 

czynnik aktywujący 

płytki  krwi  (platelet-activating  factor,  PAF),  zidentyfikowany  jako  1-alkilo-2-acetylo-sn-
glicerolo-3-fosfocholina.  Powoduje  on  agregację  płytek  krwi  już  w  stężeniu  10

-11

mol/l,  ma 

także właściwości hipotensyjne i wrzodotwórcze. 

 

O

H

2

C-O-CH

2

-(CH

2

)

16

-CH

3

H

2

C-O-P-O-CH

2

-CH

2

-N(CH

3

)

3

+

O

-

CH

3

-C-O-C-H O

 

 

Czynnik aktywujący płytki krwi (PAF) 

 

 

background image

 
Dla każdego wiązania obecnego w cząsteczce glicerofosfolipidu istnieją specyficzne enzymy 
hydrolityczne – 

fosfolipazy, katalizujące hydrolizę kolejnych wiązań estrowych (rycina 5): 

 

fosfolipaza  A

1

  uwalnia  kwas  tłuszczowy  z  pozycji  C1  w  cząsteczce  np. 

fosfatydylocholiny i jest to najczęściej kwas nasycony, 

 

fosfolipaza  A

2

  uwalnia  nienasycony  kwas  tłuszczowy  z  pozycji  C2  i  w  wyniku  jej 

działania powstaje 

lizolecytyna,  

 

fosfolipaza  C  katalizuje  hydrolizę  wiązania  estrowego  uwalniając  diacyloglicerol 
(DAG) i fosfocholinę, 

 

fosfolipaza  D  katalizuje  hydrolizę,  w  wyniku  której  powstaje  kwas  fosfatydowy  i 
cholina  

 

CH

2

-O-C-R

1

R

2

-C-O-OH

H

2

C-O-P-O-CH

2

-CH

2

-N-CH

3

Kwas nasycony

Kwas nienasycony

Fosfolipaza A

1

Fosfolipaza C

Fosfolipaza A

2

Fosfolipaza D

CH

3

CH

3

O

O

O

-

O

+

 

 

Ryc. 5. Schemat działania fosfolipaz 

 

W cząsteczce 

kardiolipiny (difosfatydyloglicerol), wyizolowanej z mięśnia sercowego, dwie 

reszty  kwasu  fosfatydowego  są  związane  estrowo  z  glicerolem.  Kardiolipina  jest  istotnym 
fosfolipidem błon mitochondrialnych. 
 
 

H

2

C-O-C-R

1

R

2

-C-O-CH

O

H

2

C-O-P-O-CH

2

-C-CH

2

-O-P-O-CH

2

O

-

O

-

H

OH

O

O

HC-O-C-R

3

CH

2

-O-C-R

4

O

O

O

 

 
                                          
Kardiolipina 
 
 
 
4.2. Sfingolipidy 
Zasadniczym  składnikiem  tej  grupy  związków  jest  długołańcuchowy    aminoalkohol 
sfingozyna, która powstaje w organizmie w wyniku dwuetapowej reakcji z palmitoiloCoA i 
seryny.  Posiada  ona  dwa  asymetryczne  atomy  węgla  (C2  i  C3)  i  grupy  nukleofilowe:  dwie 
hydroksylowe i jedną aminową. 
 

background image

CH

3

-(CH

2

)

12

-C=C-C      C-CH

2

OH

H

OH NH

2

H

H

H

1

2

3

 

                       

Sfingozyna (4-sfingenina) 

(trans-1,3-dihydroksy-2-amino-4-octadeken) 

 
Wśród sfingolipidów wyróżnia się: 

 

sfingomieliny (należą do fosfolipidów), 

 

cerebrozydy (należą do glikosfingolipidów), 

 

gangliozydy (należą do glikosfingolipidów).

 

 
 
 
 
 

Sfingolipidy

Ceramidy

   Sfingomieliny
(są fosfolipidami)

Cerebrozydy

Gangliozydy

 

 

Wszystkie trzy podklasy sfingolipidów są pochodnymi 

ceramidu będącego N-acylopochodną 

sfingozyny (połączenie sfingozyny i kwasu tłuszczowego),

 ale różnią się polarnymi głowami, 

przyłączonymi do grupy -OH przy C1 (rycina).  
 

CH

3

-(CH

2

)

12

-CH=CH-C-C-CH

2

-OH

NH

C=O

CH

2

R

HO

H

H

 

 

Ceramid 

 
 
Sfingomieliny  
są  pochodnymi  ceramidu  1-fosfocholiny  i  podstawowymi  składnikami 
osłonek mielinowych włókien nerwowych. Nazwa sfingomielin pochodzi od greckiego słowa 
sphingenin 

(wiązać)  i  myelos  (rdzeń).  W  skład  sfingomielin  wchodzą  obok  sfingozyny 

przyłączone  do  niej  wiązaniem  amidowym  kwasy  tłuszczowe  oraz  kwas  ortofosforowy 
połączony  wiązaniem  estrowym  z  węglem  C1  sfingozyny  i  mający  z  drugiej  strony 
przyłączoną np. cholinę lub etanoloaminę. 
 
 

background image

Sfingomieliny  tkanki  nerwowej  zawierają  najczęściej  acyl  kwasu  stearynowego, 
sfingomieliny wątroby – acyl kwasu palmitynowego, stearynowego lub lignocerynowego. 
 

CH

3

-(CH

2

)

12

-CH=CH-C-C-CH

2

-O    P-O

-

NH

C=O

(CH

2

)

20

CH

3

N(CH

3

)

3

CH

2

CH

2

O

O

HO

H

H

+

 

                   

Sfingomielina 

 

 
Glikosfingolipidy 
są pochodnymi sfingozyny, które nie zawierają kwasu fosforowego (nie są 
fosfolipidami
).  Zbudowane  są  z  ceramidu  oraz  reszty  glukozy  lub  galaktozy  przyłączonej 
wiązaniem O-glikozydowym. Rozróżniamy wśród nich: 

 

cerebrozydy, 

 

gangliozydy.  

 
Cerebrozydy
  są  glikosfingolipidami  o  jednej  reszcie  cukrowej  (monoglikozyloceramid).  W 
zależności  od  rodzaju  występujących  w  cerebrozydach,  głównie  w  tkance  nerwowej 
mózgowia, reszt acylowych wyróżniamy wśród nich: 
 
Cerebrozyd          Acyl kwasu (R)                    Wzór kwasu 
 
Cerebron           cerebronowy                 CH

3

(CH

2

)

21

CH(OH)COOH 

Kerazon            lignocerynowy                     CH

3

(CH

2

)

22

COOH 

Nerwon             nerwonowy              CH

3

(CH

2

)

7

CH=CH(CH

2

)

13

COOH 

Oksynerwon     oksynerwonowy 
                                                  CH

3

(CH

2

)

7

CH=CH(CH

2

)

12

CH(OH)COOH 

 
 

O

CH

3

-(CH

2

)

12

-CH=CH-C-C-CH

2

-O

NH

C=O

CH

2

R

HO

H

H

OH

OH

HO

CH

2

OH

1

2

3

4

5

6

 

 

Glikocerebrozyd 

 
Gangliozydy  są  najbardziej  złożoną  klasą  glikosfingolipidów  zawierającą  bardzo  duże 
polarne głowy zbudowane z wielu jednostek cukrowych. Jedną z kończących reszt cukrowych 
gangliozydów jest ujemnie naładowany, w środowisku o pH 7, 

kwas N-acetyloneuraminowy 

zwany także 

kwasem sjalowym.  

Gangliozydy  stanowią  około  6%  lipidów  substancji  szarej  mózgu  ludzkiego  i  mają  istotne 
fizjologiczne i kliniczne znaczenie. Ich złożone węglowodanowe głowy, które wystają ponad 
powierzchnię błony komórkowej, działają jako specyficzne receptory dla różnych cząsteczek. 

background image

Istnieją  także  dowody  na  to,  że  gangliozydy  są  swoistymi  determinantami  rozpoznania 
międzykomórkowego,  tak  więc  odgrywają  ważną  rolę  we  wzroście  komórek  i  różnicowaniu 
tkanek.  
 

ceramid

Gal

Gal NAc

Glc

NANA

ββββ

 1,4

ββββ

 1,4

ββββ

 1,3

Gal

α

αα

α

 2,3

 

 

Glikosfingolipid GM

2

 

 
W  różnych  tkankach  stwierdzono  występowanie  podobnych  do  cerebrozydów  związków 
zwanych 

sulfatydami,  w  skład  których,  obok  sfingozyny  i  kwasu  tłuszczowego,  wchodzą 

monosacharydy  (glukoza,  galaktoza,  aminogalaktoza)  i  kwas  sjalowy.  Sulfatydy  posiadają 
ponadto  w  cząsteczce  resztę  kwasu  siarkowego  związaną  z  węglem  C6  lub  C3  galaktozy.  
W syntezie tych związków bierze udział aktywny siarczan (PAPS). 
 
 
Pytania 
1.

 

Wyjaśnij 

różnice 

budowie 

funkcji 

między 

triacyloglicerolami  

i fosfolipidami. 

2.

 

Przedstaw wzór kwasu fosfatydowego i omów jego znaczenie. 

3.

 

Przedstaw  budowę  1-palmitoilo-2-stearoilo-3-oleiloglicerolu  i  zaznacz  miejsca  działania 
lipazy. 

4.

 

Przedstaw wzory trzech lipidów złożonych zawierających resztę kwasu fosforowego. 

5.

 

Przedstaw 

wzory 

trzech 

lipidów 

złożonych 

opartych 

na 

sfingozynie  

i nie zawierających reszty kwasu fosforowego. 

6.

 

Przedstaw budowę kardiolipiny i sfingomieliny. 

7.

 

Przy pomocy odpowiednich wzorów wyjaśnij różnice między lecytyną i cerebrozydem. 

8.

 

Przedstaw  wzór  czynnika  aktywującego  płytki  krwi  (PAF)  i  dipalmitoilolecytyny  oraz 
omów ich znaczenie. 

9.

 

Na  przykładzie  fosfatydylocholiny  przedstaw  działanie  różnych  fosfolipaz  i  nazwij 
powstałe produkty. 

10.

 

Przedstaw 

budowę 

cerebrozydu 

oraz 

wzory 

kwasu 

lignocerynowego  

i nerwonowego wchodzących w jego skład. 

11.

 

Przedstaw wzór ceramidu i podaj nazwy dwóch grup lipidów złożonych, opartych na jego 
budowie. 

 
 
 
Literatura 
 
1.

 

Murray  R.K.  D.K.Granner,  P.A.Mayes,  V.W.Rodwell,  Biochemia  Harpera,  PZWL, 
Warszawa, 1994 

2.

 

Stryer L. Biochemia, PWN, Warszawa 1999