Biochemia

Budowa i podział tłuszczów



Grupa związków organicznych o

różnorodnej budowie i wspólnej właściwości

– nierozpuszczalność w wodzie, a

rozpuszczalność w rozpuszczalnikach

organicznych (benzen, eter, aceton)



W organizmie człowieka



Składnik budowy



Materiał energetyczny



Rozpuszczalnik dla witamin rozpuszczalnych w

tłuszczach (A, D, E, K)

Budowa i podział tłuszczów

(c.d.)



Tłuszcze proste zawierają pierwiastki: węgiel, wodór, tlen

(C, H. 0). Tłuszcze złożone oprócz wymienionych

pierwiastków mają w swoim składzie fosfor, czasem azot

lub siarkę.



Glicerol może tworzyć estry z jedną, dwiema i trzema

cząsteczkami



kwasu tłuszczowego, dając:



monogliceryd (monoacyloglicerol),



digliceryd (diacyloglicerol),



trigliceryd (triacyloglicerol).



Nazwy glicerydów w nawiasie odpowiadają terminologii

Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC)

oraz Międzynarodowej Unii Biochemicznej.



Glicerol łączy się z kwasami tłuszczowymi wiązaniem

estrowym.

Kwasy tłuszczowe



Kwasy tłuszczowe zarówno w organizmie

człowieka, jak i w naturalnych tłuszczach,

występują w formie zestryfikowanej.



Wolne kwasy tłuszczowe znajdują się tylko

w surowicy krwi. Są luźno związane z

albuminami.



Obok glukozy są głównym materiałem

energetycznym, spalanym w komórkach.

Ich okres półtrwania wynosi kilka minut.



Większość kwasów tłuszczowych znajduje

się w triglicerydach, fosfolipidach i estrach

cholesterolu.

Kwasy tłuszczowe (c.d.)



Triglicerydy znajdujące się w ustroju pochodzą z pożywienia

oraz syntezy endogennej.



Synteza ich zachodzi głównie w wątrobie, tkance

tłuszczowej podskórnej, błonie śluzowej jelita cienkiego,

gruczole sutkowym. Związkami wyjściowymi są: a-

giicerofosforan, który powstaje z glukozy w procesie

glikolizy oraz kwasy tłuszczowe zaktywowane koenzymem

A (acylo—CoA).



Glicerofosforan przyjmuje dwie reszty kwasowe, tworząc

kwas fosfatydowy. Ten etap syntezy katalizuje enzym

acylotransferaza glicerofosforanowa.



Kwas fosfatydowy odrzuca resztę fosforanową pod

wpływem enzymu fosfatazy i staje się diglicerydem.



Następnie digliceryd przyjmuje trzecią resztę kwasową

przechodząc w trigliceryd.

Kwasy tłuszczowe (c.d.)



Do kwasów tłuszczowych zalicza się kwasy

organiczne,prawie wyłącznie o prostych łańcuchach,

monokarboksylowych, czyli z jedną grupą COOH. Kwasy te

zbudowane są z węgla, wodoru i tlenu



Liczba cząstek węgla w kwasach tłuszczowych wynosi 4—

26. Zawierają stale parzystą liczbę atomów węgla,

ponieważ synteza ich zachodzi poprzez kondensację

dwuwęglowych reszt kwasu octowego.



Zależnie od długości łańcucha dzieli się je na:



•

krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe SCFA (short chain

fatty acidsl



- do 6 atomów węgla w cząsteczce,



•

średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe w MCT (medium

chain triglicerydes) — 10 - 12 atomów węgla,



•

długołańcuchowe kwasy tłuszczowe w LCT (long chain

triglicerydes) — 14 i więcej atomów węgla.

Kwasy tłuszczowe (c.d.)



Łańcuch węglowy może być nasycony (gdy

brak podwójnych wiązań między węglami) lub

nienasycony (gdy liczba wiązań podwójnych

między węglami wynosi od 1 do 6).



Tak, więc poszczególne kwasy różnią się

między sobą długością łańcucha, liczbą i

położeniem podwójnych wiązań.



Kwasy o jednym podwójnym wiązaniu należą

do jednonienasyconych, o dwóch i więcej

podwójnych wiązaniach do

wielonienasyconych.

Kwasy tłuszczowe (c.d.)



Długołańcuchowe, wielonienasycone kwasy tłuszczowe

oznaczone są skrótem PUFA (Polyunsaturated Fatty Acid).

Zalicza się do nich niezbędne nienasycone kwasy

tłuszczowe (NNKT) — są to związki egzogenne, czyli muszą

być dostarczane z pożywieniem. Niezbędne nienasycone

kwasy tłuszczowe należą do dwóch rodzin n-6 i n-3 (lub

omega 6 i omega 3).



Do rodziny kwasu linolowego n-6 zaliczamy kwasy: linolowy,



-linolenowy, arachidonowy i dokozapentaenowy. W

kwasach tych pierwsze podwójne wiązanie występuje przy

szóstym węglu licząc od grupy metylowej 1(CH

). Z kwasu

linolowego, dostarczonego z pożywieniem w organizmie

człowieka mogą być syntetyzowane pozostałe kwasy z tej

samej rodziny



-linolenowy, arachidonowy).

Kwasy tłuszczowe (c.d.)



Rodzina kwasu



-linolenowego n-3 zawiera oprócz

kwasu



-linolenowego kwasy: eikozapentaenowy

(EPA) i dokozaheksaenowy (DHA). Kwasy te mają

pierwsze podwójne wiązanie przy węglu 3 licząc

od grupy CH

. Kwasy dokozaheksaenowy i

eikozapentaenowy mogą być syntetyzowane w

ustroju człowieka z kwasu



-linolenowego.



Większość kwasów jednonienasyconych o jednym

podwójnym wiązaniu, są: oleinowy, elaidynowy,

erukowy, nerwonowy zalicza się do rodziny n-9.

Oznacza to, że wiązanie podwójne jest między 9 a

10 atomem węgla kwasu tłuszczowego.

Przemiana tłuszczów

prostych



W enterocytach komórkach nabłonka jelitowego

— synteza może za chodzić bezpośrednio z.

monoglicerydów dzięki enzymowi —

acylotransferazie monoacyloglicerolowej.



Do syntezy triglicerydów potrzebna jest energia z

ATP. Triglicerydy magazynują przede wszystkim

komórki tkanki tłuszczowej — adypocyty. Komórki

te uwalniają kwasy tłuszczowe do krwi.



Jeżeli synteza przebiega w wątrobie lub błonie

śluzowej jelita cienkiego to triglicerydy

przenoszone są do tkanki tłuszczowej przez

lipoproteiny.

Przemiana tłuszczów

prostych



Liczba adypocytów może się zwiększać w okresie

wzrostu młodego organizmu z powodu przekarmiania.



Liczba namnożonych komórek tłuszczowych pozostaje

przez całe życie, tak samo mogą one tylko zmniejszać

swoją objętość.



Triglicerydy są materiałem zapasowym gromadzonym

w tkance podskórnej, natomiast wolne kwasy

tłuszczowe zaopatrują organizm w energię. Wolne

kwasy tłuszczowe są głównym substratem do

utleniania, czyli spalania w komórce.



Lipoliza (hydroliza) jest to degradacja triglicerydów do

kwasów tłuszczowych i glicerolu. Uwolnione kwasy

tłuszczowe z tkanki podskórnej z triglicerydów

przechodzą do krwi, w której są transportowane są na

albuminach.

Przemiana tłuszczów

prostych



Z krwi przenoszone są do różnych tkanek,

gdzie zostają utlenione do CO

i H

O, dając

energię.



Proces Iipolizy zachodzi pod wpływem

enzymów lipazy triacyloglicerolowej i

monoacyloglicerolowej. Regulowany jest on

hormonalnie.



Degradację triglicerydów nasilają stresy

(poprzez zwiększone wytwarzanie adrenaliny i

noradrenaliny), głodzenie, ciężka praca

fizyczna.



Insulina hamuje lipolizę, natomiast zwiększa

lipogenezę, czyli syntezę triglicerydów

Niezbędne nienasycone kwasy

tłuszczowe



Wielonienasycone kwasy tłuszczowe z rodziny n-6: linolowy,

arachidonowy,



—linolenowy, których źródłem są oleje:

słonecznikowy, sojowy, kokosowy, kukurydziany, z pestek

winogron, z kiełków pszenicy, obniżają stężenie cholesterolu

całkowitego i frakcję LDL lipoprotein.



Kwasy tłuszczowe z rodziny n-3: a-linolenowy,

eikozapentaenowy, dokozaheksaenowy obniżają stężenie

triglicerydów, hamują powstawanie zakrzepów w

naczyniach wieńcowych i mózgowych, obniżają ciśnienie

krwi, zapobiegają arytmii serca.



Kwas



-linolenowy w znacznych ilościach występuje w oleju

sojowym, rzepakowym, oleju z kiełków pszenicy,

kukurydzianym, natomiast bogate w kwas

eikozapentaenowy i dokozaheksaenowy są tłuszcze ryb

(makrele, pikling, śledzie) i ssaków morskich.

Niezbędne nienasycone kwasy

tłuszczowe (c.d.)



NNKT zwiększają przepływ krwi przez naczynia

wieńcowe, a więc zapobiegają miażdżycy, zawałom,

udarom mózgu (głównie n-3).



Są konieczne do prawidłowego wzrostu dzieci i

młodzieży oraz utrzymania zdrowia w wieku dojrzałym.



Są integralnymi składnikami tkanek, wchodzą w skład

fosfolipidów (występują przy węglu beta), budujących

błony biologiczne.



Z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych w wyniku

enzymatycznego rozpadu powstają biologicznie

czynne związki, tzw. eikozanoidy. Zalicza się do nich:

prostaglandyny, prostacykliny, tromboksany,

leukotrieny.

Niezbędne nienasycone kwasy

tłuszczowe (c.d.)



Eikozanoidy pełnią rolę miejscowych

hormonów o wielorakim działaniu.



Biorą udział: w regulowaniu czynności układu

sercowo-naczyniowego, w regulacji krzepnięcia

krwi, ciśnienia tętniczego, funkcji ośrodkowego

i obwodowego układu nerwowego, przewodu

pokarmowego, układu oddechowego, nerek i

narządów rozrodczych.



Wielonienasycone kwasy tłuszczowe wpływają

na zwiększone wydalanie cholesterolu z żółcią,

zapobiegając tworzeniu się kamieni

żółciowych.

Niezbędne nienasycone kwasy

tłuszczowe (c.d.)



Niedobór NNKT powoduje:



zahamowanie wzrostu,



zmiany skórne (skóra sucha, cienka, łuszcząca

się, odbarwiona, przepuszczalna),



zmniejszone wydzielanie gruczołów łojowych,



niedobór płytek krwi (trombocytopenia),



upośledzenie czynności fizjologicznych nerek,

wątroby, serca oraz innych narządów i tkanek,



nadciśnienie,



bezpłodność,



zmniejszenie syntezy prostaglandyn,



zwiększenie podatności na infekcje.

Niezbędne nienasycone kwasy

tłuszczowe (c.d.)



Nadmiar NNKT może wywołać niepożądane

skutki.



Nadmiar kwasów z rodziny n-3 w pożywieniu

może prowadzić do skazy krwotocznej

(trombocytemii), do zmian degeneracyjnych

niektórych tkanek, infekcji, a nawet cukrzycy.



Stwierdzono, że nadmiar wolnych kwasów

tłuszczowych (linolenowego, arachidonowego)

hamuje transformację limfocytów, blokując w

ten sposób odpowiedź immunologiczną.



Zmniejsza również odporność na choroby

zakaźne i opóźnia gojenie się ran.

Izomeria tłuszczów



W kwasach tłuszczowych występujących w

tłuszczach pokarmowych najczęściej spotykaną

konfiguracją wiązań podwójnych jest konfiguracja

cis. Oznacza to, że rodniki w stosunku do osi

wiązania podwójnego są po tej samej stronie

wiązania. Jeśli rodniki znajdują się po przeciwnych

stronach, to mamy do czynienia z izomerem typu

trans.

Izomeria tłuszczów



Kwasy tłuszczowe ulegają izomeryzacji podczas procesów

technologicznych. W czasie katalitycznego uwodornienia

wiązań podwójnych (produkcja margaryn) zachodzi

przekształcenie nienasyconych kwasów tłuszczowych w

nasycone.



Podczas tego procesu mogą powstać nienasycone kwasy z

jednym lub kilkoma wiązaniami podwójnymi o nietypowej

konfiguracji - trans albo może nastąpić zmiana

rozmieszczenia wiązań podwójnych w łańcuchu

nienasyconych kwasów tłuszczowych.



Głównym źródłem izomerów trans są częściowo

uwodornione tłuszcze: margaryny, tłuszcze piekarskie,

kuchenne. Kwasy typu trans występują także w niewielkich

ilościach w maśle, mleku, serach, wołowinie, baraninie.

Izomeria tłuszczów (c.d.)



Formy trans zalicza się do tej samej grupy co

kwasy nasycone, bowiem tracą swoistą rolę

biologiczną, stają się tylko źródłem energii.



Uważa się, że izomery trans podnoszą w

organizmie człowieka stężenie cholesterolu LDL w

takim samym stopniu, jak nasycone kwasy

tłuszczowe.



A jednocześnie obniżają stężenie „dobrego”

cholesterolu HDL, a więc zwiększają ryzyko

zachorowania na chorobę wieńcową.



Niekorzystne działanie obserwuje się dopiero

wtedy, gdy stężenie ich w diecie przekracza 6%

energii. W przeciętnej diecie ilość izomerów trans

nie przekracza 2% energii.

Woski



Należą do lipidów prostych - są to estry wyższych kwasów

tłuszczowych i długołańcuchowych jednowodorotlenowych

alkoholi. Przeważnie są to kwasy nasycone o parzystej liczbie

atomów węgla, począwszy od kwasu palmitynowego C

kwasów zawierających 36 węgli. Kwasy tłuszczowe mają taką

samą liczbę atomów węgla jak zestryfikowany alkohol, np.:



•

wosk pszczeli •- mirycyna C

OH —• jest estrem kwasu

palmitynowego i alkoholu mirycylowego, służy do budowy

gniazd,



•

wosk wieloryba olbrok (z wosku z czaszki wieloryba

wyizolowano ester kwasu palmitynowego i alkoholu

cetylowego),



•

wosk z wełny owczej lanolina.



Woski spełniają rolę ochronną dla tkanek, zwłaszcza liści i

owoców. Chronią przed wysychaniem, drobnoustrojami,

nadmiernym wpływem wilgoci.

Tłuszcze złożone



Tłuszcze złożone oprócz glicerolu i kwasów tłuszczowych

zawierają inne związki, np. kwas fosforowy w fosfolipidach,

galaktozę w cerebrozydach (galaktolipidach).



[)o tłuszczów złożonych należą:



•

fosfolipidy,



•

glikolipidy,



•

inne lipidy, jak: sulfolipidy, aminolipidy.



Są estrami glicerolu lub sfingozyny z kwasem fosforowym i

kwasami tłuszczowymi. Kwas fosforowy łączy się przez

grupy OH z alkoholem (glicerolem lub stingozyną) i

komponentą azotową: choliną, kolaminą, seryną. oleinowy,

linolowy, linolenowy.



W organizmie człowieka wśród fosfolipidów wyróżnia się

dwie zasadnicze grupy: glicerofosfatydy i sfingolipidy

(sfingomieliny).

Fosfolipidy



Fosfolipidy są głównym elementem strukturalnym błon

komórkowych i subkomórkowych ( mitochondrialnych,

jądrowych, mikrosomów). Bardzo dużo znajduje się ich w

tkance nerwowej. W szarej substancji mózgu stanowią około

30% suchej masy. Występują również: w wątrobie, trzustce,

mięśniu sercowym, w surfaktancie pęcherzyków płucnych

(substancji zmniejszającej napięcie powierzchniowe płuc).



Lecytyny uzyskane z soi hamują rozwój miażdżycy. W

blaszkach miażdżycowych obserwuje się małą zawartość

lecytyn, kefalin, dużą natomiast sfingomielin.



Lecytyna występuje w tkankach roślinnych i zwierzęcych.

Większe ilości zawarte są w tkance nerwowej, mózgu,

wątrobie, żółtku jaj, nasionach soi.



Lecytyny zmniejszają napięcie powierzchniowe i stabilizują

emulsję typu tłuszcz—woda.



Fosfolipidy zawierające serynę odgrywają istotną rolę w

procesie krzepnięcia krwi.



Sfingomieliny wchodzą w skład osłonek mielinowych,

włókien nerwowych.

Glikolipidy



Są ważnym składnikiem tkanki nerwowej i błon

komórkowych.



Należą do tłuszczów złożonych. Zawierają:



•

alkohol — sfingozynę,



•

resztę cukrową (galaktozę, glukozę oligosacharydy lub

pochodne cukrów),



•

kwas tłuszczowy.



Najbardziej rozpowszechnione są glikosfingolipidy, głównie:

cerebrozydy i gangliozydy.



Cerebrozydy składają się z cukru (galaktozy, glukozy, itd.),

sfingozyny i kwasów tłuszczowych — przeważnie o 24

węglach w łańcuchu.



Gangliozydy zawierają bardziej skomplikowaną resztę

cukrową i kwas sjalowy (N-acetyloneuraminowy). Stanowią

około 4% substancji szarej mózgu. Występują także w

śledzionie.

Glikolipidy (c.d.)



Glikolipidy poza tkanką nerwową

(mózgiem)



są szeroko rozpowszechnione we

wszystkich tkankach organizmu. Znajdują

się głównie w zewnętrznej warstwie błony

plazmatycznej komórki. Przypisuje się im

ważną rolę immunologiczną, ponieważ są

istotnym składnikiem antygenów błony

komórkowej. Biorą udział w budowie

miejsc receptorowych błony komórkowej.

Lipoproteiny



Są to kompleksy lipidów (triglicerydów,

fosfolipidów, cholesterolu - w postaci

zestryfikowanej i wolnej) z białkami.



Występują w osoczu krwi.



Rola ich polega na transportowaniu

nierozpuszczalnych w wodzie lipidów.



Lipidy — kropelki tłuszczu, otaczane są w

osoczu krwi warstwą białka. Dzięki temu

utrzymują się w roztworze wodnym

(osoczu) w postaci emulsji.

Podział lipoprotein



Frakcje liproteidów:



chylomikrony



lipoproteiny o bardzo małej gęstości —

VLDL,



lipoproteiny o pośredniej gęstości - IDL



lipoproteiny o małej gęstości – LDL (tzw.

zły cholesterol),



lipoproteiny o dużej gęstości - HDL,

(tzw. dobry cholesterol).

Chylomikrony



Chylomikrony — są to największe kompleksy lipoproteinowe

o bardzo małej gęstości (około 0,95 g/mI) o rozmiarach od

75 nm do 1200 nm. Zawierają około 98% lipidów, w tym do

90% triglicerydów.



Po spożyciu pokarmu obfitującego w tłuszcze, po 1 - 2

godzinach ilość chylomikronów w osoczu krwi znacznie

wzrasta osocze ma wtedy „mleczny” wygląd.



Rola chylornikronów polega na transportowaniu tłuszczu z

jelit do tkanek obwodowych.



Zależnie od potrzeb organizmu pewna część odkładana

jest w postaci tkanki tłuszczowej, a część ulega hydrolizie

do glicerolu i kwasów tłuszczowych.



Związki te ulegają rozkładowi dwuwęglowych fragmentów

(acetylo –CoA), które wykorzystywane są w organizmie w

procesów syntezy lub spalaniu w cyklu Krebsa do CO

i H

dając energię.

Lipoproteiny VLDL



Lipoproteiny VLDL(very low density lipoproteins)

są to duże cząstki o średnicy 30-80 nm, o bardzo

małej gęstości (0,95 – 1,006 g/ml). Syntetyzowane

są w wątrobie. W lipoproleinach tych 90 - 95%

stanowią lipidy, a w tym ponad połowę

triglicerydy.



Lipoproteiny transportują tłuszcze z wątroby do

tkanek, przede wszystkim do tkanki tłuszczowej.

VLDL po hydrolizie części triglicerydów przechodzą

w lipoproteiny IDL.



Hydroliza triglicerydów VLDL zachodzi pod

wpływem enzymu lipazy lipoproteinowej,

wytwarzanej przez ściany naczyń krwionośnych.

Lipoproteiny IDL



Lipoproteiny IDL (intermediate density

lipoproteins) są pośredniej gęstości (1,006 –

1,019 g/ml) i przekroju cząsteczki 25 —35 nm.



Zawierają 80—85% lipidów i 15—20%

apolipoprotein (białek wchodzących w skład

lipoprotein syntetyzowanych w wątrobie i

komórkach błony śluzowej jelita -

enterocytach).



Powstają z lipoprotein VLDL, są przekształcane

w miażdżycorodną frakcję LDL.

Lipoproteiny LDL



Lipoproteiny LDL (low density

lipoproteins) o małej gęstości (1,019

—1.063 g/mI) i wielkości 20—25 nm.



Zawierają 75—80% lipidów, w tym

około 40% estrów cholesterolu.



Powstają w osoczu z IDL.



Transportują cholesterol z wątroby do

tkanek pozawątrobowych.



Są frakcją miażdżycorodną.

Lipoproteiny HDL



Lipoproteiny HDL (high density Iipoproteins) o

dużej gęstości (1,063—1,210 g/ml) i wielkości

cząsteczki 5—14 nm,



Zawierają w swoim składzie około 50% białek

i około 50% lipidów.



Dzięki fosfolipidom — lecytynom,

„oczyszczają” tętnice z miażdżycorodnego

cholesterolu, przenosząc go do wątroby.



Im większe stężenie lipoprotein HDL w osoczu

krwi, tym mniejsze ryzyko rozwoju miażdżycy.

Sterole



Są to pochodne sterydów, mają charakter alkoholi

(zawierają grupę OH w cząsteczce). Występują wolno,

bądź są związane estrowo z kwasami tłuszczowymi.



Głównym sterolem zwierzęcym jest cholesterol. Jest on

szeroko rozpowszechniony we wszystkich komórkach

organizmu, zwłaszcza układu nerwowego, w osłonkach

włókien nerwowych, nadnerczach, skórze, w błonach

komórkowych i subkomórkowych, w lipoproteinach

osocza krwi oraz w żółci.



Związek ten syntetyzowany jest w organizmie

człowieka z aktywnego kwasu octowego (acetylo CoA),

a także przyjmowany jest w licznych pokarmach

zwierzęcych.



2/3 cholesterolu wytwarzane jest w wątrobie i w jelicie

Cholesterol (c.d.)



Cholesterol jest substratem w procesie

syntezy hormonów steroidowych (hormony

kory nadnerczy, hormony płciowe), kwasów

żółciowych oraz koprosterolu — końcowego

produktu przemiany cholesterolu usuwanego z

kałem.



W skórze jego metabolit (7-

dehydrocholesterol) pod wpływem promieni

ultrafioletowych ulega przemianie do witaminy

D, która transportowana jest do wątroby w

powiązaniu z białkiem transportującym DBP (D

binding protein)

Cholesterol (c.d.)



LDL przenoszą około 65% cholesterolu

zawartego we krwi. Cholesterol ten po

połączeniu z innymi substancjami odkłada się

w ścianach tętnic w postaci blaszek

miażdżycowych.



Lipoproteiny o dużej gęstości HDL przenoszą

około 20% cholesterolu we krwi.



Zawierają one lecytynę (w fosfoIipidach),

która działa jak detergent rozpuszcza

cholesterol w ścianie tętnic, przenosząc go do

wątroby.



W wątrobie z cholesterolu syntetyzowane są

kwasy żółciowe.

Cholesterol (c.d.)



Pożądane stężenie cholesterolu całkowitego w surowicy

ludzkiej na czczo powinno wynosić <5,2 mmol/l, tj. <200

mg/dl.



Wyższe stężenie cholesterolu stanowi zagrożenie rozwojem

miażdżycy.



Cholesterol odkłada się nie tylko w ścianach naczyń

krwionośnych, ale także w pęcherzyku żółciowym, w

przewodach żółciowych w postaci kamieni.



Organizm człowieka syntetyzuje codziennie 1 - 5 g

cholesterolu, z pożywienia pobiera około 0,3 —0,6 g i wydała z

żółcią około 1,3 g.



Natężenie biosyntezy cholesterolu ma istotne znaczenie dla

stanu zdrowia człowieka.



Wpływ stymulujący na syntezę cholesterolu zaobserwowano

przy diecie obfitującej w kwasy tłuszczowe nasycone (tłuszcze

zwierzęce), natomiast wpływ hamujący przejawiają kwasy

tłuszczowe nienasycone (tłuszcze roślinne).

Rola tłuszczu w organizmie

człowieka



Tłuszcze stanowią około 10— I 5% masy ciała u mężczyzn i

15—25% u kobiet.



Występują jako tłuszcz zapasowy — podskórny oraz

narządowy, ochraniający narządy wewnętrzne.



Tłuszcz podskórny zawiera głównie glicerydy proste, a w

tłuszczu narządowym obok glicerydów prostych znajdują się

fosfolipidy, glikolipidy, cholesterol.



Rola tłuszczów:



•

Obok węglowodanów są głównym źródłem energii. 1g

tłuszczu dostarcza 9 kcal (38kJ). Stanowią zapasowy

materiał energetyczny ustroju.



•

Dostarczają niezbędnych nienasyconych kwasów

tłuszczowych, których organizm nie jest w stanie sam

wyprodukować (kwas linolowy, (



—linolenowy).



•

Są źródłem witamin rozpuszczalnych w tłuszczach: A, D.

E, K.

Rola tłuszczu w organizmie

człowieka (c.d.)



Pełnią rolę strukturalną w ustroju — są materiałem

budulcowym wszystkich struktur błoniastych komórki.



Decydują o właściwościach błony komórkowej:

przepuszczalności, aktywności enzymatycznej,

właściwościach receptorowych.



Wchodzą w skład płynów ustrojowych.



Biorą udział w syntezie prostaglandyn, prostacyklin,

tromboksanów



—

związków o charakterze hormonów tkankowych o

różnorodnym działaniu, m.in. zapobiegają tworzeniu się

zakrzepów.



Są prekursorami syntezy hormonów steroidowych

(cholesterol) kory nadnerczy i hormonów płciowych.



Poprawiają walory smakowe potraw, podnoszą ich sytość

oraz wartość energetyczną.

Rola tłuszczu w organizmie

człowieka (c.d.)



Pomimo różnorodnej roli tłuszczów w organizmie człowieka,

nadmierne spożywanie ich nie jest wskazane, szczególnie

tłuszczów zwierzęcych o stałej konsystencji. Istnieje

zależność pomiędzy ilością i rodzajem spożywanego

tłuszczu a stanem zdrowia.



Nadmierna ilość tłuszczów zwierzęcych w diecie prowadzi

do otyłości i chorób rozwijających się na jej podłożu:



chorób układu krążenia,



cukrzycy dorosłych



nowotworów „tłuszczozależnych”. takich jak: rak okrężnicy,

odbytnicy, trzustki, piersi, jajnika. gruczołu krokowego.



Stwierdza się, że tłuszcze zwierzęce w pożywieniu mają

decydujący wpływ na stężenie cholesterolu w surowicy krwi

i automatycznie na rozwój zmian miażdżycowych w

naczyniach tętniczych, zwłaszcza wieńcowych.

Trawienie i wchłanianie

tłuszczów



Trawienie tłuszczów polega na stopniowym rozkładzie

triglicerydów do glicerolu i kwasów tłuszczowych.

Tłuszcze w przewodzie pokarmowym trawione są przez

enzymy zwane lipazami należące do klasy hydrolaz.



Lipazy rozszczepiają wiązania estrowe triglicerydów.

Trawienie tłuszczów rozpoczyna się w żołądku pod

wpływem Iipazy ślinowej i żołądkowej.



Zbyt kwaśne środowisko ogranicza działanie tych

enzymów i tylko niewielka część tłuszczu ulega

rozkładowi.



Pod wpływem lipazy ślinowej i żołądkowej w znacznym

stopniu hydrolizowany jest tłuszcz z mleka, który

zawiera kwasy tłuszczowe o krótkich i średniodługich

łańcuchach i jest dobrze zemulgowany.

Trawienie i wchłanianie

tłuszczów (c.d.)



Właściwe trawienie tłuszczów zachodzi w

dwunastnicy pod wpływem lipazy trzustkowej

i żółci. Żółć wytwarzana jest przez wątrobę,

lecz magazynowana w pęcherzyku żółciowym

i okresowo podczas trawienia pokarmu

wydalana do dwunastnicy.



Im więcej tłuszczu w diecie tym intensywniej

żółć jest produkowana. Żółć pełni w procesie

trawienia bardzo ważną rolę, gdyż aktywuje

enzymy trzustkowe, m.in. lipazę, emulguje

tłuszcz.

Trawienie i wchłanianie

tłuszczów (c.d.)



Proces emulgacji polega na rozdrobnieniu tłuszczu

na małe cząsteczki (o średnicy 0,5-1

)

zawieszone w wodzie.



Sole kwasów żółciowych w połączeniu z

cząsteczkami tłuszczu tworzą rozpuszczalne w

wodzie micele, umożliwiając działanie lipazy.



Lipaza trzustkowa hydrolizuje w triglicerydach,

zawierających długołańcuchowe kwasy

tłuszczowe, wiązania estrowe w pozycji 1 i 3. W

wyniku tego powstają 2-monoglicerydy i wolne

kwasy tłuszczowe. Lipaza wytwarzana jest w

postaci nieczynnej proenzymu, uczynniana jest w

środowisku zasadowym.

Trawienie i wchłanianie

tłuszczów (c.d.)



Mniej niż 1/4 spożytych tłuszczów całkowicie rozkładana

jest do glicerolu i kwasów tłuszczowych.



Głównymi produktami końcowymi trawienia tłuszczów są 2-

monoglicerydy.



W soku trzustkowym znajdują się też



fosfolipaza, która odczepia kwasy tłuszczowe od fosfolipidów



esteraza karboksylowa, która rozkłada estry cholesterolu

rozpuszczalne w wodzie i estry witamin rozpuszczalnych w

tłuszczach.



W soku jelitowym znajdują się



lipaza jelitowa wspomagająca działanie lipazy trzustkowej



fosfataza alkaliczna, która odczepia reszty fosforowe z

fosfolipidów.



Częściowo lub całkowicie rozłożone tłuszcze w procesie

hydrolizy wchłaniają się przez błonę komórek jelitowych.

Trawienie i wchłanianie

tłuszczów (c.d.)



Wchłanianie przebiega w dwojaki sposób:



•

Kwasy tłuszczowe o krótkich i średniodlugich

łańcuchach (do 10— 12 węgli) oraz glicerol

uwalniany w jelitach wchłaniają się z enterocytów

do krwi i żyłą wrotną przedostają się do wątroby.



•

Kwasy tłuszczowe o długim łańcuchu węglowym

(powyżej 12 węgli), cholesterol, monoglicerydy,

glicerol, przy udziale kwasów żółciowych tworzą

małe micele, zawieszone w wodzie, które

przenikają przez wpukloną błonę komórkową do

wnętrza enterocytów (pinocytoza).

Trawienie i wchłanianie

tłuszczów (c.d.)



W enterocytach następuje resynteza triglicerydów,

tworzą się chylomikrony i lipoproteiny VLDL.

Związki te uwalniane są do układu limfatycznego,

stąd przechodzą do krwiobiegu i dalej są

rozprowadzane tętnicami do tkanek.



Uwolnienie kwasów tłuszczowych z triglicerydów

zawartych w lipoproteinach zachodzi przy udziale

enzymu lipazy lipoproteinowej, wydzielanego przez

włosowate naczynia krwionośne.



Uwolnione kwasy tłuszczowe po przejściu przez

błonę komórki zostają katabolizowane, w celu

uzyskania energii, albo są wykorzystywane do

syntezy nowych związków lipidowych.

Metabolizm tłuszczów



Pierwszym etapem przemiany tłuszczów jest hydroliza

tłuszczu do glicerolu i kwasów tłuszczowych.



Zarówno glicerol, jak i kwasy tłuszczowe wykorzystywane są

jako źródło energii.



Glicerol wskutek fosforylacji (przyłączenia reszty kwasu

fosforowego z ATP przekształcany jest w aldehyd 3—

fosfoglicerynowy (PGAL) lub inny związek, który może zostać

włączony do glikolizy.



Kwasy tłuszczowe w połączeniu z albuminami

transportowane są przez krew do tkanek.



W tkance w cytoplazmie komórki - nasycony kwas tłuszczowy

jest przenoszony zostaje do mitochondrium, gdzie ulega

połączeniu z Co A tworząc zaktywowaną formę acylo—CoA.

W czasie utleniania dochodzi do degradacji kwasu przy węglu

beta, tzn. trzecim licząc od grupy karboksylowej (—COOH) i

odłączenia dwuwęglowego fragmentu w postaci acetylo—CoA

(zaktywowanego kwasu octowego).

Metabolizm tłuszczów (c.d.)



Proces utleniania zwany

—oksydacją przebiega wieloetapowo.

Aby cząsteczka kwasu uległa do końca utlenieniu cykl

odłączenia cząsteczki acetylowej powtarzany jest wielokrotnie i

zależy od długości łańcucha kwasu tłuszczowego.



Łańcuch kwasu tłuszczowego za każdym razem skraca się o

dwa atomy węgla, aż do całkowitego rozłożenia.



Acetylo—CoA po kondensacji z kwasem szczawiooctowym

zostaje spalony w cyklu kwasu cytrynowego do CO

i H

O .

Całkowite utlenienie kwasu palmitynowego do dwutlenku węgla

i wody daje 129 cząsteczek ATP. Powstała energia zużywana

jest do syntezy ATP z ADP. Z utleniania kwasów tłuszczowych

organizm czerpie około 40% energii. Proces ten najintensywniej

zachodzi w wątrobie, w mięśniu sercowym, w nerkach.

Metabolizm tłuszczów (c.d.).



Jeśli w organizmie występuje mniejsze stężenie

szczawiooctanu, np. z powodu małej podaży w

diecie węglowodanów, oraz podczas głodzenia

przeważa rozkład kwasów tłuszczowych, spalanie

acetylo-CoA może być utrudnione.



Dochodzi wówczas do powstania tzw. ciał

ketonowych. Są to:



•

kwas acetooctowy powstały w mitochondriach na

skutek połączenia dwóch cząsteczek acetylo-CoA,



•

kwas

hydroksymasłowy wytworzony w wyniku

redukcji kwasu acetooctowego,



•

aceton powstający w procesie dekarboksylacji

acetooctanu pod wpływem działania

dekarboksylazy acetooctanowej.

Metabolizm tłuszczów (c.d.)



Acetooctan i kwas

-hydroksymasłowy powstają

głównie w wątrobie.



Rozprowadzane są do tkanek — mięśni szkieletowych

serca, nerek, nadnerczy, gdzie ulegają spalaniu .



Wątroba nie spala ciał ketonowych, mózg preferuje

glukozę.



Gdy brakuje glukozy w komórkach, np. w cukrzycy,

podczas głodzenia, przy dużym wysiłku fizycznym

dochodzi do nasilonej lipolizy tkanki tłuszczowej i

wzmożonej przemiany kwasów tłuszczowych w ciała

ketonowe.



Wątroba nie jest w stanie metabolizować powstałego

w nadmiernych ilościach acetooctanu, dochodzi do

kwasicy ketonowej i ketonurii.

Document Outline