1

1

Lipidy

Lipidy

Zakład Chemii Medycznej

Zakład Chemii Medycznej

Pomorskiej Akademii Medycznej

Pomorskiej Akademii Medycznej

2

2

Lipidy

Lipidy

Substancje organiczne, występujące

w organizmach żywych, nierozpuszczalne

w wodzie, ale dające się ekstrahować

rozpuszczalnikami organicznymi

(np. chloroformem, acetonem, benzenem)

3

3

Biologiczne funkcje lipidów

Biologiczne funkcje lipidów



Są

Są

materiałem budulcowym

materiałem budulcowym

(

(

fosfolipidy, cholesterol,

fosfolipidy, cholesterol,

glikolipidy)

glikolipidy)



Decydują o

Decydują o

właściwościach dynamicznych

właściwościach dynamicznych

błony

błony

komórkowej

komórkowej



Są

Są

prekursorami hormonów

prekursorami hormonów

steroidowych (cholesterol)

steroidowych (cholesterol)

i hormonów tkankowych (kwasy tłuszczowe)

i hormonów tkankowych (kwasy tłuszczowe)



Stanowią

Stanowią

substrat dla syntezy kwasów tłuszczowych

substrat dla syntezy kwasów tłuszczowych

i niektórych witamin

i niektórych witamin



Biorą udział w zjawiskach

Biorą udział w zjawiskach

immunologicznych

immunologicznych

(eikozanoidy)

(eikozanoidy)

4

4

Podział lipidów

Podział lipidów

(1)

(1)

A.

A.

Lipidy proste

Lipidy proste

–

–

estry kwasów

estry kwasów

tłuszczowych

tłuszczowych

z różnymi alkoholami

z różnymi alkoholami

a)

a)

Tłuszcze właściwe

Tłuszcze właściwe

– estry kwasów

– estry kwasów

tłuszczowych z

tłuszczowych z

glicerolem

glicerolem

b)

b)

Woski

Woski

– estry kwasów tłuszczowych z

– estry kwasów tłuszczowych z

wyższymi

wyższymi

alkoholami jednowodorotlenowymi

alkoholami jednowodorotlenowymi

B.

B.

Lipidy złożone

Lipidy złożone

5

5

Podział lipidów

Podział lipidów

(2)

(2)

B.

B.

Lipidy złożone

Lipidy złożone

–

–

estry zawierające

estry zawierające

dodatkowe grupy funkcyjne

dodatkowe grupy funkcyjne

a)

a)

Fosfolipidy

Fosfolipidy

– zawierają resztę kwasu fosforowego

– zawierają resztę kwasu fosforowego

i zasady azotowej lub aminoalkoholu.

i zasady azotowej lub aminoalkoholu.



glicerofosfolipidy

glicerofosfolipidy

– zawierające glicerol

– zawierające glicerol



Sfingolipidy

Sfingolipidy

– zawierające sfingozynę

– zawierające sfingozynę

A.

A.

Glikolipidy

Glikolipidy

– zawierają kwasy tłuszczowe, alkohol

– zawierają kwasy tłuszczowe, alkohol

sfingozynę i węglowodan

sfingozynę i węglowodan

B.

B.

Inne lipidy złożone

Inne lipidy złożone

– sulfolipidy, aminolipidy,

– sulfolipidy, aminolipidy,

lipoproteiny

lipoproteiny

6

6

Podział lipidów

Podział lipidów

(3)

(3)

C.

C.

Prekursory i pochodne lipidów

Prekursory i pochodne lipidów

a)

a)

kwasy tłuszczowe,

kwasy tłuszczowe,

b)

b)

glicerol,

glicerol,

c)

c)

alkohole inne niż glicerol,

alkohole inne niż glicerol,

d)

d)

sterole i lipidy izoprenowe,

sterole i lipidy izoprenowe,

e)

e)

witaminy rozpuszczalne w tłuszczach,

witaminy rozpuszczalne w tłuszczach,

f)

f)

hormony

hormony

7

7

KWASY TŁUSZCZOWE

KWASY TŁUSZCZOWE

Struktura i właściwości

Struktura i właściwości

Kwasy tłuszczowe są monokarboksylowymi kwasami o

Kwasy tłuszczowe są monokarboksylowymi kwasami o

łańcuchach węglowodorowych.

łańcuchach węglowodorowych.

Łańcuch węglowodorowy KT ma charakter hydrofobowy

Łańcuch węglowodorowy KT ma charakter hydrofobowy

Grupa karboksylowa KT jest polarna

Grupa karboksylowa KT jest polarna

arachidowy

arachidowy

stearynowy

stearynowy

palmitynowy

palmitynowy

arachidonowy

arachidonowy

erukowy

erukowy

oleinowy

oleinowy

linolowy

linolowy

linolenow

linolenow

y

y

8

8

KWASY TŁUSZCZOWE

KWASY TŁUSZCZOWE

Struktura i właściwości

Struktura i właściwości

Kwasy tłuszczowe nasycone, zawierające

Kwasy tłuszczowe nasycone, zawierające

ponad 10 atomów węgla w łańcuchu:

ponad 10 atomów węgla w łańcuchu:



są substancjami stałymi



są nierozpuszczalnymi w wodzie



ich temperatura topnienia wzrasta wraz z długością

łańcucha

Kwasy tłuszczowe nienasycone

Kwasy tłuszczowe nienasycone

w większości są

w większości są

w temperaturze pokojowe substancjami

w temperaturze pokojowe substancjami

płynnymi

płynnymi

9

9

KWASY TŁUSZCZOWE

KWASY TŁUSZCZOWE

Struktura i właściwości

Struktura i właściwości

Nienasycone kwasy tłuszczowe – reaktywność:

Nienasycone kwasy tłuszczowe – reaktywność:

uwodnienie

uwodnienie

redukcja

redukcja

utlenienie

utlenienie

– CH = CH – + H

2

O – CH(OH) – CH

2

–

– CH = CH – + XH

2

– CH

2

CH

2

– + X

redukcja

R

1

– CH = CH –R

2

R

1

– CHO + R

2

– CHO

utlenianie

10

10

KWASY TŁUSZCZOWE

KWASY TŁUSZCZOWE

Struktura i właściwości

Struktura i właściwości

Ze względu na obecność wiązania podwójnego

Ze względu na obecność wiązania podwójnego

nienasycone kwasy tłuszczowe mogą występować

nienasycone kwasy tłuszczowe mogą występować

w dwóch formach stereoizomerycznych:

w dwóch formach stereoizomerycznych:

cis i trans

cis i trans

Kwas oleinowy Kwas elaidynowy

11

11

KWASY TŁUSZCZOWE

KWASY TŁUSZCZOWE

Nazewnictwo kwasów tłuszczowych

Nazewnictwo kwasów tłuszczowych



Nazwy

Nazwy

zwyczajowe

zwyczajowe

w większości przypadków

w większości przypadków

wywodzą się od źródła ich odkrycia

wywodzą się od źródła ich odkrycia



Nazwy systematyczne wywodzą się od

Nazwy systematyczne wywodzą się od

liczebników greckich

liczebników greckich

–

stosuje się końcówkę

stosuje się końcówkę



–

–

anowy

anowy

dla kwasów nasyconych

dla kwasów nasyconych



–

–

enowy

enowy

dla kwasów nienasyconych

dla kwasów nienasyconych

Kwas oktadek

anowy

Kwas 9,12 oktadekadi

enowy

Kwas stearynowy Kwas linolowy

12

12

KWASY TŁUSZCZOWE

KWASY TŁUSZCZOWE

Nazewnictwo kwasów tłuszczowych

Nazewnictwo kwasów tłuszczowych



Nazwy systematyczne wywodzą się od

Nazwy systematyczne wywodzą się od

liczebników greckich

liczebników greckich

–

położenie podwójnego wiązania oznacza się symbolem

położenie podwójnego wiązania oznacza się symbolem













a numery węgli biorących udział w tworzeniu wiązań

a numery węgli biorących udział w tworzeniu wiązań

podwójnych, liczone są od węgla grupy karboksylowej

podwójnych, liczone są od węgla grupy karboksylowej

–

litery

litery

n

n

lub

lub





oznaczają miejsce wiązania podwójnego,

oznaczają miejsce wiązania podwójnego,

licząc od grupy metylowej

licząc od grupy metylowej

Kwas tłuszczowy

z wiązaniem cis -9



13

13

Nasycone kwasy tłuszczowe

Nasycone kwasy tłuszczowe

Nazwa

Nazwa

zwyczajowa

zwyczajowa

kwasu

kwasu

Nazwa

Nazwa

systematyczna

systematyczna

kwasu

kwasu

Symbol

Symbol

kwasu

kwasu

Wzór

Wzór

chemiczny

chemiczny

kwasu

kwasu

Temperatura

Temperatura

topnienia

topnienia

Masłowy

Masłowy

Butanowy

Butanowy

C 4:0

C 4:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

2

2

COOH

COOH

- 7,9

- 7,9

Kapronowy

Kapronowy

Heksanowy

Heksanowy

C 6:0

C 6:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

4

4

COOH

COOH

- 3,4

- 3,4

Kaprylowy

Kaprylowy

Oktanowy

Oktanowy

C 8:0

C 8:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

6

6

COOH

COOH

16,7

16,7

Kaprylony

Kaprylony

Dekanowy

Dekanowy

C 10:0

C 10:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

8

8

COOH

COOH

31,6

31,6

Laurynowy

Laurynowy

Dodekanowy

Dodekanowy

C 12:0

C 12:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

10

10

COOH

COOH

44,2

44,2

Mirystynow

Mirystynow

y

y

Tetradekanowy

Tetradekanowy

C 14:0

C 14:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

12

12

COOH

COOH

53,9

53,9

Palmitynow

Palmitynow

y

y

Heksadekanowy

Heksadekanowy

C 16:0

C 16:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

14

14

COOH

COOH

63,0

63,0

Stearynowy

Stearynowy

Oktadekanowy

Oktadekanowy

C 18:0

C 18:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

16

16

COOH

COOH

69,6

69,6

Arachidowy

Arachidowy

Eikosanowy

Eikosanowy

C 20:0

C 20:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

18

18

COOH

COOH

75,3

75,3

Behenowy

Behenowy

Doeikosanowy

Doeikosanowy

C 22:0

C 22:0

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

20

20

COOH

COOH

79,9

79,9

14

14

Nienasycone kwasy tłuszczowe

Nienasycone kwasy tłuszczowe

Nazwa

Nazwa

zwyczajowa

zwyczajowa

kwasu

kwasu

Nazwa

Nazwa

systematyczna

systematyczna

kwasu

kwasu

Nazwa

Nazwa

skrótowa

skrótowa

kwasu

kwasu

Wzór chemiczny kwasu

Wzór chemiczny kwasu

Tetradecenowy

Tetradecenowy

9 – tetradecenowy

9 – tetradecenowy

14:1

14:1





9

9

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

3

3

CH=CH(CH

CH=CH(CH

2

2

)

)

7

7

COOH

COOH

Oleinowy

Oleinowy

9 – oktadecenowy

9 – oktadecenowy

18:1

18:1





9

9

18:1 (n-9)

18:1 (n-9)

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

7

7

CH=CH(CH

CH=CH(CH

2

2

)

)

7

7

COOH

COOH

Eikosenowy

Eikosenowy

9 - eikosenowy

9 - eikosenowy

20:1

20:1





9

9

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

9

9

CH=CH(CH

CH=CH(CH

2

2

)

)

7

7

COOH

COOH

Erukowy

Erukowy

13 - doeikosenowy

13 - doeikosenowy

22:1

22:1





13

13

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

7

7

CH=CH(CH

CH=CH(CH

2

2

)

)

11

11

COOH

COOH

Nerwonowy

Nerwonowy

15 - tetraeikosenowy

15 - tetraeikosenowy

24:1

24:1





15

15

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

7

7

CH=CH(CH

CH=CH(CH

2

2

)

)

13

13

COOH

COOH

Linolowy

Linolowy

9,12 -

9,12 -

oktadekadienowy

oktadekadienowy

18:2

18:2





9,12

9,12

18:2 (n-9)

18:2 (n-9)

CH

CH

3

3

CH(CH=CHCH

CH(CH=CHCH

2

2

)

)

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

6

6

COOH

COOH

Linolenowy

Linolenowy

9,12,15 -

9,12,15 -

oktadekatrienowy

oktadekatrienowy

18:3

18:3





9,12,15

9,12,15

18:3 (n-3)

18:3 (n-3)

CH

CH

3

3

CH

CH

2

2

(CH=CHCH

(CH=CHCH

2

2

)

)

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

6

6

COOH

COOH

Eikosatrienow

Eikosatrienow

y

y

5,8,11 - eikosatrienowy

5,8,11 - eikosatrienowy

20:3

20:3





5,8,11

5,8,11

20:3 (n-9)

20:3 (n-9)

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

7

7

(CH=CHCH

(CH=CHCH

2

2

)

)

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

2

2

COOH

COOH

Arachidonowy

Arachidonowy

5,8,11,14 -

5,8,11,14 -

eikosatetraenowy

eikosatetraenowy

20:4

20:4





5,8,11,14

5,8,11,14

20:4 (n-6)

20:4 (n-6)

CH

CH

3

3

(CH

(CH

2

2

)

)

4

4

(CH=CHCH

(CH=CHCH

2

2

)

)

4

4

(CH

(CH

2

2

)

)

2

2

COOH

COOH

15

15

NNKT – niezbędne nienasycone kwasy

tłuszczowe



kwas -linolenowy – C

18:3;9,12,15



kwas linolowy – C 18:2;9,12

Kwasy -3 i -6



nie mogą być syntetyzowane w organizmie



muszą być dostarczone z pożywieniem

Występują w:



olejach roslinnych



olejach z ryb

16

16

Tłuszcze właściwe (acyloglicerole)

Tłuszcze właściwe (acyloglicerole)



ze względu na budowę chemiczną należą do

ze względu na budowę chemiczną należą do

estrów

estrów



składnik alkoholowy – glicerol

składnik alkoholowy – glicerol



składnik kwasowy – jednokarboksylowe wyższe kwasy

składnik kwasowy – jednokarboksylowe wyższe kwasy

tłuszczowe

tłuszczowe



najczęściej są to mieszaniny triacylogliceroli

najczęściej są to mieszaniny triacylogliceroli

różnych kwasów tłuszczowych

różnych kwasów tłuszczowych

17

17

Tłuszcze właściwe (acyloglicerole)

Tłuszcze właściwe (acyloglicerole)



W acyloglicerolach drugorzędowa grupa hydroksylowa

W acyloglicerolach drugorzędowa grupa hydroksylowa

położona jest po lewej stronie atomu wegla

położona jest po lewej stronie atomu wegla



Do oznakowania pozycji kwasów tłuszczowych stosuje

Do oznakowania pozycji kwasów tłuszczowych stosuje

się system numeracji stereospecyficznej (sn),

się system numeracji stereospecyficznej (sn),

umieszczając przedrostek

umieszczając przedrostek

–sn

–sn

przed nazwą reszty

przed nazwą reszty

glicerolowej, np. 1,2,3 – triacylo-sn-glicerol

glicerolowej, np. 1,2,3 – triacylo-sn-glicerol

H

2

C – OH C 1  sn-1

HO – C – H C 2  sn-2

H

2

C – OH C 3  sn-3

Glicerol
triacyloglicerol

O

O H

2

C – O – C – R

1

R

2

– C – O – C – H

H

2

C – O – C – R

3

O

18

18

Podział lipidów

Podział lipidów

(2)

(2)

B.

B.

Lipidy złożone

Lipidy złożone

–

–

estry zawierające

estry zawierające

dodatkowe grupy funkcyjne

dodatkowe grupy funkcyjne

a)

a)

Fosfolipidy

Fosfolipidy

– zawierają resztę kwasu

– zawierają resztę kwasu

fosforowego i zasady azotowej lub aminoalkoholu.

fosforowego i zasady azotowej lub aminoalkoholu.



glicerofosfolipidy

glicerofosfolipidy

– zawierające glicerol

– zawierające glicerol



sfingolipidy

sfingolipidy

– zawierające sfingozynę

– zawierające sfingozynę

A.

A.

Glikolipidy

Glikolipidy

– zawierają kwasy tłuszczowe, alkohol

– zawierają kwasy tłuszczowe, alkohol

sfingozynę i węglowodan

sfingozynę i węglowodan

B.

B.

Inne lipidy złożone

Inne lipidy złożone

– sulfolipidy, aminolipidy,

– sulfolipidy, aminolipidy,

lipoproteiny

lipoproteiny

19

19

Glicerofosfolipidy

Glicerofosfolipidy

Fosfolipidy zbudowane są

Fosfolipidy zbudowane są

z czterech składników:

z czterech składników:

1.

1.

Glicerolu

Glicerolu

2.

2.

Dwóch reszt acylowych

Dwóch reszt acylowych

połączonych wiązaniami

połączonych wiązaniami

estrowymi z atomami C1 i

estrowymi z atomami C1 i

C2 glicerolu

C2 glicerolu

3.

3.

Ortofosforanu

Ortofosforanu

połączonego wiązaniem

połączonego wiązaniem

estrowym z węglem C3

estrowym z węglem C3

glicerolu

glicerolu

4.

4.

Innego alkoholu (cholina,

Innego alkoholu (cholina,

etanoloamina, seryna,

etanoloamina, seryna,

inozytol, glicerol)

inozytol, glicerol)

połączonego grupą -OH z

połączonego grupą -OH z

resztą ortofosforanu

resztą ortofosforanu

Kwas fosfatydowy

20

20

Glicerofosfolipidy

Glicerofosfolipidy

Fosfatydylocholina
(lecytyna)

R` - kwas palmitynowy
R” – kwas oleinowy

Kwas fosfatydowy + HO – CH

2

– CH

2

– N(CH

3

)

3

(cholina)

+

Kwas fosfatydowy + etanoloamina

Fosfatydyloetyloamina (kefalina)

21

21

Glicerofosfolipidy

Glicerofosfolipidy

Kwas fosfatydowy

Kwas fosfatydowy



fosfatydylo

fosfatydylo

etanoloamina

etanoloamina

(kefalina)

(kefalina)



fosfatydylo

fosfatydylo

cholina

cholina

(lecytyna)

(lecytyna)



fosfatydylo

fosfatydylo

seryna

seryna



fosftydylo

fosftydylo

inozytol

inozytol



di

di

fosfatydylo

fosfatydylo

glicerol

glicerol

(kardiolipina)

(kardiolipina)

22

22

Sfingofosfolipidy

Sfingofosfolipidy



Ceramidy

Ceramidy



Sfingomieliny

Sfingomieliny



Glikosfingolipidy

Glikosfingolipidy



cerebrozydy

cerebrozydy



gangliozydy

gangliozydy

Zbudowane są z:

Zbudowane są z:



sfingozyny – długołańcuchowego, jednonienasyconego

sfingozyny – długołańcuchowego, jednonienasyconego

aminoalkoholu dihydroksylowego

aminoalkoholu dihydroksylowego



długołańcuchowego kwasu tłuszczowego

długołańcuchowego kwasu tłuszczowego



ortofosforanu

ortofosforanu



choliny

choliny

23

23

Sfingofosfolipidy

Sfingofosfolipidy

sfingozyna

+

nienasycony

kwas tłuszczowy

ceramid (N- acetylosfingozyna)

+ cholina
+ H

3

PO

4

sfingomielina

24

24

Glikolipidy

Glikolipidy

Zawierają:

Zawierają:



ceramid

ceramid



cząsteczkę cukru (jedną lub więcej)

cząsteczkę cukru (jedną lub więcej)

galaktozydoceramid

glukozyloceramid

(cerebrozyd)

25

25

Gangliozydy

Gangliozydy

Pochodne glukozyloceramidu zawierające

Pochodne glukozyloceramidu zawierające

jedną lub kilka grup kwasu sjalowego

jedną lub kilka grup kwasu sjalowego

Gangliozyd G

M1

Kwas sjalowy

26

26

Woski

Woski

Ester długołańcuchowych kwasów tłuszczowych

z długołańcuchowym alkoholem.

Zwierzęta i rośliny wykorzystują wosk jako powłokę ochronną :



przed nadmiernym zwilżaniem piór



zabezpieczają przed nadmiernym odparowaniem wody



utrudniaja dostęp mikroorganizmom

Składnikii w przygotowaniu:



kosmetyków,



maści (lanolina)



powlekanie tabletek

Źródła wosków:



wosk pszczeli



wosk z waleni (olbrot)



liście kopernicji (Copernicia prunifera

)

)

27

27