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
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