LIPIDY - Lipidy są to najczęściej kwasy tłuszczowe i ich pochodne, a także związki funkcjonalnie i biosyntetycznie podobne do kwasów tłuszczowych. Pochodzą ze zwierząt, roślin lub bakterii, Nierozpuszczalne lub nie mieszające się z wodą a rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych. Utworzone są z długołańcuchowych węglowodorów, ale mogące także posiadać fosfor, azot i siarkę Definicje te obejmują bardzo heterologiczną grupę związków należących chemicznie do węglowodorów, alkoholi, aldehydów, kwasów, amidów czy glukozydów. Termin LIPIDY został zaproponowany przez amerykańskiego biochemika Bloora. Termin Tłuszcze został zarezerwowany dla naturalnych trójglicerydów. Biologiczne funkcje lipidów - Są materiałem budulcowym dla wszystkich struktur błoniastych komórki (fosfolipidy, cholesterol, glikolipidy) Decydują o właściwościach dynamicznych błony komórkowej, wpływają na jej płynność, asymetrię, przepuszczalność, aktywność enzymatyczną oraz właściwości receptorowe (fosfolipidy, cholesterol, kwasy tłuszczowe) Są prekursorami hormonów steroidowych (cholesterol) i hormonów tkankowych (kwasy tłuszczowe) Stanowią substrat dla syntezy kwasów tłuszczowych i niektórych witamin. Biorą udział w zjawiskach immunologicznych (eikozanoidy). Podział lipidów - Lipidy proste - estry kwasów tłuszczowych z różnymi alkoholami Tłuszcze właściwe - estry kwasów tłuszczowych z glicerolem Woski - estry kwasów tłuszczowych z wyższymi alkoholami jednowodorotlenowymi. Lipidy złożone - estry kwasów tłuszczowych z alkoholami zawierającymi dodatkowe grupy funkcyjne Fosfolipidy - oprócz kwasów tłuszczowych i alkoholu zawierają resztę kwasu fosforowego i zasady azotowej lub aminoalkoholu. W zalezności od rodzaju alkoholu rozróżniamy: Glicerofosfolipidy - zawierające glicerol Sfingolipidy - zawierające sfingozynę Glikolipidy - zawierają kwasy tłuszczowe, alkohol sfingozynę i węglowodan Inne lipidy złożone - sulfolipidy, aminolipidy, lipoproteiny. KWASY TŁUSZCZOWE - Kwasy tłuszczowe są monokarboksylowymi kwasami o łańcuchach węglowodorowych. Ze względu na liczbę atomów węgla dzielimy je na: krótkołańcuchowe (<6 atomów C) średniołańcuchowe (8 - 14 atomów C) długołańcuchowe (> 16 atomów C) Łańcuch węglowodorowy KT ma charakter hydrofobowy Grupa karboksylowa KT jest polarna. Kwasy tłuszczowe nasycone, zawierające ponad 10 atomów węgla w łańcuchu: są substancjami stałymi są nierozpuszczalnymi w wodzie Ich temperatura topnienia wzrasta wraz z długością łańcucha. Kwasy tłuszczowe nienasycone w większości są w temperaturze pokojowej substancjami płynnymi 2.Sole kwasów tłuszczowych i metali alkalicznych są dobrze rozpuszczalne w wodzie, natomiast sole magnezowe i wapniowe są prawie nierozpuszczalne. NNKT - niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe - kwas linolowy - C 18:2;9,12 kwas a-linolenowy - C 18:3;9,12,15. Tłuszcze właściwe (acyloglicerole) - ze względu na budowę chemiczną należą do estrów składnik alkoholowy - glicerol składnik kwasowy - jednokarboksylowe wyższe kwasy tłuszczowe, najczęściej są to mieszaniny triacylogliceroli różnych kwasów tłuszczowych. Trójglicerydy - Tłuszcze obojętne Mają 3 kw tłuszczowe i glicerol Powstają w reakcji kondensacji Najbardziej rozpowszechnione w ciele Funkcje Rezerwuary energii Termogeneza. Fosfolipidy - Fosfolipidy zbudowane są z czterech składników: Glicerolu Dwóch reszt acylowych połączonych wiązaniami estrowymi z atomami C1 i C2 glicerolu Ortofosforanu połączonego wiązaniem estrowym z węglem C3 glicerolu Innego alkoholu (cholina, etanoloamina, seryna, inozytol, glicerol) połączonego grupą -OH z resztą ortofosforanu. Sfingofosfolipidy - Zbudowane są z: Sfingozyny - długołańcuchowego, jednonienasyconego aminoalkoholu dihydroksylowego, długołańcuchowego kwasu tłuszczowego, ortofosforanu, choliny. Węglowodory - Najprostsze lipidy, główny łańcuch węglowodorowy może być prosty (liniowy), rozgałęziony, nasycony lub nienasycony o różnej długości. Parafiny (6-40 atomów węgla) - mogą również posiadać łańcuch rozgałęziony. LIPIDY PROSTE - Alkohole tłuszczowe - długi łańcuch, normalny lub rozgałęziony, nasycony lub nie. Głównie zestryfikowane (woski) Alkohole witaminowe - są to głównie witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E). Aldehydy - długo łańcuchowe aldehydy występują w stanie wolnym lub w lipidach złożonych w postaci eterów winylowych Aminoalkohole - długi łańcuch węglowy (C18-C20) zawierający grupę alkoholową i rozgałęzioną grupę aminową Chinony i fenole - są witaminami lub koenzymami Sterole - najbardziej znany - cholesterol. Może występować jako wolny lub zestryfikowany kwasem tłuszczowym, kwasem siarkowym lub połączony z resztą cukrowcową. Woski - estry kwasów tłuszczowych i alkoholi tłuszczowych Ceramidy - to połączenia aminoalkoholu z kwasem tłuszczowym poprzez wiązania amidowe. Sterole -Sterole to grupa lipidów nie ulegających zmydleniu i występujące u zwierząt i roślin. Lipidy te obejmują różne cząsteczki należące do alkoholi C27-C30, od greckiego stereos - stały. U kręgowców głównym sterolem jest C27 węglowy alkohol cholesterol, (od greckiego chole - żółć), szczególnie powszechny w nadnerczach, tkance nerwowej i wątrobie. Jego podstawowa struktura szkieletu węglowego jest cyklopentanoperhydrofenentrenem.
WĘGLOWODANY - Cechy cukrowców: Węglowodany, sacharydy, cukrowce. Wielowodorotlenowe aldehydy, ketony oraz ich połączenia (wiązania glikozydowe). 1C: 2H: 1O. Najbardziej rozpowszechnione związki organiczne na Ziemi. Funkcje cukrowców - materiał energetyczny, materiał zapasowy, fotosynteza, substancje strukturalne, kwasy nukleinowe, połączenia z innymi składnikami, rozpoznawanie międzykomórkowe, intermediaty szlaków, rozwój i regeneracja. Podział węglowodanów - monosacharydy, disacharydy, oligosacharydy, polisacharydy, pochodne cukrów. Cechy monosacharydów - Cukry proste, jedno(mono)cukry, monosacharydy, monozy. Nie można rozłożyć hydrolitycznie. Wieloalkohole - węgiel karbonylowy w formie grupy aldehydowej (aldozy) lub w formie grupy ketonowej (ketozy). Od 3 do 7 atomów węgla. Podział monosacharydów - Podział I: triozy (aldehyd glicerynowy i dihydroksyaceton), pentozy (ryboza i deoksyryboza), heksozy (glukoza, fruktoza, galaktoza) i heptozy Podział II: aldozy i ketozy. D-glukoza - Heksoza (Emil Fisher, 1891) Najpowszechniejszy i najważniejszy „cukier" organizmu Źródło energii Kluczowy w metabolizmie (homeostaza) Fotosynteza i oddychanie komórkowe Zawartość w organizmie wynosi około 20g Stężenie glukozy we krwi około 5 mmol/1 (dieta, wysiłek fizyczny) W moczu (glukozuria) w wyniku zwiększonego stężenia glukozy we krwi (hiperglikemia) w cukrzycy. Glukoza - podstawowe źródło energii dla komórek organizmu Erytrocyty i neurony - niemal jedyne źródło energii. Źródła glukozy: pokarm glikogen glukoneogeneza (gł. wątroba, nerki): synteza z mleczanu, aminokwasów glukoneogennych, glicerolu. Hipoglikemia - problemy ze skupieniem uwagi, zawroty, zimny pot, podwójne widzenie, drgawki, śpiączka. Hiperglikemia - utrata wody osłabienie, senność, nudności, wymioty, bóle brzucha i głowy, uczucie pieczenia w jamie ustnej, utrata apetytu, chudnięcie, wzrost glikacji i glikozylacji białek. D-fruktoza - Izomer strukturalny glukozy, ketoza Tlen łączy się podwójnym wiązaniem z węglem występującym wewnątrz łańcucha Odmienne ułożenie podstawników wokół atomu węgla 4 W wątrobie i jelitach przekształca się w glukozę Dziedziczna nietolerancja fruktozy = hipoglikemia. Disacharydy - Dwucukrowce, dwucukry Dwa monosacharydy - wiązanie â 1,4 glikozydowe (pomiędzy atomem węgla l jednej cząsteczki cukru a atomem 4 drugiej cząsteczki) Mogą ulegać hydrolizie, to jest rozszczepieniu na dwie jednostki monosacharydowe z przyłączeniem cząsteczki wody. Maltoza - Dwie połączone kowalencyjnie jednostek alfa glukozy wiązaniem alfa 1,4-glikozydowym (hydroliza- maltaza). Sacharoza - cukier używany do słodzenia, zbudowany z cząsteczki glukozy i cząsteczki fruktozy, nie ma wolnej grupy redukującej, hydroliza - sacharaza (inwertaza). Laktoza - cukier obecny w mleku, połączenie cząsteczki glukozy i galaktozy wiązaniem â 1,4-glikozydowym, hydroliza - laktaza. Polisacharydy - Wielocukrowce Przykłady: skrobia, glikogen, błonnik (celuloza) Makrocząsteczki z wielu powtarzających się monomerów, najczęściej glukozy (około kilka tysięcy) Łańcuchy rozgałęzione lub proste Odmienne właściwości. Glikogen - „Skrobia zwierzęca" - materiał zapasowy tkanek zwierzęcych Cząsteczki silnie rozgałęzione i łatwo rozpuszczalne w wodzie Do kilku tysięcy glukoz w cząsteczce Cząsteczki występuj ą w skupiskach. Zaburzenia regulacji stężenia glukozy we krwi CUKRZYCA - podwyższony poziom glukozy spowodowany zaburzeniami w wydzielaniu insuliny, działaniu insuliny lub obiema przyczynami naraz. Typ I - insulinozależna - ok. 10% chorych Typ II - cukrzyca insulinoniezależna - ok. 90% chorych Choruje 3-4% (w Polsce 1 milion), wzrasta liczba chorych na typ II Przewlekła hiperglikemia - uszkodzenia: oczu, nerek, nerwów, serca, naczyń krwionośnych.