Biomija 4 lekcija LIPDI TAUKI UN TAUKIEM LDZGAS

Bioķīmija, 4. lekcija LIPĪDI (TAUKI UN TAUKIEM LĪDZĪGAS VIELAS)

3. Kontroldarba jautājumi 1. Lipīdu klasifikācija un bioloģiskās funkcijas, tauku deva diennkatī. 2. Rezerves un struktūras tauki. 3. Taukskābes: piesātinātas, nepiesātinātās, omega-3, omega-6, (zināt 3 piemērus ar formulām), aizstājamās, neaizstājamās. 4. No kādām sastāvdaļām veidoti tauki? Tauku veidošanās reakc. vien. 5. Tauku ķīmiskās īpašības: a) hidrolīzes reakcija (reakc. vien. ), b) pārziepošanās reakcija (reakc. vien. ). 6. Fosfolipīdi: molekulas uzbūve, bioloģiskās funkcijas, kas veidojas fosfolipīdu hidrolīzes reakcijā? 7. Steroīdi: molekulas uzbūve (sterīns), bioloģiskā nozīme. Holesterīna nozīme organismā. LITERATŪRA: V. Ūdre - Vispārējā un sporta bioķīmija I daļa / LSPA, Rīga, 2000. g.

Lipīdi • Nešķīst ūdenī. • Šķīst organiskos šķīdinātājos: – benzīnā, – acetonā, – hlorētos ogļūdeņražos: • CCl 4 • CH 2 Cl - CH 2 Cl u. c.

Lipīdi • Vienkāršie lipīdi • Saliktie lipīdi – Tauki, vaski – Fosfolipīdi – Steroīdi – Glikolipīdi

Lipīdu bioloģiskās funkcijas Taukiem: • Enerģētiskā funkcija. Tauki un ogļhidrāti – divi galvenie organisma enerģijas avoti. – tikai aerobos apstākļos (E = 39 k. J/g vai 9 kcal/g). apstākļos • Termoregulācija: zemādas tauku slānis aizsargā pret aukstumu. • Aizsargfunkcija: tauku spilvens apņem nieres, asinsvadus, u. c. • Taukos šķīstošo vitamīnu A, D, E, K šķīdinātāji. Saliktajiem lipīdiem: • Struktūrfunkcija: fosfolipīdi un holesterīns veido šūnu membrānas. • Regulātorfunkcija: – steroīdie hormoni regulē Regulātorfunkcija: vielmaiņas reakcijas.

Struktūras un rezerves tauki Organisma ķīmiskās enerģijas rezerve. • Rezerves tauki Taukaudi, kas sastāv no tauku Taukaudi šūnām – adipocītiem (šūnu piepilda liels tauku piliens). – Zem ādas (subkutānie tauki), – Ap zarnām (viscerālie tauki). • Struktūras tauki Sīki tauku pilieni muskuļu šūnu citoplazmā (intramuskulārie tauki). – To daudzums nemainās novājējot vai aptaukojoties (bet palielinās izturības treniņu rezultātā).

Diennaktī jāuzņem 60 -80 g vai 1 g/kg tauku • • Speķis Sviests Putukrējums Siers Margarīns Eļļas Rieksti, sēklas, olīves

Tauki (triglicerīdi, triacilglicerīns) • Tauki veidojas, ja glicerīns (spirts ar 3 -OH glicerīns grupām) pievieno 3 taukskābes (R-COOH). • Reakcijā izdalās 3 H 2 O, un izveidojas 3 estersaites (spirts + karbonskābe = esteris), • Tātad, tauki ir glicerīna taukskābju esteri.

Taukskābes R-COOH R - garas C atomu virknes (taukskābēs ir 4 C-24 C) • Piesātinātās Satur tikai vienkāršās R=Cn. H 2 n+1 saites (–). – C 3 H 7 COOH sviestskābe (4 C) – C 15 H 31 COOH palmitīnskābe (16 C) – C 17 H 35 COOH stearīnskābe (18 C) • Nepiesātinātās Satur 1 vairākas dubultsaites (=). Katra =saite samazina H – C 17 H 33 COOH skaitu par 2. oleīnskābe (18 C, 1=) – C 17 H 31 COOH linolskābe (18 C, 2=)

Piesātinātās taukskābes (nesatur dubultsaites radikālī) • Palmitīnskābe (16 C) C 15 H 31 COOH (15 C radikālī + 1 C karboksilgrupā) – Struktūrformulā C un H atomus var parādīt (augšējā formula) un paslēpt (apakšā). Katrā līnijas stūrī ir C atoms ar H atomiem, kas aizpilda brīvās saites (C ir 4 vērtīgs).

Piesātinātās taukskābes (nesatur dubultsaites radikālī) • Stearīnskābe (18 C) C 17 H 35 COOH (17 C radikālī + 1 C karboksilgrupā) – C atomus numurē, sākot ar karboksilgrupu.

Mononepiesātinātās taukskābes • Oleīnskābe (18: 1, Δ 9, ω9) C 17 H 33 COOH • 18: 1 – C atomu skaits taukskābē: dubultsaišu skaits, • Δ 9 – (Δ – Delta, 4. burts grieķu alfabētā), 1 dubultsaite pēc 9. C atoma, skaitot no karboksilgrupas. • ω 9 – (ω – omega, pēdējais burts grieķu alfabētā), omega -9 taukskābe, jo skaitot no omega gala, = saite ir aiz 9. C.

Polinepiesātinātās taukskābes • Linolskābe (18: 2, Δ 9, 12, ω6) C 17 H 31 COOH • 18: 2 – 18 C taukskābē: 2 dubultsaites, • Δ 9, 12 – 2 dubultsaites pēc 9. un 12. C atoma, skaitot no karboksilgrupas. • ω6 – omega-6 taukskābe, jo skaitot no omega gala, = saite ir aiz 6. C.

Polinepiesātinātās taukskābes • Linolēnskābe (18: 3, Δ 9, 12, 15, ω3) C 17 H 29 COOH • 18: 3 – 18 C taukskābē: 3 dubultsaites, • Δ 9, 12, 15 – 3 dubultsaites pēc 9. , 12. un 15. C atoma, skaitot no karboksilgrupas. • ω3 – omega-3 taukskābe, jo skaitot no omega gala, = saite ir aiz 3. C.

Polinepiesātinātās taukskābes • Arahidonskābe (20: 4, Δ 5, 8, 11, 14, ω6) C 19 H 31 COOH • 20 C taukskābē: 4 dubultsaites (Δ 5, 8, 11, 14). • Omega-6 taukskābe.

Neaizstājamās taukskābes ( 3, 6 taukskābes) • Neaizstājamās taukskābes organismā nesintezējas – Organisms spēj sintezēt dubultsaiti (=) līdz 9. C atomam, skaitot no karboksilgrupas. – Taukskābes, kur = ir aiz 9. C, organisms nespēj sintezēt. • Neaizstājamās taukskābes jāuzņem ar uzturu (eļļām: zivju (eļļām eļļa, linsēklu eļļa). – Linolēnskābe ( 3) un linolskābe ( 6) pieder pie neaizstājamajām TS, kas atrodamas linsēklu eļļā. • No 20 C atomu garām taukskābēm (arahidonskābe) sintezējas audu hormoni - eikozanoīdi (eicosa – divdesmit): prostaglandīni, u. c. , uztur asinsvadus, darbojas pret aterosklerozi.

Eļļas un cietie tauki • Eļļas (augu, zivju) – Istabas temperatūrā šķidras, kušanas To -20 līdz -5 o. C. – Nepiesātinātas taukskābes 90%, piesātinātās 10%. • Cietie tauki (dzīvnieku: liellopu, cūku, putnu, piena tauki – sviests, u. c. ) – Istabas temperatūrā cieti, kušanas To 30 -40 o. C, ķermeņa temperatūra. – Nepiesātinātas taukskābes 60%, piesātinātas 40%.

Nepiesātinātās taukskābes var būt cis- un trans-formā Cis- dubultsaite Cis H atomi vērsti uz vienu pusi, = saites vietā veidojas izliekums. Eļļas. 99% organismā. Trans- dubultsaite Trans H atomi vērsti uz pretējām pusēm, Molekula taisna. Cieti tauki. 1 -2 % organismā.

• Taisna molekula (cieti tauki). • Izliekta molekula (eļļa). • Taisna molekula (cieti tauki).

Trans taukskābes – paaugstina aterosklerozes risku • 1 -2% trans tauku ir organismā (veidojas govju gremošanas traktā, uzņemam ar pienu), tas ir dabiskais fons. • Lielākā koncentrācijā tie veidojas eļļu hidrogenēšanā • Eļļu vāra, burbuļo cauri ūdeņradi (H 2), katalizatora Ni klātbūtnē dubultsaitei pievieno 2 H, veidojas vienkāršā saite, iegūst cietus taukus. – Ja procesu vidū pārtrauc, kad sasniegta puscieta konsistence, iegūst piesātinātu un nepiesātinātu tauku maisījumu ar augstu trans-tauku īpatsvaru.

Dubultsaite • Viegli oksidējas – gaisā, – karstumā, • Eļļa iegūst nepatīkamu smaku. • Karsējot arī veido trans formu.

Tauku veidošanās (sintēzes) reakcijas piemērs ar konkrētām taukskābēm Glicerīns reaģē ar 3 palmitīnskābes (C 15 H 31 -COOH) molekulām, izdalās 3 ūdens molekulas, izveidojas tauki (tripalmitilglicerīns). -ilpalmitil- palmitīnskābe stearil- stearīnskābe butiril- sviestskābe oleil- oleīnskābe, u. c.

• vienkāršie tauki • satur 3 vienādas taukskābes • Organismā nav, • iegūst mākslīgi. • jauktie tauki • satur dažādas taukskābes • Organismā ir: – piesātinātas TS 40% (palmitīnskābe, stearīnskābe) – nepiesātinātas TS 60% (oleīnskābe, linolskābe).

Tauku hidrolīze Fermenta lipāzes iedarbībā tauki sašķeļas par glicerīnu un 3 taukskābēm

Tauku pārziepošana Taukus vārot ar Na. OH, iegūst ziepes (taukskābju Na sāļi)

Kādēļ ziepes puto un mazgā? • Virsmas aktīvas vielas (deterģenti) satur: – polāru, hidrofilu galvu (ziepēs –COO- Na+) – nepolāru, hidrofobu asti – (ziepēs - taukskābes radikālis). Ziepju micella (ziepju molekulas apņem netīrumus) Ziepju burbulis

Fosfolipīdi • Bioloģiskās funkcijas: – struktūras funkcija (veido šūnu membrānas), līdz ar funkcija to: • transporta funkcija, • regulātorfunkcija. – enerģētiskā funkcija.

Fosfolipīdu uzbūve glicerīns + 2 taukskābes + fosforskābe + aminospirts (A) H 3 PO 4

Lecitīns (fosfatidilholīns) • Aminospirts A = holīns. • Olas dzeltenumā (grieķu lekithos – olas deltenums). • Membrānu komponents (visvairāk no fosfolipīdiem).

Fosfolipīdu dubultslānis (šūnu membrānas) • Atdala divas ūdens vides. • Hidrofilās galvas novietotas pret ūdens vidi (starpšūnu telpa un citoplazma). Mc. Graw-Hill_Organic Chemistry 4 th - Carey (2103 p)

Fosfolipīdu dubultslānis (šūnu membrānas) • Hidrofobās astes novietotas pret membrānas vidusdaļu (tur ir hidrofoba vide). • Membrānu fosfolipīdi ir pusšķidrā stāvoklī (kūst ~37 o. C). • Membrānās fosfolipīdi ir 75%, holesterīns – 20% un proteīni – 5%.

Fosfolipīdu monoslānis (asins lipoproteīdi: hilomikroni, ABL, ZBL, u. c. ) • Atdala hidrofobu vidi no ūdens vides. • Transportam asinīs taukus un holesterīnu “iepako” lipoproteīdos kopā ar proteīniem un apņem ar fosfolipīdu monoslāni (hidrofilās galvas vērstas uz ārpusi – pret ūdens vidi, hidrofobās astes – uz vidu, kur atrodas tauki un holesterīns).

Steroīdi • Uzbūves pamatā ir ciklisks savienojums - sterāns. • Ja tam pievieno –OH grupu, iegūst spirtu - sterīnu. • Holesterīns ir priekštecis Holesterīns citu steroīdu biosintēzei. • Holesterīns • sintezējas organismā, • tiek uzņemts ar pārtiku.

No holesterīna veidojas citi steroīdi bioloģiski aktīvi savienojumi • D vitamīns – veidojas ādā UV staru ietekmē, vajadzīgs, lai Ca uzsūktos zarnās, trūkums – rahīts, osteomalācija. • Steroīdie hormoni – Dzimumdziedzeros – dzimumhormoni (testosterons, estradiols); – Virsnieru dziedzeru garozā – kortikosteroīdi. • Žultsskābes – Aknās – tauku emuļģēšana gremošanās procesā.

Steroīdu funkcijas • Galvenā – regulatorfunkcija (hormoniem). • Struktūrfunkcija (holesterīns - šūnu membrānu sastāvā, 20%). • No holesterīna nevar iegūt enerģiju, jo tā ciklisko struktūru organismā nevar noārdīt. • No sterāna gredzeniem organisms atbrīvojas, 5% žultsskābju izvadot caur resno zarnu. • Mūža otrajā pusē holesterīns uzkrājas par daudz, izgulsnējas asinsvados – veidojas ateroskleroze.

Kā iegūstam holesterīnu? – Holesterīns sintezējas organismā. – Holesterīnu uzņemam ar pārtiku: dzīvnieku izcelsmes produkti (gaļa, krējums, sviests, zivis). – Nav augu izcelsmes produktos (eļļās), margarīnā (hidrogenēti augu tauki).

Holesterīns atrodas šūnu membrānās (20 %), stiprina tās, samazina caurlaidību. http: //www. yellowtang. org/images/0219 b. jpg

No holesterīna ādā UV staru iedarbībā sintezējas D vitamīns veicina Ca uzsūkšanos zarnās.

No holesterīna virsnieru garozā un dzimumdziedzeros sintezējas steroīdie hormoni.

No holesterīna aknās veidojas žultsskābes. Tās uzkrājas žultspūslī un piedalās tauku gremošanā. Izvada tās caur resno zarnu, tas ir vienīgais ceļš kā izvadīt holesterīnu.

Dažādu tauku kušanas temperatūra (o. C) un TS sastāvs Tauki Linsēklu eļļa Saulespuķu eļļa Kukurūzas eļļa Rapšu eļļa Vīnogu kauliņu eļļa Kaņepju sēklu eļļa Olīveļļa Kokosriekstu eļļa Kušanas T Mononepiesā- Polinepiesāti Piesātinātas (°C) tinātas TS (%) -24 21 71 8 -17 20 69 11 -11 25 61 14 -10 58 35 7 10 57 29 14 -8 13 63 9 -6 79 8 11 25 6 2 92 Kakao sviests 34 -38 20 -43 0 -5 57 -64 Palmu eļļa 35 38 10 52

Dažādu tauku kušanas temperatūra (o. C) Sviests 32 - 35 Margarīns 34 - 43 Cūkas tauki (speķis) 41 Jēra tauki 42 30 – 41 (ķerm. T) Cilvēka tauki Piesātinātas TS 38– 43%: palmitīnskābe 25– 28%, stearīnskābe 12– 14% Nepiesātinātas TS 56– 62%: oleīnskābe 44– 47%, linolskābe 6– 10%