1

LIPIDI

Heterogena grupa prirodnih organskih spojeva koje povezuju slične osobine rastvorljivosti.

Po definiciji, oni su nerastvorljivi u vodi, a rastvorljivi u nepolarnim organskim

rastvaračima, pomoću kojih se mogu ekstrahovati iz ćelija i tkiva.

Lipidi kao grupa nemaju zajedničkih hemijskih ili strukturalnih osobina, već im je

zajedničko jedino metoda izolacije i slično prijeklo.

Lipidi se dijele u dvije velike grupe.

Jednu grupu čine lipidi koji istovremeno sadrže veliki nepolarni, najčešće alifatski,

hidrofilni dio i polarni hidrofobni dio (triacilgliceroli, fosfolipidi, prostaglandini i u mastima

rastvorljivi vitamini).

Drugu grupu čine lipidi koji sadrže tzv. stereoidnu jezgru (holesterol, steroidni hormoni i

žučne kiseline).

Obje grupe lipida se nalaze u našem organizmu.

Organizam može u istom volumenu uskladištiti 2x više energije u obliku masti nego u

obliku ugljikohidrata ili proteina (masne naslage).

Sa rezervama masti, uz dovoljnu količinu vode, bez hrane se može preživjeti 10-ak dana, za

razliku od rezervi glikogena koje su dovoljne samo za par sati.

Lipidi slabo provode toplotu.

Ipak, puno jednostavnija podjela je na jednostavne i složene.

Jednostavni lipidi

Prema vrsti alkohola kojeg sadrže, jednostavne (proste) lipide spadaju:

1. Gliceridi - esteri trohidroksilnog alkohola glicerola i masnih kiselina.

2. Ceridi (voskovi) - esteri dugolančanih monohidroksilnih alkohola i masnih kiselina.

3. Steroli – tetraciklički prstenasti sistem koji kao alkoholnu komponentu sadrži

holesterol.

1. Gliceridi – masti i ulja

Najveća grupa lipida.

Pravilan naziv je triacilgliceroli ili triesteri glicerola i masnih kiselina.

Stari nazv trigliceridi se danas ne upotrebljava.

Obuhvata sva biljna ulja i životinjske masti (maslinovo, suncokretovo, kokosovo ulje, loj,

svinjska mast, puter (maslo)...)

Sam naziv kaže da su to esteri glicerola i masnih kiselina, sa dugim alkalnim lancem pri čemu su

obično na glicerol vezane tri različite masne kiseline.

Svako pojedino ulje ili mast predstavlja smjesu više različitih triacilglicerola, pa se ne može

napisati hemijska formula npr. maslinovog ulja ili svinjske masti.

Naziv glicerida se dobiva od naziva masnih kiselina od kojih se sastoji.

Prvo ćemo objasniti šta su masne kiseline, a potome nastavljamo sa ovim podnaslovom.

2

Masne kiseline

Monokarboksilne kiseline koje se dobivaju hidrolizom masti i ulja i fosfolipida iz biološkoh

membrana.

Poznato je preko 500 različitih masnih kiselina.

Sve masne kiseline, bez obzira na porijeklo, imaju sljedeće zajedničke osobine:

a) Sve prirodne masne kiseline imaju paran broj C atoma (najčešće između 10-20),

vezanih u nerazgranati lanac, što je posljedica mehanizma biosinteze, pri kojem se

lanac produžuje uvijek za dva C atoma.

b) Tri najčešće masne kiseline su palmitinska (16 C atoma), stearinska (18 C atoma) i

oleinska (18 C atoma).

c) Kod većine nezasićenh masnih kiselina iz masti, ulja i bioloških membrana se javlja

cis-izomerija, dok je trans-oblik rijedak.

d) Nezasićene masne kiseline imaju niže tačke ključanja od zasićenih masnih kiselina.

Palmitinska kiselina CH3(CH2)14COOH

Stearinska kiselina CH3(CH2)16COOH

Oleinska kiselina CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)7CH3 U naravi molekule zasićenih masnih kiselina (one sa svim jednostrukim vezama) jeste da

imaju izgled ravnog štapića, a nezasićenih (one koje sadrže makar jednu dvostruku vezu) da

imaju izgled prelomljenog štapića.

Zbog toga se zasićene masne kiseline mogu bolje složiti u kristalnu strukturu, pa im je tačka

topljenja viša od tačke topljenja nezasićenih masnih kiselina.

Nezasićene masne kiseline su sastojak ulja i to je razlog zašto su tačke topljenja ulja niže od

tački topljenja čvrstih masti koje sadrže uglavnom zasićene masne kiseline.

Esencijalne masne kiseline- organizam ih sam ne može sintetizirati, već se moraju unositi

u organizam putem hrane.

U esencijalne masne kiseline spadaju:

Neophodne su za : pravilan rad i funkcionisanje organa, krvni pritisak, zgrušavanje krvi,

imunološko stanje...

Njihov nedostatak uzrokuje: depresiju, dijabetes, artritis, rak...

3

Kao što je prethodno rečeno, triacilgliceroli su esteri glicerola i tri masne kiseline (iste ili

različite).

glicerol masne kiseline triacilglicerol vodik

Fizičke osobine triacilglicerola

One zavise od vrste masnih kiselina.

Općenito, tačke topljenja rastu sa porastom broja C atoma i sa porastom zasićenosti masnih

kiselina.

Triacilgliceroli bogati nezasićenim masnim kiselinama su pri sobnoj temperaturi tečni

(ulja).

Masti kopnenih životinja sadrže 40-50% zasićenih masnih kiselina, dok biljna ulja sadrže

20% ili manje zasićenih masnih kiselina.

Čisti triacilgliceroli su bez boje, mirisa i okusa.

Ne otapaju se u vodi, veću su lakši od nje i plivaju po njenoj površini.

Otapaju se u nepolarnim rastvaračima.

Hemijske osobine triacilglicerola

U hemijskom pogledu triacilgliceroli su neaktivni spojevi.

Mogu se desiti sljedeće hemijske reakcije:

1. Hidrolitička razgradnja

Nastaju glicerol i masne kiseline iz kojih je triacilglicerol sastavljen.

U živim organizmima vrši se enzimatska hidroliza pod djelovanjem enzima lipaza, a

višak masti se deponuje u tzv. masna tkiva.

Katalitička redukcija vodikim uz Ni kao katalizator je proces kojem se danas često

podvrgavaju različita biljna ulja.

Pri tom se dio dvostrukih veza zasiti pa iz ulja nastaju čvrste masti.

Stepen hidrogeniranjanse kontroliše tako da se dobije mast željene konzistencije.

Dobivenom produktu se dodaje mlijeko, vitamini i prirodne boje da bi se dobio izgled i

okus maslaca.

To je danas poznati margarin, čije komercijalno ime zavisi od proizvođača i namjene.

4

2. Adicija

Triacilgliceroli koji sadrže nezasićene masne kiseline podliježu reakcijama adicije i to:

a) Adicija hidrogena – dobiva se čvrsta mast, jer se vodik adira na ugljikove atome

između kojih je dvostruka veza, pri čemu ona prelazi iz nezasićene u zasićenu. Vodik

se dodaje pod pritiskom uz dodatak katalizatora (Ni) (dobivanje margarina).

b) Adicija halogena – veoma važna reakcija jer se iz količine adiranog halogena (Br ili I)

može odrediti broj dvostrukih veza u mastima i uljima. Važan parametar u

određivanju kvalitete masti i ulja je jodni broj (broj mg I2 koji se adira na 1 g masti).

Što je jodni broj veći, veća je zastupljenost nezasićenih kiselina i mast je podložnija

kvarenju.

3. Oksidacija

Užeglost masti je pojava praćena neugodnim mirisom i okusom, a posljedica je dva

procesa:

a) Hidrolize masti i ulja koju uzrokuju bakterije i mikroorganizmi

b) Oksidacije kisikom iz zraka.

Hidrolizom nastaju slobodne masne kiseline koje imaju neprijatan miris.

Oksidacija masti dovodi do pucanja dvostrukih veza pri čemu se prvo stvaraju peroksidi,

a zatim aldehidi i na kraju kiseline sa manjim brojem C atoma.

Što je manji broj C atoma nastalih kiselina, miris je neprijatniji.

I nastali aldehidi imaju također neprijatan miris.

Ovi procesi se ubrrzavaju djelovanjem svjetlosti, vlage i toplote.

4. Saponifikacija

Ako se hidroliza triacilglicerola vrši pod djelovanjem alkalnih baza uz zagrijavanje

nastaje glicerol i soli viših masnih kiselina poznate pod imenom sapuni.

triacilglicerol natrij hidroksid glicerol sapun

Sapuni su natrijeve ili kalijeve soli viših masnih kiselina.

Natrijevi sapuni su tvrdi, a kalijevi mekani.

U vodi daju koloidnu otopinu koja pjeni kada se promućka.

5

Usljed hidrolize otopina sapuna djeluje bazno, jer je sapun so jake baze i slabe kiseline.

Molekule sapuna se sastoje od hidrofilnog (polarnog karboksilnog aniona) i

hidrofobnog dijela (nepolarnog nerazgranatog ugljikovodoničnog lanca ).

Polarni dio se još naziva glava, a nepolarni rep.

U vodenim otopinama molekule se okreću svojim hidrofilnim dijelovima prema vodi, a

hidrofobnim prema unutrašnjosti molekule, tj. masnoćama.

Rastvor sapuna kvasi masne mrlje na tijelu ili tkanini koja se pere i kida ih u sitne čestice,

koje se zatim adsorbuju na pjeni sapunice i odlaze zajedno sa njom pri ispiranju vodom.

Sapuni su površinski aktivne supstance.

Osobina sapuna da grade nerastvorljive soli sa zemnoalkalnim i teškim metalima koje ih

čine neprikladnim za pranje u tvrdoj i morskoj vodi.

Zato se danas umjesto sapuna uglavnom koriste duge supstance koje smanjuju napetost

površine tenzidi (poznatiji kao deterdženti).

Većinom se proizvode iz derivata nafte.

Molekule su im po strukturi slične molekulama sapuna i isti im je mehanizam pranja.

6

2. Ceridi (voskovi)

Esteri zasićenih viših masnih kiselina i viših monohidroksilnih alkohola.

U prirodi su jako rasprostranjeni.

Osnovna uloga im je da štite organizam od vlage.

Nalaze se na listovima i plodovima biljaka, u krznu životinja, perju ptica, tijeli kukaca, pčele

od voska grade saće...

Esterska veza kod voskova je mnogo čvršća nego kod triacilglicerola, pa su oni otporniji

prema saponifikaciji.

Nalaze široku primjenu u kozmetičkoj industriji.

Pčelinji vosak se sastoji od palmitinske kiseline i miricil alkohola.

Karnauba vosak je biljni vosak koji je najčešće primjenjivan u svakodnevnom životu.

Pojavljuje se kao ovojnica listova jedne vrste brazilske palme.

Koristi se kao zaštitni premaz za podove, cipele, kao sredstvo za poliranje automobila,

namještaja i sl.

Lanolin je prečišćena mast ovičije vune koja sadrži preko 50 različitih vrsta estera.

Zbog prisustva razgranatih lanaca ugljikovodika, koji nisu uobičajni kod lipida, nema

osobine kao ostali lipidi, npr. ne oksidira na zraku pa se ne užeže, čuva vlagu i dobro se

hvata za podlogu.

Jako je cijenjeno sredstvo u kozmetici za izradu krema za njegu kože, a dodaje se i

šamponima za kosu.

3. Steroli (steroidi)

Grupa biljnih i životinjskih lipida koji sadrže tetraciklički prstenasti sistem.

Steroidi su regulatori mnogih procesa u našem organizmu i aktivni su u vrlo malim

koncentracijama (vitamin D3, steroidni hormoni, holesterol, žučne kiseline...)

Holesterol

Najrašireniji steroid.

Ciklopentanoperhidroksifenantrenska struktura:

7

Bijela, vosku slična supstanca koja se nalazi u gotovo svim ćelijama životinja, posebno u

mozgu i leđnoj moždini te u žučnim kamencima koji nastaju u žučnoj vrećici.

Sastavni je dio našeg metabolizma.

U organizmu nastaje u jetri i crijevima.

Organizam može holesterol dobiti hranom ili ga sam sintetizirati.

Ima osam asimetričnih C atoma, pa prema tome postoji 28 tj. 256 stereoizomera odnosno

128 parova enantiomera.

Od svih tih stereoizomera u prirodi je prisutan samo jedan :

Netopiv je u vodi i krvnoj plazmi, ali se od mjesta nastanka u jetri do mjesta upotrebe

transportira kao kompleks sa proteinima – lipoproteini.

Ako se holesterol počne izlučivati u krvnim žilama dolazi do arteroskleroze.

Žučne soli

Polarni derivati holesterola koji se

sintetiziraju u jetri, a pohranjuju i

koncentriraju u žučnom mjehuru odakle se

otpuštaju u tanko crijevo.

Pomažu u emulgiranju lipida iz hrane.

Na slici je prikazana holna kiselina (jedna od

žučnih soli).

8

SLOŽENI LIPIDI

Složeni lipidi mogu da sadrže ostatke fosfatne ili sulfatne kiseline, glukozu ili protein, tako

da ih dijelimo na:

1. Fosfolipide

2. Sulfolipide

3. Glikolipide

4. Lipoproteine

1. Fosfolipidi

Nazivaju se još i fosfoacilgliceroli i spadaju u drugu najrasprostranjeniju grupu lipida u

prirodi.

Gotovo isključivo se nalaze u membranama biljnih i životinjskih ćelija gdje čine 40-50%

supstance.

Ostatak ćelijske supstance u ovim membranama čine proteini.

Struktura fosfolipida je vrlo slična strukturi masti, a razlikuju se od njih po tome što su kod

fosfolipida dvije –OH grupe glicerola esterificirane masnim kiselinama, a treća termalna –

OH grupa glicerola esterificirana je fosfatnom kiselinom.

Oni su diesteri fosfatne kiseline.

Od masnih kiselina najčešće sadrže palmitinsku, stearinsku i oleinsku kiselinu.

Opšta formula fosfolipida u poređenju sa opštom formulom triacilglicerola:

razlika

fosfolipid triacilglicerol X na slici gore predstavlja najčešće neki aminoalkohol (holin, etanol-amin...).

Za fosfolipide karakteristično je da se njihove molekule sastoje od nepolarnog i polarnog

dijela, tj. polarne glave i nepolarnog repa.

Polarna glava pokazuje afinitet prema vodi, a nepolarni rep izbjegava vodu .

Može se zaključiti da su ono dipolarne molekule.

Slično sapunima i deterdžentima mogu emulgirati masti.

Npr. lecitini iz soje se koriste kao emulgatori za čokoladu, majonezu, margarin...

U vodenim rastvorima spontano grade lipidni dvosloj, u kojem se polarni dijelovi molekule

okreću prema vodi, a nepolarni jedni prema drugima, što je od izuzetnog značaja za

izgradnju bioloških membrana.

9

Zbog toga membrane ćelija su nepropusne za ione i polarne molekule, a propustljiva za

molekule vode.

Ukoliko fosfolipidi sadrže samo zasićene više masne kiseline, onda je membrana na tom

dijelu kruta, ali ako sadrži nezasićene masne kiseline membrana je elastičnija i omogućava

lakšu razmjenu supstanci.

Najvažniji fosfolipidi su:

1. Lecitini (holin-fosfogliceridi)

2. Cefalini (etanolamin-fosfogliceridi).

Lecitin

Organska materija biljnog i životinjskog porijekla.

Sastoji se od hidrofilnih fosfatida i lipofilnih masnih kiselina.

Savršen je emulgator koji omogućava spajanje inače nespojivih jedinjenja (npr. voda i

masti) u relativno stabilne emulzije .

Najviše ga ima u soji, žumancetu i tijelu čovjeka.

Na gotovo svakoj naljepnici nekog prehrambenog proizvoda, lijeka ili dijetetskog proizvoda

u popisu sastojaka nalazi se i lecitin (E322). Neizbježan je sastojak svih namirnica koje se rastvaraju u vodi ili nekoj drugoj tečnosti.

Kao lijek, lecitin utiče na smanjenje holesterola u krvi, djeluje protiv gojaznosti i isušivanja

kože.

Koristi se čak i u tekstilnoj industriji gde se dodaje vlaknima kako bi tkanina bila što

prijatnija za nošenje.

2. Sulfolipidi

Sulfolipidi su klasa lipida koji posjeduju sumporne funkcionalne grupe.

To su lipidi u kojima je jedna hidroksilna grupa glicerola esterificirana nekom grupom koja

sadrži sumpor, a preostale dvije masnim kiselinama.

U biljakama, sulfolipidi su važni intermedijari kod sumpornog ciklusa.

10

3. Glikolipidi

Lipidi u kojima je vodik jedne hidroksilne grupe glicerola zamijenjen ugljikohidratnom

molekulom, a preostale dvije esterificirane su masnim kiselinama.

Bitni su za rad bioloških membrana.

Nalaze se u mozgu i krvi.

Dijele se na dvije grupe:

a) Cerebrozidi - sadrže heksozu (često D-galaktozu) vezanu esterskom vezom sa

sfingozinom, a sadrže i neku masnu kiselinu sa 24 C atoma.

b) Gangliozidi - hidrolizom daju višu masnu kiselinu, sfingozin, D-glukozu, D-galaktozu

kao i derivate aminošećera.

Mnogo cerebrozida se nalazi u membranama nervnih ćelija, a gangliozidi se pretežno nalaze

u sivoj kori mozga i membranama nervih ćelija. Primarna uloga glikolipida je kumulacija energije, a pogodni su i kao genetički markeri za

ćelijsko prepoznavanje.

Napomena: sfingozin je amino-alkohol sa nezasićenim ugljovodoničnim lancem!

11

4. Lipoproteini

Lipoproteini pripadaju grupi složenih lipida ili složenih proteina (zavisno gdje ih ko

svrstava), jer su biohemijski sklop proteina i lipida.

Lipidni dio predstavlja mješavinu fosfolipida (25-30%), holesterola (20-25%), a najmanji

udio otpada na triacilglicerole (ispod 10%).

U središtu lipoproteinske čestice su triacilgliceroli i esteri holesterola, dok se na

površini nalaze fosfolipidne molekule, slobodni holesterol i proteini.

Proteine u lipoproteinima nazivamo apolipoproteini.

U ovoj grupi organskih tvari su mnogi enzimi, transporteri, strukturni proteini, antigeni,

adhezini i toksini.

Takve molekule omogućavaju transport masti putem krvi, transmembranski protein, kao i

proteini mitohondrija, hloroplasta i bakterija.

Promet lipoproteinskih čestica u tijelu naziva se metabolizam lipoproteina.

On se odvija u dva pravca: egzogeni (kao rezultat varenja hrane bogate lipidima) i

endogeni (kao rezultat sinteze jetre).

Dijele se na:

a) lipoproteine visoke gustoće (HDL)

b) lipoproteine niske gustoće (LDL)

c) lipoproteini vrlo male gustoće (VLDL).

Poremećaje metabolizma lipoproteina nazivamo dislipoproteinemijama, a one vode ka

aterosklerozi, čije su najčešće komplikacije infarkt miokarda i moždani udar. Najznačajniji faktori rizika za nastanak ateroskleroze pored prekomerne tjelesne mase,

fizičke neaktivnosti, pozitivne porodične anamneze, pušenja i visokog krvnog pritiska,

su visoke koncentracije holesterola (pre svega LDL-holesterola), niske koncentracije

HDL-holesterola, kao i visoke koncentracije triglicerida.

Lipoprotein

Esteri holesterola i trigliceridi

Holesterol

Fosfolipidi

Apolipoproteini