Embed Size (px)
Citation preview
21.10.2014
1
MASTI U HRANI I ISHRANI
Lipidos (gr č.) = mastanChevreul (XIX vek) otkrio buternu, valerijansku, kapronsku, stearinsku, oleinsku i palmitinsku kiselinuBerthelot (1854.) prvi put sintetisao gliceride
Definicija:Masti (lipidi) su heterogena grupa jedinjenja razli čite strukture, za koje je zajedni čko da su nerastvorni u vodi, a rastvorni u organskim rastvara čima (etar, hloroform)Ulja su smeše lipida te čne na sobnoj temperaturi, a masti su smeše lipida čvrste na sobnoj temperaturi
21.10.2014
2
Klasifikacija lipida po Bloaru:
21.10.2014
3
Masne kiseline (R-COOH)
21.10.2014
4
21.10.2014
5
omega kraj delta kraj
jedna dvostruka veza
∆-9 oktadecenska kiselina
ω-9 oktadecenska kiselina
H H H H H H H H H H H H H H H O
H-C--C--C--C--C--C--C--C--C=C--C--C--C--C--C--C--C--C-OH
H H H H H H H H H H H H H H H H H
omega kraj delta kraj
dve dvostruke veze
∆-9,12 oktadekadienska kiselina
ω-6 oktadekadienska kiselina
H H H H H H H H H H H H H H H O
H-C--C--C--C--C--C=C--C--C=C--C--C--C--C--C--C--C--C-OH
H H H H H H H H H H H H H H H
21.10.2014
6
Nezasićene masne kiseline linolenskog reda sa tri dvostruke veze C nH2n-5COOH
21.10.2014
7
Nezasićene masne kiseline sa 4 i više dvostrukih veza:
21.10.2014
8
REKAPITUALCIJA OBELEŽAVANJA NEZASI ĆENIH MASNIH KISELINA
Formula ∆
obeležavanjeω (n)
Obeležavanje
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH
CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)4COOH
∆ 9-heksadecenska n-7 heksadecenska
∆ 9,12,15-oktadekatrienska n-3 oktadekatrienska
n-6 oktadekatrienska∆ 6.9.12-oktadekatrienska
Tipovi izomerije kod nezasi ćenih masnih kiselina
21.10.2014
9
21.10.2014
10
21.10.2014
11
Hemijske osobine masnih kiselina
21.10.2014
12
Acilgliceroli (gliceridi)
To su estri trihidroksilnog alkohola glicerola i masnih kiselina
C
C
C
O ostatak masne kiseline
H
H
H
H
H
O ostatak masne kiseline
O ostatak masne kiseline
masna kiselina
masna kiselina
masna kiselina
ili
21.10.2014
13
Sn – stereospecifi čnoobeležavanje
**CH2CHCH2 OH
OCOR1
OCOR2CH2CHCH2
OHOCOR1
OCOR2
CH2CHCH2
OCOR2
OCOR1
OH
Mogući izomeri u slučaju kad su za glicerol vezane dve različite masne kiseline:
1,3 - diacilglicerol1,2 - diacilglicerol
CH2CHCH2 OH
OCOROCOR*
CH2CHCH2
OCOR
OCOROH
21.10.2014
14
CH2CHCH2 OH
OCO-(CH2)14-CH3
CH=CH-(CH2)7-OCO
(CH2)7-CH3
1-palmitil-2-olein
Triacilgliceroli
Razlikuju se prema broju različitih masnih kiselina koje ih grade na proste i mešovite
2) Dve razli čite masne kiseline
21.10.2014
15
3) Tri različite masne kiseline
Osobine triacilglicerola1) Fizičke osobine
zavise od osobina masnih kiselina koje ulaze u sastav triglicerida (ta čka topljenja, rastvorljivost, agregatno stanje, relativna gustina, indeks prelamanja)
21.10.2014
16
može se razlikovati prema uglu prostiranja kristala...
Pakovanje triglicerida
…ili načinu pakovanja
21.10.2014
17
U kakao buteru postoji veliki broj mogućih polimorfnih formi triglicerida
2) Hemijske osobine
saponifikacija (gradjenje sapuna sa alkalijama)
21.10.2014
18
Transesterifikacija
Z – zasićena masna kiselinaN – nezasićena masna kiselina
21.10.2014
19
holesterol - zoosterol
Derivati ciklopentanoperhidrofenantrena
Svi steroli imaju u položaju 3 hidroksilnu grupu
Sastojak svih ćelijskih membrana, u nervnom tkivu, žuči, jetri
Odrasli organizam sintetiše dnevno oko 1 g holesterola
Ishranom se unese još dodatnih 200-1000 mg holesterola dnevno
Namirnice bogate holesterolom: mozak, džigerica, iznutrice, žumance, mast, puter
Emulgator, amfifilne osobine
Holesterol Biljni steroli
Sintetiše se u humanom organizmu Ne sintetišu se u humanom organizmu, samo u biljkama
40-60% holesterola unetog hranom se resorbuje
Manje od 15% biljnih sterola se resorbuje
Ishrana bogata holesterolom povećava rizik od razvoja aterogenih promena
Biljni steroli smanjuju resorpciju holesterola i povezani su sa smanjenjem LDL-holesterola
Steroli se dele na biljne i animalne sterole
Jedini sterol koji se sintetiše u životinjskom organizmu (i kod čoveka) je holesterol i nalazi se u namirnicama kao slobodan i esterifikovanOstali steroli (beta-sitosterol, sigmasterol, brasikasterol) su biljnog porekla i razlikuju se od holesterola samo po bočnom lancu na C17
Razlike u metabolizmu i fiziološkom efektu biljnih sterola i holesterola
21.10.2014
20
beta-sitosterol
Fitosteroli
nalaze se u biljnim uljima (nerafinisana biljna ulja, posebno kukuruzno i suncokretovo ulje); hipoholesterolemijski efekat – smanjuju količinu apsorbovanog holesterola
21.10.2014
21
Složeni lipidi
I) Glicerofosfolipidi (fosfatidi, fosfolipidi)
Fosfatidne kiseline
alfa
alfa
beta
beta
alfa beta
21.10.2014
22
alfa beta
21.10.2014
23
4
21.10.2014
24
21.10.2014
25
21.10.2014
26
Energetska uloga masti
Masti su osnovni vid deponovane energijeImaju najviši energetski potencijal (1 g daje
sagorevanjem 39 KJ, dok 1g ugljenih hidrata ili proteina daje 17.1 KJ)
Deponuju se uz vezivanje najmanje koli čine vode, dok pri sagorevanju oslobadjaju najviše vode
Kao izvori energije mogu biti u potunosti zamenjeni ugljenim hidratima i proteinima
�Rezerve masti u organizmu mogu biti poreklom iz hrane ili mogu nastati biosintezom u adipoznom tkivu, mle čnoj žlezdi (kod dojilja) i jetri (zasi ćene-ZMK i mononezasi ćene-MMK)
�Rezervne masti se sastoje najve ćim delom iz neutralnih lipida (acilgliceroli) i sadrži više ZMK i MMK, a manje polinezasi ćenih masnih kiselina - PMK, u odnosu na strukturne masti
�Sastav rezervnih masti u velikoj meri odslikava sastav masti unete hrane
�Rezerne masti štite od hladno će i povreda
21.10.2014
27
Michael Cooper je smanjio svoj dnevni unos energije na polovinu potrebnih kalorija
Nema nikakvih rezervnih masti i suo čen je sa slede ćim problemima:
1. Izgleda bolesno
2. Veoma mu je hladno čak i na 20 oC jer nema nikakvu izolaciju
3. Ne može da gladuje čak ni nekoliko dana, jer nema rezerve energije
Oksidacija masnih kiselina
Masne kiseline se oslobadjaju iz acilglicerola pod dejstvom lipaza
β-oksidacija se odvija u mitohondrijama
nivo β-oksidacije MK se reguliše dotokom prekurzora (lipoliti čko cepanje acilglicerola, sinteza karnitina), hormonalno i promenom aktivnosti enzima (kofaktori iz grupe B vitamina)
21.10.2014
28
(CH3)3-N+-CH2-CH(OH)-CH2-COO-
karnitin+
acil-CoA
CoA + acil-karnitin
21.10.2014
29
Lynenova spirala
8 FAD 8 FADH2
8 NAD+ 8 NADH2
21.10.2014
30
21.10.2014
31
ESENCIJELNE MASNE KISELINE
Džordž i Mildred Bur su 1929. godine prvi put opisa li akutno stanje nutritivnog deficita kod pacova koje se moglo le čiti dodatkom specifi čnih masnih kiselina hrani (vitamin F)
Esencijelnim masnim kiselinama (EMK) se smatraju:�Linolna kiselina (C 18:2, n-6)�Alfa-linolenska kiselina C 18:3, n-3�Arahidonska kiselina C 20:4
Sve EMK su polinezasi ćene ali sve polinezasi ćene masne kiseline nisu EMK
Posledice deficita EMK kod ljudi i životinja su:�Usporen rast�Dermatitis�Renalna hipertenzija�Smanjena otpornost organizma�Oštećenje reproduktivne sposobnosti�Poremećaju u aktivnosti mitohondrija�Poremećaji u radu srca i cirkulaciji�Defekti u razvoju mozga�Poremećen balans vode
Dokazano je da unos EMK u organizam deluje povoljno na:�Smanjenje nivoa holesterola u krvi�Smanjenje krvnog pritiska�Sprečava agregaciju trombocita
21.10.2014
32
21.10.2014
33
18:2 n-6, linolna(semenke,klice)
18:3 n-6, γ-linolenska(seme noćurka)
20:3n-6, dihomo- γ-linolenska
20:4 n-6, arahidonska(iznutrice, meso)
22:4 n-6, dokozatetraenska
22:5 n-6, dokozapentaenska
Biotransformacije masnih kiselina u organizmu
18:3 n-3, α-linolenska(soja, laneno ulje)
18:4 n-3, oktadekatetraenska
20:4 n-3, eikozatetraenska
20:5 n-3, eikozapentaenska
22:5 n-3, dokozapentaenska
22:6 n-3, dokozaheksaenska
∆6 desaturaza
∆5 desaturaza
∆4 desaturaza
elongaza
elongaza
18:1 n-9, oleinska
18:2, n-9
20:2, n-9
20:3 n-9Mead kiselina
21.10.2014
34
Uloga EMK u formiranju eikozanoida
- Eikozanoidi su biološki aktivna jedinjenja koja na staju iz eikoza masnih kiselina (MK sa 20 C atoma)-Karakteriše ih visoka biološka aktivnost koju pokaz uju ve ć u koli činama od 10 -9g/g tkiva, ali se i brzo razgra đuju (delovi sekunde do nekoliko minuta)--Eikozanoidi se dele na prostanoide i leukotriene
- Prostanoidi su derivati oksidisanih MK sa peto članim prstenom, tu spadaju prostaglandini (PG), prostacik lini (PGI) i tromboksani (TX)
npr. PGE 1-3 , PGF1-3 , PGD2-3PGI2-3TXA1-3
-Leukotrieni (LT) predstavljaju linearne molekuleLTA3-5 , LTB4-5 , LTC3-5 , LTD3-5
21.10.2014
35
-Prostaglandini se stvaraju u raznim tkivima (histoho rmoni): semenicima, materici, mozgu, miokardu, trombocitima ; imaju raznovrsne biološke aktivnosti – snažno deluju na gl atku muskulaturu, posebno materice i bronhija, imaju hip otenzivni efekat, smanjuju sekreciju želuda čnog soka, aktiviraju CNS
- Prostaciklini se stvaraju u endotelu arterija; snažn i su vazodilatatori i vrše dezagregaciju trombocita
- Tromboksani nastaju u trombocitima, snažni su vazoko nstriktori, izazivaju agregaciju trombocita
-Leukotrieni nastaju u leukocitima; regulatori su zap aljenskih reakcija i u čestvuju u reakcijama neposredne preosetljivosti
21.10.2014
36
21.10.2014
37
arahidonska kiselina, n-6di-homo-gama-linolenska kiselina, n-6
eikozapentaenska kiselina, n-3
Tkivo iliorgan
Eikozanoidi iz 20:4, n-6
Fiziološka aktivnost
Eikozanoidi iz 20:5, n-3
Fiziološka aktivnost
Trombociti TXB 2Cikli čni endoperoksid H2
stimulacija agregacije trombocita; vazokonstrikcija
TXA 3Cikl. endoperoksid H3
Slaba stimulacija agregacije trombocita;
Endotelijske }elije
Prostaciklin I 2 Sprečava agregaciju trombocita; vazodilatacija
Prostaciklin I 3 Sprečava agregaciju trombocita; vazodilatacija
Uterus Prostaglandin E2, F2
Snažna kontrakcija glatkih mišića
Prostaglandin E3, F3
Slaba kontrakcija glatkih mišića
Leukociti LTB 4 Snažna adhezija ćelija
LTB 5 Slaba adhezija ćelija
Pluća LTC4, D4 Sužavanje bronhija
LTC 5, D5, E5 Sužavanje bronhija
Biološka aktivnost nekih eikozanoida
21.10.2014
38
STRUKTURNA ULOGA LIPIDA I EMK
1. ULAZE U SASTAV BIOLOŠKIH STRUKTURA KOJE PREDSTAVLJAJU BARIJERU PREMA SPOLJNOJ SREDINI
2. ULAZE U SASTAV ĆELIJSKIH I SUB ĆELIJSKIH MEMBRANA Svojim sastavom utiču na fluidnost i propustljivost membrana, a interakcijama sa proteinima utiču na njihovu biološku aktivnost
Membrane se sastoje iz 60% proteina i 40% lipida (od čega 65% čine fosfolipidi, 25% holesterol i 10% ostali lipidi)
Šematski prikaz ćelijske membrane
21.10.2014
39
Uloga masti kao prenosioca ćelijskih signala
DG je aktivator protein kinaze CDG-kinaza katalizuje sintezu fosfatidne kiseline iz DG čime se prekida njeno delovanje kao sek. glasnikaFosfatidna kiselina je tako đe sek. glasnik
PIP2= fosfatidilinozitol-difosfat
DAG=diglicerid
IP3= inozitoltrifosfat
Hidrofilni kraj (privlači vodu)
Hidrofobni kraj(privlači lipide)
Uloga masti u hrani1. Doprinose organoleptičkim osobinama (tekstura i miris i
ukus, naročito kod termički obradjenih namirnica)
2. Emulgatorske osobine (lecitin - E 322, kefalini, holesterol)
21.10.2014
40
Proces emulgovanjaCopyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
Dnevne potrebe
Prema principima racionalne ishrane 25 - 30% ukupnih dnevnih energetskih potreba potrebno je zadovoljiti unosom masti (pola animalnog, pola biljnog porekla)
Primer:Ako su dnevne potrebe u energiji 14212 KJ masti bi trebale da osiguraju 20-30% te vrednosti, tj. 2842 - 4263 KJ, što iznosi 73-109 g
21.10.2014
41
Potrebe u EMK:Minimalno 2% dnevnih energetskih potrebaMaksimalno 10% dnevnih energetskih potrebaOptimalno 3-7% dnevnih energetskih potreba
Radi efikasnog iskorišćenja EMK potrebno je na svaki g unetih EMK uneti 1mg vitamina E
Potrebno je da se EMK serije n-3 unose u količinama od 0.6% ukupnih dnevnih potreba
Negativne posledice preteranog unosa PMK su:
�stvaranje žučnih kamenaca�povećanje agregacije trombocita�povećano stvaranje slobodnih radikala�inhibicija ∆6 desaturaze neophodne za
biotransformaciju linolne kiseline�oštećenje biomembrane
21.10.2014
42
KVARENJE MASTI I ULJA-Hemijska i biološka užeglost
Hemijska užeglost – autooksidacija
Činioci : fizički ( temperatura, svetlost, slobodna
površina)hemijski (tipovi dvostrukih veza i
njihov broj, kiseonik, teški metali –Cu, Fe)
biološki (specifični mikroorganizmi)
Tok autooksidacionih reakcija prema teoriji slobodnih radikala (Farmer):
1. Inicijelna faza
21.10.2014
43
rezonantno stabilizovani slobodni radikali masnih kiselina
+ O2
2. Razvojna faza
Slobodni radikal peroksida masne kiseline
21.10.2014
44
lančane reakcije:
...-CH-CH=CH-CH2-... + ...-CH2-CH=CH-CH2-... O-Oi peroksidni radikal masna kiselina
...-CH-CH=CH-CH2-... + ...-iCH-CH=CH-CH2-... O-O-H hidroperoksid slobodni radikal
-CH-CH=CH-CH2-... + OHi
Oi oksi radikal hidroksi radikal
3. Završna fazareakcija dva radikala uz formiranje neradikalskog proizvoda
21.10.2014
45
21.10.2014
46
Primer proizvoda nastalih cepanjem radikala oksida masne kiseline
Posledice stvaranja i delovanja slobodnih radikala (masnokiselinskih i drugih):
Dezorganizacija ćelijske membraneCerebralna ishemijaRetinopatijaStarenje ćelijaAterosklerozaAlergije
21.10.2014
47
Supstance koje se koriste kao zaštita od delovanja slobodnih radikala i kao zaštita od peroksidacije li pida su ANTIOKSIDANSI:vitamin EkaroteniC-vitaminSelenSintetski antioksidansi (aditivi) u hrani
Biološka užeglost:Faktori koji uti ču na pojavu biološke užeglosti su povišena temperatura, voda, bakterije, gljivice; izazivaju je bakterije, plesni, gljivice, enzimi u mastima i uljimaRazlikuju se tri tipa biološke užeglosti:1) h i d r o l i t i č k aodvija se dejstvom enzima lipaza iz gljivica roda Penicillium iAspergilus; oslobadjaju se masne kiseline i glicerol koji se utroši za ishranu samih gljivcavažna je kod mlečne masti jer oslobodjene niže masne kiseline imaju neprijatan miris2) l i p o o k s i d a t i v n a
razvija se delovanjem enzima lipooksigenaza pri čemu se formiraju peroksidi; sli čna je hemijskoj užeglosti; odvija se i na veoma niskim temperaturama
21.10.2014
48
3) k e t o n s k aplesni koje rastu na masnoj podlozi mogu osloboditi enzime koji katalizuju β-oksidaciju masnih kiselina, i to nižih, zasićenih; odvijaju se naizmenične reakcije dehidratacije i oksidacije
R-CH2-CH2-COOH -2H R - CH = CH – COOH
R - CH = CH - COOH HOH R - CHOH -CH 2-COOH
R - CHOH -CH 2-COOH -2H R-CO-CH2-COOH
R-CO-CH2-COOH -CO2 R-CO-CH3
Kaprilna kiselina daje metil-amil-keton, kaprinska metil-heptil keton, a laurinska metil-nonil ketonKetoni imaju prijatan miris te se ova užeglost zove i "parfemska"
LIPIDI SA NEPOVOLJNIM ZDRAVSTVENIM EFEKTIMA
1) Toksične masne kiselineeruka kiselina C 22:1, n-9 (repičino ulje)cetoleinska kiselina C 22:1, n-11 (ulje haringe)
21.10.2014
49
2) Holesterol- neophodan u optimalnim količinama- većina tkiva ga sintetiše (dnevno 0.5 - 1 g) , a deo se unese hranom (0.25 - 0.75 g)
- uklju čen, ili sam ili njegovi oksidi u etiologiju ateroskleroze- manje restrikcije unosa holesterola hranom nemaju većeg efekta na nivo holesterola u krvi kod većine ljudi zbog regulatornog mehanizma apsorpcijekompenzatorni mehanizam izme|u nivoa holesterola u plazmi dijetarnog porekla (LDL) i proizvodnje holesterola u ćelijamapostoje osobe koje dobro vrše kompenzaciju3) Zasićene masne kiseline-aterogene masne kiseline C 12:0, C 14:0 i C 16:04) Trans masne kiselinemetabolišu se kao ZMKsmanjuju biološku vrednost lipida5) Oksidovane masti
21.10.2014
50
Suzenje krvnog suda usled nagomilavanja masnih ifibroznih naslaga u tunici intimi
Mogući mehanizmi nastajanja aterosklerotskih promena:1) Oštećenje endotela krvnih sudova (mehanički stres, virus, autoimuni proteini, hemijski agensi)2) Arahidonska kiselina se oslobađa ibiotransformiše u eikozanoide (TX)3) Nakupljanje trombocita i stvaranje PGI -
hemostatski proces4) Proliferacija glatkih miši ćnih ćelija5) Makrofage fagocituju izmenjeni LDL sa oksidisanim lipidima6) Formiranje “penušavih ćelija”� antioksidansi mogu biti efikasni7) formiranje plaka8) kalcifikacija promena
21.10.2014
51
FAKTORI ISHRANE I ATEROSKLEROZA:
- hiperenergetska ishrana- visok unos ZMK, a nedovoljan NMK- visok unos holesterola- visok unos saharoze- visok ili nizak unos izvesnih minerala (↑Na, ↓Mg)- nizak unos dijetnih vlakana- preterano konzumiranje alkohola I kafe
Imuni odgovor:EMK kao prekurzori eikozanoida i sastavni činioci ćelijskih membrana
Kancer:Postoji statistički značajna korelacija između unosa masti i kancera kolona i dojke
21.10.2014
52
Metode identifikacije:- Jodni broj- Saponifikacioni broj- Tačka topljenja- Indeks refrakcije- relativna gustina- sastav MK
Upotrebljivost za ishranu:- kiselost (slobodne MK)- oksidisane masti (užeglost)
