MASTI U HRANI I ISHRANI

Transcript

1 MASTI U HRANI I ISHRANI Predavač: prof. dr Slañana Šobajić Liebig je godine utvrdio postojanje tri glavne grupe sastojaka živog sveta: proteina, ugljenih hidrata i masti MAKROMOLEKULE OSNOVNI HRANLJIVI SASTOJCI MAKRONUTRIMENTI

2 Lipidos (grč.) = mastan Chevreul (XIX vek) otkrio buternu, valerijansku, kapronsku, stearinsku, oleinsku i palmitinsku kiselinu Berthelot (1854.) prvi put sintetisao gliceride Definicija: Masti (lipidi) su heterogena grupa jedinjenja različite strukture, za koje je zajedničko da su nerastvorni u vodi, a rastvorni u organskim rastvaračima (etar, hloroform) Ulja su smeše lipida tečne na sobnoj temperaturi, a masti su smeše lipida čvrste na sobnoj temperaturi Nalaženje u prirodi: Veoma su rasprostranjeni u prirodi Izvor procenat Biljke uljarice (suncokret, maslina, soja, pamuk) Koštuničavo voće Meso Ribe 1-25 Jaja 12 Mleko Maslac, margarin 80 Povrće, voće Žitarice 2-4 Postoje vidljive i skrivene masti Po svojoj funkciji dele se na rezervne i strukturne masti

3 Klasifikacija lipida po Bloaru: 1) Prosti lipidi (homolipidi) sadrže C, H, O Triacilgliceroli (trigliceridi) Voskovi Steroli Estri vitamina A, D, oksikarotenoida 2) Složeni lipidi (heterolipidi) sadrže C, H, O + N, S, P Glicerofosfolipidi Fosfatidne kiseline Kefalini Lecitini Plazmalogeni Fosfoinozitidi Sfingolipidi Glikolipidi Lipoproteini 3) Supstance lipidnog karaktera Masne kiseline Mono i diacilgliceroli Alkoholi Masne kiseline (R-CO) Masne kiseline su obavezni strukturni deo lipida Mogu biti: - zasićene - nezasićene - sa parnim brojem C atoma (uobičajene) - sa neparnim brojem C atoma (retke) valerijanska - sa ravnim nizom (uobičajene) - sa račvastim nizom (retke) izovalerijanska - alifatične (uobičajene) - ciklične (šaulmogra kiselina) ( ) 12 - CO

4 ZASIĆENE MASNE KISELINE SA PARNIM BROJEM C-ATOMA (C n H 2n+1 CO) OZNAKA TRIVIJALNO IME SISTEMATSKO IME NIŽE MASNE KISELINE FORMULA 4 : 0 Buterna Butanska CH 3 COO 6 : 0 Kapronska Heksanska C 5 H 11 CO 8 : 0 Kaprilna Oktanska C 7 H 15 CO 10 : 0 Kaprinska Dekanska C 9 H 19 CO H MASNE KISELINE SREDNJEG REDA 12 : 0 Laurinska Dodekanska C 11 H 23 CO 14 : 0 Miristinska Tetradekanska C 13 H 27 CO 16 : 0 Palmitinska Heksadekanska C 15 H 31 CO 18 : 0 Stearinska Oktadekanska C 17 H 35 CO 20 : 0 Arahinska Eikozanska C 19 H 39 CO 22 : 0 Behenska Dokozanska C 21 H 43 CO 24 : 0 Lignocerinska Tetrakozanska C 23 H 47 CO VOŠTANE MASNE KISELINE 26 : 0 Cerotoninska Heksakozanska C 25 H 51 CO 28 : 0 Montanska Oktakozanska C 27 H 55 CO 30 : 0 Miricinska Triakontanska C 29 H 59 CO 32 : 0 Laseroinska Dotriakontanska C 31 H 63 CO

5 NEZASIĆENE MASNE KISELINE NEZASIĆENE MASNE KISELINE OLEINSKOG NIZA SA JEDNOM DVOSTRUKOM VEZOM (C n H 2n-1 CO) OZN TRIVIJALNO SISTEMATSKO FORMULA AKA IME IME 12 : 1 Lauroleinska 5-dodecenska CH 3 ( ) 5 CH=CH( ) 3 CO 14 : 1 Miristoleinska 5-tetradecenska CH 3 ( ) 7 CH=CH( ) 3 CO 16 : 1 Palmitoleinska 9-heksadecenska CH 3 ( ) 5 CH=CH( ) 7 CO 18 : 1 Petrozelinska 6-oktadecenska CH 3 ( ) 10 CH=CH( ) 4 CO 18 : 1 Oleinska 9-oktadecenska CH 3 ( ) 7 CH=CH( ) 7 CO 18 : 1 Vakcenska 11-oktadecenska CH 3 ( ) 5 CH=CH( ) 9 CO 20 : 1 Gadoleinska 9-eikozenska CH 3 ( ) 9 CH=CH( ) 7 CO 22 : 1 Cetoleinska 11-dokozenska CH 3 ( ) 9 CH=CH( ) 9 CO 22 : 1 Eruka 13-dokozenska CH 3() 7CH=CH() 11CO 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- H H H H H H H H H H H H H H H H H omega kraj jedna dvostruka veza delta kraj -9 oktadecenska kiselina ω-9 oktadecenska kiselina

6 Nezasićene masne kiseline linolnog reda sa dve dvostruke veze C n H 2n-3 CO C 18:2 - linolna kiselina (9-cis, 12-cis oktadekadienska) CH 3 ( ) 4 C C H H C C H H ( ) 7 CO prirodni oblik je uvek cis izomer C 18:2 - linol-elaidinska kiselina (9-trans, 12-trans oktadekadienska) H H CH 3 ( ) 4 C C C C H H ( ) 7 CO poznati su i izomeri 9-trans, 12-cis i 9-cis, 12-trans Nezasićene masne kiseline linolenskog reda sa tri dvostruke veze C n H 2n-5 CO C 18:3 - α-linolenska kiselina (9,12,15- oktadekatrienska kiselina) CH 3 - -CH=CH- -CH=CH- -CH=CH-( ) 7 - CO Izolovani sistem dvostrukih veza C 18:3 - eleostearinska kiselina (9,11,13- oktadekatrienska) CH 3 -( ) 3 -CH=CH-CH=CH-CH=CH-( ) 7 -CO Konjugovani sistem dvostrukih veza

7 C 18:3 - γ-linolenska (6, 9, 12- oktadekatrienska) CH 3 -( ) 4 -CH=CH- -CH=CH- -CH=CH-( ) 4 - CO C 20:3 - homo-γ-linolenska kiselina (5, 8, 11- eikozatrienska) CH 3 -( ) 7 -CH=CH- -CH=CH- -CH=CH-( ) 3 - CO Nezasićene masne kiseline sa 4 i više dvostrukih veza: C 20:4 - arahidonska kiselina (5, 8, 11, 14- eikozatetraenska) CH 3 -( ) 4 -CH=CH- -CH=CH- -CH=CH- - CH=CH- ( ) 3 -CO C 22:5 - dokozapentaenska (7, 10, 13, 16, 19 dokozapentaenska) C 24:6 - nizinska kiselina

8 Tipovi izomerije kod nezasićenih masnih kiselina 1) Izomerija prema položaju dvostrukih veza npr. izomeri oleinske kiseline: 6- oktadecenska (petroselinska kiselina) 9- oktadecenska (oleinska kiselina) 11- oktadecenska (vakcenska kiselina) Izomeri C 22:1 11- dokozenska (cetoleinska kiselina) 13- dokozenska (eruka kiselina) 2) Izomerija izolovanih i konjugovanih dvostrukih veza kod polinezasićenih masnih kiselina npr. izomeri C 18:3 9,12,15 oktadekatrienska (α-linolenska kiselina) 9,11,13 oktadekatrienska (eleostearinska kiselina) 3) geometrijski izomeri nezasićenih masnih kiselina cis i trans izomeri jedne masne kiseline se medjusobno razlikuju prema: - temperaturi topljenja - načinu metabolizma (organizam prepoznaje samo cis izomere, dok se trans izomeri metabolišu kao zasićene masne kiseline čime se gubi biološka vrednost esencijelnih masnih kiselina) IR spektri trans izomera imaju karakterističnu traku u spektru koju cis izomeri nemaju U prirodi su zastupljeni cis izomeri masnih kiselina Trans izomera ima malo u mlečnim mastima, a u većoj meri nastaju preradom prirodnih masti i ulja (procesi hidrogenacije, rafinacije, zagrevanja) C C H H cis izomer C H C H trans izomer

9 Hemijske osobine masnih kiselina 1) reakcije CO grupe: - disocijacija protona R O C O O - H+ + R C R C O - O - pka CO = 4.8 osim kod linolne gde je pka=7.9 - stvaranje soli (sapuni sa alkalijama alkalnih i zemnoalkalnih metala) - stvaranje estara, amida, halogenida 2) reakcije na dvostukim vezama: - reakcije adicije H 2, Cl 2, J 2, Br 2 u reakciji hidrogenacije nezasićene MK daju zasićene sa istim brojem C atoma (menja se tt o ) CH 3 -( ) 7 -CH=CH-( ) 7 -CO H 2 CH 3 -( ) ( ) 7 -CO u reakciji sa halogenima dobijaju se halogenmasne kiseline što se koristi za identifikaciju masti i ulja (jodni broj)

10 3) reakcije oksidacije - sa molekulskim kiseonikom grade se peroksidi (tzv. užeglost) - sa KMnO 4 grade se oksimasne kiseline CH 3 -( ) 7 -CH=CH-( ) 7 -CO KMnO 4 CH 3 -( ) 7 -CH- CH-( ) 7 -CO Acilgliceroli (gliceridi) To su estri trihidroksilnog alkohola glicerola i masnih kiselina H H C O ostatak masne kiseline H C O ostatak masne kiseline H C O ostatak masne kiseline H masna kiselina masna kiselina masna kiselina

11 C atomi na položaju 1 i 3 u molekuli glicerola nisu identični i obeležavaju se kao Sn-1; Sn-2 i Sn-3: Sn-1 CH Sn-2 Sn= stereospecifi~no Sn-3 obele`avanje Prema broju esterifikovanih grupa razlikuju se: - monoacilgliceroli (monogliceridi) - diacilgliceroli (digliceridi) - triacilgliceroli (trigliceridi) Monoacilgliceroli OCOR * CH 1-Sn (α) Diacilgliceroli OCOR * CH OCOR 1,2 - diacilglicerol ROCO CH 2-Sn (β) OCOR CH OCOR 1,3 - diacilglicerol Mogući izomeri u slučaju kad su za glicerol vezane dve različite masne kiseline: OCOR 1 CH OCOR 2 OCOR 1 * CH OCOR 2 OCOR 2 * CH OCOR 1

12 CH=CH - ( ) 7 - OCO ( ) 7 - CH 3 OCO - ( ) - 14 CH 3 CH Triacilgliceroli 1-palmitil-2-olein Razlikuju se prema broju različitih masnih kiselina koje ih grade na proste i mešovite 1) Jedna masna kiselina (prosti triacilgliceroli) ROCO CH OCOR OCOR Ako je R=stearinska kiselina radi se o tristearinu 2) Dve različite masne kiseline Mogu}i izomeri polo`aja (P=palmitinska, O=oleinska) P P P O O P 3-oleil-1,2-dipalmitin 2-oleil-1,3-dipalmitin P O O 1-palmitil-2,3-diolein O P O 2-palmitil-1,3-diolein i odgovaraju}i enantiomeri

13 3) Tri različite masne kiseline OCOR 1 CH OCOR 2 OCOR 3 Osobine triacilglicerola 1) Fizičke osobine zavise od osobina masnih kiselina koje ulaze u sastav triglicerida (tačka topljenja, rastvorljivost, agregatno stanje, relativna gustina, indeks prelamanja) - polimorfizam triglicerida (moto izomerija) gliceridi istog sastava imaju različite tačke topljenja, rastvorljivost, stabilnost; npr. tristearin iskristalisan iz benzola topi se na 72.2 o C; ako se rastopi i brzo ohladi topi se na 55.5 o C; razlog je različit način pakovanja u kristalnoj rešetki usled različitog prostornog pružanja acilnih ostataka masnih kiselina u molekulama triacilglicerola α β β α imaju najniže tačke topljenja, kristališu u obliku pločica (5µ) β izomeri su stabilni, velikih kristala, zrnastih (25-50µ)

14 2) Hemijske osobine saponifikacija (gradjenje sapuna sa alkalijama) OCOR 1 CH OCOR 2 OCOR 3 Na lipaza CH + R1COON R2COON R3COON

15 CERIDI, VOSKOVI Estri viših masnih kiselina i viših alkohola Pčelinji vosak CH 3 -( ) OC-( ) 14 -CH 3 miricil-palmitat Karnauba vosak CH 3 -( ) O-OC-( ) 24 -CH 3 miricil-cerotat Spermacet CH 3 -( ) O-OC-( ) 14 -CH 3 cetil-palmitat STERIDI CH 3 CH 3 CH 3 CH CH CH 3 - CH CH 3 CH CH 3 CH 3 HOLESTEROL β-sitosterol

16 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 esterifikovan Ostali 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 Holesterol Sintetiše se u humanom organizmu 40-60% holesterola unetog hranom se resorbuje Ishrana bogata holesterolom povećava rizik od razvoja aterogenih promena Biljni steroli Ne sintetišu se u humanom organizmu, samo u biljkama Manje od 15% biljnih sterola se resorbuje Biljni steroli smanjuju resorpciju holesterola i povezani su sa smanjenjem LDL-holesterola ULJE HOLE- STEROL KAMPE STEROL SITO- STEROL BRASIKA STEROL REPIČINO STIGMA STEROL SUNCOKRET KUKURUZNO MASLINOVO ANIMALNE MASTI 95-97

17 Složeni lipidi I) Glicerofosfolipidi (fosfatidi, fosfolipidi) CH * O alfa α izomer P = O Fosfatidne kiseline CH beta β izomer O P = O OR 1 * CH OR 2 O alfa α izomer P = O OR 1 CH O OR 2 beta β izomer P = O 1,2-diacil-Sn-glicerol-3-fosfat 1,3-diacil-Sn-glicerol-2-fosfat (C2 mo`e biti asimetri~an ako su R 1 = R 2) Kefalini - to su glicerofosfatidil etanolamin i glicerofosfatidilserin - hidrolizom daju dva ostatka masne kiseline (obično je jedna polinezasićena), glicerol, fosfornu kiselinu i etanolamin ili serin OR CH 1 2 OR 1 * CH OR 2 CH P - O - -CH-CO CH O P - O--CH2-NH2 2 OR 2 O NH2 O α izomer alfa beta β izomer - amfifilni su i služe kao emulgatori snižavajući površinski napon izmedju različitih faza - tkiva mozga, jetre, slezine su bogata kefalinima - hidrolizuju pomoću kiselina i baza - reaguju kiselo

18 OR 1 * CH OR 2 O Lecitini - glicerofosfatidilholin - hidrolizom daju dva ostatka masnih kiselina (jedna je obično zasi}ena, a druga polinezasićena), glicerol, fosforna kiselina, holin CH 2 OR 1 + CH P - O - -CH2-N-(CH3)3 OR 2 O - + P - O--CH2-N-(CH3)3 O - α izomer alfa betaβ izomer - amfifilni su i služe kao emulgatori snižavajući površinski napon izmedju različitih faza (lecitini izolovani iz soje se koriste kao komercijalni emulgatori u proizvodnji prehrambenih proizvoda) - tkiva mozga, jetre, nervima, koži su bogata lecitinima - ima ih u svim ćelijskim membranama - hidrolizuju pomoću kiselina, baza i enzima II) Sfingolipidi - u svom sastavu mogu da sadrže: sfingozin, masnu kiselinu, aminoalkohol (holin), fosfornu kiselinu, monosaharide - ima ih u beloj moždanoj masi, u moždini, srcu, bubrezima, krvi - hidrolizuju pomoću alkalija - imaju emulgujuća svojstva H CH - 3 ( ) - 12 C=C - CH - CH - CH - 2 H NH amino- 4-oktadecen-diol-1,3

19 Sfingomijelini hidrolizom daju masnu kiselinu, sfingozin, fosforilholin: Hemijska formula dihidroksilnog aminoalkohola sfingozina: H CH - 3 ( ) - 12 C=C - CH - CH - CH - 2 O - P - O - CH - 2 CH N(CH 3 ) 3 H NHCOR O N-acil-4-trans-sfingozin-1-fosforilholin Sfingozidi hidrolizom daju sfingozin, masnu kiselinu, šećernu komponentu: H CH - 3 ( ) - 12 C=C - CH - CH - CH - 2 O H NHCOR O N-acil-4-trans-sfingozin-1-β-D-galaktopiranozid Cerazin: R= lignocerinska kiselina (24:0) Cerebron: R= cerebronska kiselina (24:0, )

20 III) Sulfatidi - sfingozidi koji su esterifikovani sumpornom kiselinom u položaju 6 u molekuli šećera IV) Glikolipidi Glikozil-digliceridi: OO CH OCOR CH - 2 OCOR monogalaktozil-diglicerid (MGD) 3-O-β-D-galaktopiranozil-Sn-1,2-diacilglicerol ULOGA MASTI U ISHRANI 1. Energetske materije i rezervne materije 2. Izvor esencijelnih masnih kiselina (neophodnih za sintezu eikozanoida) i izvor liposolubilnih vitamina (A, D, E i K) i provitamina (karotena) 3. Strukturna uloga (ulaze u sastav ćelijskih membrana) 4. Prenosioci ćelijskih signala 5. Utiču na fizičke i organoleptičke osobine hrane

21 Energetska uloga masti Masti su osnovni vid deponovane energije Imaju najviši energetski potencijal (1g daje sagorevanjem 39 KJ, dok 1g ugljenih hidrata ili proteina daje 17.1 KJ) Deponuju se uz vezivanje najmanje količine 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, mlečnoj žlezdi (kod dojilja) i jetri (zasićene- ZMK i mononezasićene-mmk) Rezervne masti se sastoje najvećim delom iz neutralnih lipida (acilgliceroli) i sadrži više ZMK i MMK, a manje polinezasićenih masnih kiselina - PMK, u odnosu na strukturne masti Sastav rezervnih masti u velikoj meri odslikava sastav masti unete hrane Rezerne masti štite od hladnoće i povreda

22 Michael Cooper je smanjio svoj dnevni unos energije na polovinu potrebnih kalorija Nema nikakvih rezervnih masti i suočen je sa sledećim problemima: 1. Izgleda bolesno 2. Veoma mu je hladno čak i na 20 o C 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 (lipolitičko cepanje acilglicerola, sinteza karnitina), hormonalno i promenom aktivnosti enzima (kofaktori iz grupe B vitamina)

23 - globalno skup svih reakcija u ß-oksidaciji masnih kiselina se može uopšteno prikazati na sledeći način: CH 3 - ( ) n - CO-S-CoA + FAD + NAD + CoA-SH CH 3 - ( ) n-2 - CO-S-CoA + FADH 2 + NADH + H + + CH 3 -CO-S-CoA Energetski bilans ß-oksidacije masnih kiselina: 1. Svaki zavoj Lynenove spirale (2 C atoma) ß- oksidacijom masne kiseline daje redukcione ekvivalente: FADH 2 2 ATP NADH + H + 3 ATP ukupno formirano 5 ATP pri odvajanju 2C atoma 2. Oksidacijom izdvojenog acetil-koenzima A u Krebsovom ciklusu formira se još 12 ATP

24 Primer oksidacijom stearinske kiseline (18:0, M=284.4) ukupan energetski bilans biće: 8(2C) x 5 ATP = 40 ATP 9 acetil CoA x 12 ATP = 108 ATP ukupno 148 ATP 148 ATP - 1 ATP (za aktivaciju masne kiseline) = 147 ATP 1 ATP nosi vezane energije u svojim hemijskim vezama od 30.5 KJ 147 ATP KJ/mol stearinske kis. Odnosno 4483 : 284 = 15.8 KJ/g stearinske kiseline S obzirom da sagorevanje 1 g masti oslobadja 39 KJ onda dobijena vrednost 15.8 KJ/g znači da se oko 40% energije pri ß-oksidaciji masti deponuje u obliku ATP, a ostatak se oslobadja u vidu toplote

25 ESENCIJELNE MASNE KISELINE Džordž i Mildred Bur su godine prvi put opisali akutno stanje nutritivnog deficita kod pacova koje se moglo lečiti dodatkom specifičnih 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 polinezasićene ali sve polinezasićene 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

26 2) TIP LINOLNE KISELINE (esencijelne) CH 3 -( ) 4 -CH=CH- -CH=CH-( ) 7 -CO linolna kiselina (18:2, n-6) ili ( 9,12 18:2) CH 3 -( ) 4 -CH=CH- -CH=CH- -CH=CH- -CH=CH- ( ) 3 -CO arahidonska kiselina (20:4, n-6) 3) TIP LINOLENSKE KISELINE (esencijelne) CH 3 - -CH=CH- -CH=CH- -CH=CH-( ) 7 - CO α-linolenska kiselina (18:3, n-3) Biotransformacija esencijelnih (i drugih) masnih kiselina u organizmu odvija se naizmeničnim delovanjem dve grupe enzima: - enzimi desaturaze uvode novu dvostruku vezu u molekul masne kiseline; ova reakcija se uvek odvija izmeñu poslednje postojeće dvostruke veze i karboksilnog kraja molekule na način da se održava izolovani sistem dvostrukih veza - enzimi elongaze koji produžavaju ugljovodonični niz za dva C atoma i to uvek na karboksilnom kraju molekule - na ovaj način se nikakve promene ne dešavaju na omega kraju molekule

27 Biotransformacije masnih kiselina u organizmu 18:1 n-9, oleinska 18:2 n-6, linolna (semenke,klice) 18:3 n-3, α-linolenska (soja, laneno ulje) 18:2, n-9 20:2, n-9 20:3 n-9 Mead kiselina 18:3 n-6, γ-linolenska (seme noćurka) 20:3 n-6, dihomo- γ-linolenska 5 desaturaza 20:4 n-6, arahidonska (iznutrice, meso) 22:4 n-6, dokozatetraenska 6 desaturaza elongaza elongaza 4 desaturaza 18:4 n-3, oktadekatetraenska 20:4 n-3, eikozatetraenska 20:5 n-3, eikozapentaenska 22:5 n-3, dokozapentaenska 22:5 n-6, dokozapentaenska 22:6 n-3, dokozaheksaenska Uloga EMK u formiranju eikozanoida - Eikozanoidi su biološki aktivna jedinjenja koja nastaju iz eikoza masnih kiselina (MK sa 20 C atoma) -Karakteriše ih visoka biološka aktivnost koju pokazuju već u količinama od 10-9 g/g tkiva, ali se i brzo razgrañuju (delovi sekunde do nekoliko minuta) --Eikozanoidi se dele na prostanoide i leukotriene

28 - Prostanoidi su derivati oksidisanih MK sa petočlanim prstenom, tu spadaju prostaglandini (PG), prostaciklini (PGI) i tromboksani (TX) npr. PGE 1-3, PGF 1-3, PGD 2-3 PGI 2-3 TXA 1-3 -Leukotrieni (LT) predstavljaju linearne molekule LTA 3-5, LTB 4-5, LTC 3-5, LTD 3-5 -Prostaglandini se stvaraju u raznim tkivima (histohormoni): semenicima, materici, mozgu, miokardu, trombocitima; imaju raznovrsne biološke aktivnosti snažno deluju na glatku muskulaturu, posebno materice i bronhija, imaju hipotenzivni efekat, smanjuju sekreciju želudačnog soka, aktiviraju CNS - Prostaciklini se stvaraju u endotelu arterija; snažni su vazodilatatori i vrše dezagregaciju trombocita - Tromboksani nastaju u trombocitima, snažni su vazokonstriktori, izazivaju agregaciju trombocita -Leukotrieni nastaju u leukocitima; regulatori su zapaljenskih reakcija i učestvuju u reakcijama neposredne preosetljivosti

29 T ransf orm acija esencijelnih masnih kiselina u eikozanoide: A. EM K n-6 serije C 1 8:2, n- 6 (linolna, iz hrane) D esaturaza (-2H ) C 1 8:3, n- 6 (γ - linolenska) Elongaza (+ 2C ) C 2 0:3, n- 6 PG E 1, PG F 1, T X A 1 (dihom o-γ - li nolenska) L T A 3, L T C 3, L T D 3 CO C H 3 D esaturaza (-2H ) C 2 0:4, n- 6 PG D 2, PG F 2, PG E 2 (arahidonska) PG I 2, T X A 2, T X B 2 C O O H C H 3 L T A 4, L T B 4, L T C 4, L T D 4, L T E 4 B. E M K n-3 serije C 1 8:3, n- 3 ( α -linolenska) (iz hrane) D esaturaza (-2H ) C 1 8:4, n- 3 Elongaza (+ 2C ) C 2 0:4, n- 3 D esaturaza (-2H ) C 2 0:5, n- 3 PG D 3, PG E 3, PG F 3, (tim nodinska) PG I 3, T X A 3 L T A 5, L T B 5, L T C 5 C O O H C H 3 L T A 5 B roj u skra} enom naz iv u ozna~ava broj dvostruk ih veza u m olek ul i eik ozanoida

30 arahidonska kiselina, n-6 di-homo-gama-linolenska kiselina, n-6 eikozapentaenska kiselina, n-3 Biološka aktivnost nekih eikozanoida Tkivo ili organ Eikozanoidi iz 20:4, n-6 Fiziološka aktivnost TXB 2 stimulacija rombociti Ciklični agregacije endoperoksi trombocita; d H 2 vazokonstrikcija Endotelijske Prostaciklin Sprečava elije I 2 agregaciju trombocita; vazodilatacija Uterus Prostagland Snažna in E 2, F 2 kontrakcija glatkih mišića Leukociti LTB 4 Snažna adhezija ćelija Pluća LTC 4, D 4 Sužavanje bronhija Eikozanoidi iz 20:5, n-3 TXA 3 Cikl. endoperoksid H 3 Prostaciklin I 3 Prostaglandi n E 3, F 3 LTB 5 LTC 5, D 5, E 5 Fiziološka aktivnost Slaba stimulacija agregacije trombocita; Sprečava agregaciju trombocita; vazodilatacija Slaba kontrakcija glatkih mišića Slaba adhezija ćelija Sužavanje bronhija

31 STRUKTURNA ULOGA LIPIDA I EMK 1. ULAZE U SASTAV BIOLOŠKIH STRUKTURA KOJE PREDSTAVLJAJU BARIJERU PREMA SPOLJNOJ SREDINI 2. ULAZE U SASTAV ĆELIJSKIH I SUBĆELIJSKIH 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)

32 Uloga masti u hrani 1. Doprinose organoleptičkim osobinama (tekstura i miris i ukus, naročito kod termički obradjenih namirnica) 2. Emulgatorske osobine (lecitin - E 322, kefalini, holesterol) Hidrofilni kraj (privlači vodu) Hidrofobni kraj (privlači lipide) 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 KJ masti bi trebale da osiguraju 20-30% te vrednosti, tj KJ, što iznosi g

33 Potrebe u EMK: Minimalno 2% dnevnih energetskih potreba Maksimalno 10% dnevnih energetskih potreba Optimalno 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

34 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

35 rezonantno stabilizovani slobodni radikali masnih kiselina 2. Razvojna faza + O 2 Slobodni radikal peroksida masne kiseline

36 lančane reakcije:...-ch-ch=ch-ch CH2-CH=CH-CH2-... O-Oi peroksidni radikal masna kiselina...-ch-ch=ch-ch ich-ch=ch-ch2-... O-O-H hidroperoksid slobodni radikal -CH-CH=CH-CH i Oi oksi radikal hidroksi radikal 3. Završna faza reakcija dva radikala uz formiranje neradikalskog proizvoda Na organolepti~ke osobine masti i ulja u smislu formiranja karakteristi~nog u`glog mirisa i ukusa uti~u aldehidi (epihidrinaldehid, vidi Praktikum), ketoni, alkoholi, kiseline ni`ih molekulskih masa i ve}e isparljivosti, a koji nastaju cepanjem velikih molekula oksidisanih masnih kiselina -R 2. R 1 - CH - R 2 O. Oksi radikal -H. +H. -H. R 1 -CHO R 1 - CH - R 2 R 1 - CO - R 2 aldehid alkohol keton

37 Primer proizvoda nastalih cepanjem radikala oksida masne kiseline Posledice stvaranja i delovanja slobodnih radikala (masnokiselinskih i drugih): Dezorganizacija ćelijske membrane Cerebralna ishemija Retinopatija Starenje ćelija Ateroskleroza Alergije

38 Supstance koje se koriste kao zaštita od delovanja slobodnih radikala i kao zaštita od peroksidacije lipida su ANTIOKSIDANSI: vitamin E karoteni C-vitamin Selen Sintetski antioksidansi (aditivi) u hrani Biološka užeglost: Faktori koji utiču na pojavu biološke užeglosti su povišena temperatura, voda, bakterije, gljivice; izazivaju je bakterije, plesni, gljivice, enzimi u mastima i uljima Razlikuju se tri tipa biološke užeglosti: 1) h i d r o l i t i č k a odvija se dejstvom enzima lipaza iz gljivica roda Penicillium i Aspergilus; oslobadjaju se masne kiseline i glicerol koji se utroši za ishranu samih gljivca važna je kod mlečne masti jer oslobodjene niže masne kiseline imaju neprijatan miris 2) 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; slična je hemijskoj užeglosti; odvija se i na veoma niskim temperaturama

39 3) k e t o n s k a plesni 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- - -CO -2H R - CH = CH CO R - CH = CH - CO H R - CH - -CO R - CH - -CO -2H R-CO-CH2 -CO R-CO- -CO -CO2 R-CO-CH 3 Kaprilna kiselina daje metil-amil-keton, kaprinska metilheptil keton, a laurinska metil-nonil keton Ketoni imaju prijatan miris te se ova užeglost zove i "parfemska" AKTUELNE DIJETARNE PREPORUKE ZA MASTI: WHO / Ukupne masti % dnevnih energetskih potreba 2. ZMK 0-10 % dnevnih energetskih potreba 3. PMK 3-7 dnevnih energetskih potreba 4. Holesterol 300 mg dnevno

40 Pitanja i teme za ponavljanje: Šta su to masti i ulja U kojim namirnicama se nalaze Vrste podela masti i ulja Osnovne karakteristike zasićenih, mononezasićenih i polinezasićenih masnih kiselina Fizičke i hemijske karakteristike i reakcije masnih kiselina Izomeri masnih kiselina Trigliceridi, hemijska struktura, fizičke i hemijske osobine Steroli i voskovi Složeni lipidi lecitini i kefalini Uloge masti u ishrani Esencijelne masne kiseline, deficit, biotransformacija u organizmu Uloga eikozanoida Potrebe za mastima Hemijska i biološka užeglost masti