4. přednáška. Lipidy

Transkript

1 4. přednáška Téma přednášky: Význam, charakteristika a metabolismus tuků Cíl přednášky: Ve čtvrté přednášce budou studenti podrobně informováni o fyzikálních a chemických vlastnostech jednotlivých typů tuků. Budou seznámeni s jejich strukturou, syntézou a hydrolýzou. Pozornost bude rovněž věnována významu a potřebě tuků v racionální výživě člověka. Lipidy Obecně můžeme lipidy hodnotit jako skupinu látek, která není v chemickém základu stejná, ale má přímý nebo nepřímý vztah k mastným kyselinám MK. Jsou přítomny jak v rostlinných, tak i v živočišných organismech. Jejich společnou vlastností je nerozpustnost ve vodě ale rozpustnost v organických tzv. lipofilních rozpouštědlech, jako je ether, chloroform, benzen. Význam lipidů ve výživě člověka 1. Jsou nejbohatším zdrojem energie ze všech živin (dvakrát vydatnější než sacharidy nebo proteiny). Jako zdroj energie slouží přímo, ale i potencionálně ve formě zásobního tuku uloženého v organismu. 2. Jsou zdrojem esenciálních mastných kyselin a jejich prekursorů (Kyselina linolová a linolenová). 3. Jsou zdrojem lipifilních vitamínů a příslušných provitamínů, sterolů (cholesterol a fytosteroly). 4. Zvyšují jemnost chuti potravin.

2 5. Zlepšují senzorickou texturu (konzistenci) potravin. 6. Vyvolávají po určitou dobu po požití pocit sytosti, který je vyvolán hydrolýzou na mastné kyseliny v tenkém střevě. Tato doba je ale poměrně dlouhá, a pocit nasycení se zpravidla projeví až po požití pokrmu nebezpečí příliš vysokého příjmu energie. 7. Snižují objem stravy bohaté na energii pozitivní u osob s vysokým výdejem energie a tedy i s potřebou většího příjmu energie, naopak, u osob se sedavým zaměstnáním hrozí nebezpečí příliš vysokého příjmu energie. Fyziologický význam lipidů 1. Nezastupitelná funkce v metabolismu živočišných organismů. 2. Lipidy jsou nosiči substrátů v enzymatických reakcích. 3. Jsou komponenty biologických membrán. 4. Tuk slouží také jako ochranný materiál v podkožních tkáních a jako ochranný obalový materiál významných orgánů v těle. Rezervní tuky Tuky slouží v těle člověka jako dlouhodobá rezerva energie (zatímco glykogen slouží jako krátkodobá rezerva). Výhodou tuku je, že je poměrně koncentrovaným zdrojem energie a že neváže větší množství vody. Tato tuková rezerva vystačí dodávat potřebnou energii měsíc i déle. Tělo si tvoří tukové rezervy z těchto důvodů: 1. Pro krátkodobý půst při menším počtu jídel denně se obvykle tvoří větší tukové rezervy, než jestliže počet jídel denně je vyšší) 2. Pro dlouhodobé hladovění mělo význam pro přečkání zimy nebo období sucha u primitivního člověka, dnes již pozbylo význam 3. Pro období kojení se během těhotenství ukládají tukové rezervy

3 Zdroje tuku a) tuk z diety b) při nedostatku tuku v dietě a při nadbytku sacharidů se tuk syntetizuje ze sacharidů diet c) běžně se tuk může hromadit z obou zdrojů současně Místa ukládání tukových rezerv - v játrech (jen omezené množství) - kolem vnitřností (chrání také orgány před nárazy) - podkožní (většina rezervního tuku) má funkci ochrany těla před tepelnými ztrátami Výskyt lipidů v rostlinách a v živočiších V rostlinách se lipidy vyskytují ve dvou typech - strukturální a zásobní. Strukturální formu lipidů nacházíme v různých membránách a ochranných vrstvách. U vyšších rostlin se v jejich listech nachází asi 7% strukturálních lipidů v sušině. Část strukturálních lipidů je tvořeno vosky, což jsou substance dlouhých sacharidových řetězců, mastných kyselin a kutinu. Část membránových lipidů se nachází v mitochondriích, endoplasmatickém retikulu a je tvořena glykolipidy a fosfolipidy (40-50%). Zásobní rostlinné lipidy se nachází především v semenech rostlin a označujeme je jako oleje. V živočišných orgánech jsou lipidy uloženy jako zdroj energie v zásobním tuku. Jejich zastoupení v adipózních tkáních může dosahovat až 97%. Strukturální lipidy v živočišných tkáních jsou především fosfolipidy tvořící asi 0,5-1 % svalové a adipózní tkáně. Jejich koncentrace v játrech avšak dosahuje 2-3 %. Velmi důležité jsou v živočišných tkáních neglycerolové, tzv. neutrální lipidové frakce cholesterol a jeho estery, které dohromady tvoří jen 0,06-0,09 % svalové a adipózní tkáně.

4 Výskyt lipidů v potravinách Z hlediska výživy můžeme skupinu lipidů dělit podle: a) Suroviny, ze kterých se získávají 1. Živočišné tuky a oleje mléčný tuk kravský a buvolí sádlo vepřové a drůbeží lůj hovězí a skopový Spotřeba těchto, v naší kuchyni tradičních tuků v posledních letech klesá ve prospěch rostlinných tuků. Živočišné tuky mají dosti nevýhodné složení mastných kyselin (vysoký obsah nasycených a nízký obsah esenciálních kyselin) a obsahují poměrně hodně cholesterolu. Jejich výhodou je naopak vyšší oxidační stabilita (zejména po stabilizaci antioxidanty) a příznivé chuťové vlastnosti. rybí olej potravinářské použití je prakticky nulové, tuk se přijímá při konzumaci ryb, i když jsou na trhu preparáty pro výživu člověka. Přijaté množství závisí na druhu ryby a roční době a pohybuje se od desetin % (např. treska) až po 15 % (např. úhoř). Většinu podílu mastných kyselin tvoří esenciální mastné kyseliny, naopak podíl nasycených mastných kyselin je nízký 2. Rostlinné tuky a oleje Typy výrobku: jedlé oleje lisované, nerafinované (panenské) rafinované pokrmové tuky emulgované tuky směsné emulgované tuky (s přídavkem mléčného tuku) Olejniny: s převažující kyselinou linolovou (polyenová mastná kyselina ω - 6) kukuřičný klíčkový, sója, slunečnice, sezam, světlice, mák s převažující kyselinou linolovou (polyenová mastná kyselina ω 6), druhá nejvýznamnější je kyselina palmitová (nasycená mastná kyselina) - bavlník

5 s převažující kyselinou α- linolenovou (polyenová mastná kyselina n 3), druhá nejvýznamnější je kyselina olejová (monoenová mastná kyselina) - len s převažující kyselinou olejovou (monoenová mastná kyselina), druhá nejvýznamnější je kyseliny linolová řepka, podzemnice s převažující kyselinou olejovou, druhá nejvýznamnější je kyseliny palmitová (nasycená mastná kyselina) olivy s převažující kyselinou palmitovou, druhá nejvýznamnější je kyseliny olejová dužnina palmy olejné s převažujícími nasycenými mastnými kyselinami laurovou a myristovou, třetí kyselinou je kyselina palmitovou jádro palmy olejné, kokosový tuk Rostlinná másla: vysoký obsah kyseliny stearové - kakaové máslo b) Podle konzistence 1. Kapalné oleje 2. Tuhé tuky Tuk Přibližné % tuku Sádlo 100 Máslo 80 (některé typy i méně) Pomazánkové máslo Nad 31 Pokrmový tuk 100 Emulgované tuky (margariny, směsné emulgované tuky) Šlehané tuky nad 81 c) Podle výskytu 1. Tuky zjevné: při kuchyňské úpravě se tuk úmyslně používá 2. Tuky skryté: tuky obsažené ve svalové tkáni, ve vejcích, v mléce a mléčných výrobcích, pečivu a jiných složkách pokrmů

6 d) Podle obsahu v potravině 1. Potraviny s vysokým obsahem tuku (dodávající nad 40 % energie) - tučné maso (vepřové, hovězí, vodní drůbež, některé ryby, paštiky, uzeniny) - plnotučné mléko, smetana, smetanové jogurty, většina sýrů - ořechy, mák - smetanové mražené krémy - čokoláda - majonézy (mimo light) 2. Potraviny s nízkým obsahem tuku (dodávající pod 20 % energie) - výrobky z obilnin (mouka, chléb) - luštěniny - brambory - zelenina a ovoce - nečokoládové cukrovinky Moderní rostlinné tuky Užitné vlastnosti moderních rostlinných tuků jsou dnes přizpůsobovány hlavnímu účelu jejich použití: u pomazánkových tuků je to především roztíratelnost ihned po vyjmutí z chladničky, u tuků na pečení optimální textura těsta, u tuků na smažení a fritování zvýšená stabilita při vysokých teplotách. V porovnání s minulostí se zlepšila chuť výrobků. Současné moderní technologie výroby tuhých rostlinných tuků ve srovnání s minulými lety umožňují docílit maximální obsah trans mastných kyselin do 1 %. Technologie ztužování, proces založený na vysycování dvojných vazeb v mastných kyselinách reakcí s vodíkem, se používal pouze k přípravě jedné z komponent, tzv.tukové násady směsi tuků, z nichž byl finální produkt následně vyroben. Vedle nasycených mastných kyselin vznikaly při částečném ztužování surovin jako vedlejší produkt trans mastné kyseliny. Dnešní moderní výrobky částečně ztužené tuky v tukové násadě již v naprosté většině případů neobsahují. Současný trh se surovinami nabízí řadu alternativních možností, jak ztužené tuky ve výrobcích nahradit. Kromě přímého použití v přírodě se vyskytujících tuhých tuků se často využívají tuky získané frakcionací (záhřevem suroviny nad bod tání s následným ochlazením na potřebnou teplotu a fyzikálním oddělením kapalné a tuhé fáze) nebo přeesterifikací (záměnou mastných kyselin definované směsi několika tukových surovin

7 na jednotlivých pozicích glycerolu). Tyto technologie umožňují přípravu nekonečného množství surovin. Jejich cílené následné použití ve výrobcích umožňuje výrobcům dosahovat vynikajících užitných vlastností výrobků stejně jako preferovaného nutričního složení pro daný účel použití. Vlastní výroba rostlinných tuků je podobně jako výroba másla založena pouze na fyzikálních procesech a to na třech principech: intenzivním mícháním předem připravené směsi tukové a vodní fáze vznikne homogenní směs, která se nechá krystalizovat na chlazených válcích a současně se mechanicky zpracovává hnětením. Oleje a tuky použité ve výrobcích se získávají převážně z olejnin. Pro naše klimatické podmínky jsou typické řepka olejka a slunečnice, ze zahraničních plodin se nejčastěji dovážejí již zpracované poloprodukty palmy olejné a kokosové. Z chemického pohledu lze tento extrakt rozdělit podle BLOORA na: A. Jednoduché lipidy: estery mastných kyselin s různými alkoholy 1. Tuky - estery mastných kyselin a glycerolu. Tuk v kapalném stavu se označuje jako olej 2. Vosky - estery mastných kyselin s vyššími jednosytnými alkoholy než je glycerol B. Složené lipidy: estery mastných kyselin obsahující vedle alkoholu další skupiny a mastné kyseliny 1. Fosfolipidy - lipidy obsahující vedle mastných kyselin a alkoholu i zbytek kyseliny fosforečné. Jejich součástí jsou i dusíkaté báze a některé další substituenty. 2. Glykolipidy - vedle mastných kyselin obsahují cukry, dusíkaté báze, neobsahují však kyselinu fosforečnou 3. Jiné složené lipidy - do této skupiny se řadí lipoproteiny, sulfolipidy, aminolipidy C. Odvozené lipidy: jsou to látky, které můžeme získat hydrolýzou lipidů. Patří mezi ně mastné kyseliny, a to nasycené i nenasycené, glycerol a další alkoholy, aldehydy mastných kyselin a ketolátky. Dále pak tzv. neutrální lipidy, steroly, cholesterol a estery cholesterolu, protože nemají elektrický náboj.

8 Tuky (Acylglyceridy) Z pohledu výživy člověka mají z lipidů největší význam tuky. Ty jsou obsaženy jak v rostlinách, tak i v živočišných tkáních a jsou významným zdrojem energie. Rostlinné i živočišné tuky mají stejnou obecnou strukturu i chemickou skladbu, mají však rozdílné fyzikální vlastnosti. Rostlinné oleje mají při pokojové teplotě charakter kapaliny. Živočišné tuky jsou tuhé. Obou forem tuků však lze využívat stejně, jsou to významné zdroje energie. Obsah tuku v některých potravinách a potravinářských výrobcích v g na 100 g jedlého podílu Potravina g tuku Potravina g tuku Sádlo vepřové 99 mléko kravské plnotučné 3,8 Olej stolní 98 smetana do kávy 12 Máslo šlehačka 33 Ztužený pokrmový tuk 98 jogurt 4 Hovězí maso 5-27 sýr eidam 15 Vepřové maso 7-56 sýry tavené Telecí maso 3-7 vejce celé 11 Uzeniny Mouka 0,7-2,2 Husa s kostí Ovesné vločky 7,5 Kuře s kostí 3 Chléb, housky, veky 1-2 Zvěřina 1-8 jemné pečivo Ryby 0,5-16 Cukrářské výrobky, čokoláda Brambory, zelenina, ovoce 0,1-1 Luštěniny 1-2 Tuky jsou estery mastných kyselin s trihydroxyalkoholem-glycerolem, chemicky se nazývají glyceridy nebo acylglyceridy. Má-li glycerol obsazeny všechny tři alkoholové skupiny, jsou esterifikovány mastnými kyselinami, tvoří triacylglycerol (triacylglycerid). CH 2 OH CH 2 O CO - R CH OH + 3 R COOH = CH O CO - R + 3 H 2 O CH 2 OH CH 2 O CO R glycerol + mastná kyselina triacylglycerol

9 Di- a monoacylglyceroly mohou také existovat v přirozeném stavu, ale v daleko menším množství než triacylglyceroly. Triacylglyceroly, tzv. neutrální tuky můžeme rozdělit podle povahy a pozice reziduálních mastných kyselin. Jsou - li při hydrolýze zbytkem tři stejné mastné kyseliny jedná se o jednoduché triacylglyceroly. Jsou - li zbytkem hydrolýzy různé mastné kyseliny mluvíme o smíšených triacylglycerolech. U přirozených tuků je podíl triacylglycerolových molekul obsahujících stejný zbytek mastné kyseliny ve všech esterových polohách velmi malý, téměř všechny ostatní glyceridy jsou smíšené. O O O CH 2 - O - C - C 17 H 35 O CH 2 - O - C - C 17 H35 C 17 H 35 - C - O -CH O C 15 H 31 - C - O - CH O CH 2 - O - C - C 17 H 35 CH 2 - O - C - C 17 H 35 tristearin 1,3 - distearopalmitin Mastné kyseliny Většina mastných kyselin má jednoduchou karboxylovou skupinu a nevětvený uhlíkový řetězec spojený buď jednoduchou vazbou saturované SMK (nasycené mastné kyseliny) nebo dvojnou vazbou (nenasycené mastné kyseliny). Dvojná vazba v uhlíkovém řetězci může být jedna monoenové MMK, nebo více polyenové PMK. S jednou dvojnou vazbou je to např. kyselina olejová 18 : 1; 9, se dvěma dvojnými vazbami kyselina linolová 18 : 2; 9, 12, se třemi dvojnými vazbami kyselina linolenová 18 : 3; 9, 12, 15 a se čtyřmi dvojnými vazbami kyselina arachidonová 18 : 4; 5, 8, 11, 14. Číselné označení znamená 18 uhlíků, 4 počet dvojných vazeb a tyto jsou mezi ; ; ; uhlíkem.

10 Významné mastné kyseliny v přírodních tucích a jejich bod tání 1. Nasycené mastné kyseliny máselná C 3 H 7 COOH - 7,9 o C kapronová kaprylová kaprinová laurová myristová palmitová stearová arachová behenová C C C C C C C C C 5H 17 7H 15 9H 19 11H 23 13H 27 15H 31 17H 35 19H 39 COOH - 3,2 COOH 16,3 COOH 31,2 COOH 43,9 COOH 54,1 COOH 62,7 COOH 69,6 COOH 76,3 21H 43 COOH 2. Nenasycené mastné kyseliny palmitoolejová C 15 H 29 COOH 0 olejová linolová linolenová arachidonová C C C 17H 33 17H 31 17H 29 COOH 13 COOH - 5 COOH - 14,5 C19H 31 COOH - 49,5

11 Příjem jednotlivých mastných kyselin v dietě se má řídit jejich strukturou. Předpokládá se obecně, že by poměr nasycených, monoenových a polyenových mastných kyselin měl být v poměru: N : M : P = 1 : 1 : 1 nebo někdy také 1 : 2 : 1 Na základě nejnovějších poznatků doporučují odborníci na výživu člověka poměr výše uvedených mastných kyselin 1 : 1,4 : 0,6 (Výživové doporučení pro obyvatelstvo ČR duben 2004 Společnost pro výživu). Příjem trans-nenasycených mastných kyselin by neměl přesáhnout 5 g za den. Skutečný poměr jednotlivých typů mastných kyselin v některých jedlých tucích (v % z veškerých mastných kyselin) Jedlý tuk Nasycené kyseliny Monoenové kyseliny Polyenové kyseliny Máslo Vepřové sádlo Palmový olej Palmojádrový tuk Kokosový tuk Sójový olej Slunečnicový olej Řepkový olej Zdroj: Velíšek, Hajšlová (2009) Zastoupení kyseliny linolové a ostatních polyenových kyselin v živočišných tucích v % z celkového obsahu mastných kyselin Tuk Kyselina linolová (ω 6) Ostatní polyenové kyseliny Rybí 1-3 až 60 Drůbeží do 1 Vepřový 3-16 do 1,5 Hovězí 0,5-5 do 2,5 Mléčný 0,9 3,7 0,1 1,4 Zdroj: Velíšek, Hajšlová (2009)

12 Obsah ω - 6 a ω - 3 polyenových mastných kyselin v jedlých olejích Olej Kyselina linolová Kyselina linolenová Řepkový Olivový 9,5 1 Slunečnicový 63 0,3 Sójový 56 8 Z kukuřičných klíčků 39,4 60,4 0,7 1,3 Z pšeničných klíčků ,5-7 Zdroj: Velíšek, Hajšlová (2009) Se stupněm nenasycenosti MK klesá bod tání tuků (pevné tuky, kapalné oleje) a roste polarita (a tím rozpustnost ve vodě resp. krevní plasmě). Na druhé straně, ale roste náchylnost k oxidačnímu žluknutí. Všechny tyto aspekty je potom nutno vzít v úvahu při rozhodování, jaký tuk použít pro přípravu pokrmů. Nenasycené mastné kyseliny mají nízký bod tání, např. triestearin (kyselina stearová je nasycená mastná kyselina) je při tělesné teplotě pevný, ale triolein (kyselina olejová je nenasycená mastná kyselina) je při stejné teplotě kapalný. SMK a MMK mohou být syntetizovány z acetylkoenzymu A a nejsou proto ve výživě nezbytné. Esenciální je naopak malé množství PMK, které jsou důležitými prekurzory strukturálních lipidů (fosfolipidů v buněčných membránách) a eikosanoidů, důležitých tkáňových působků zahrnujících prostaglandiny, tromboxany a leukotrieny). Esenciální MK regulují řadu fyziologických procesů.

13 Esenciální mastné kyseliny K esenciálním mastným kyselinám patří kyseliny s atomy uhlíku a se systémem dvojných vazeb v pentadienovém uspořádání, které musí být v cis konfiguraci a první dvojná vazba musí být na 6. (N - 6) nebo 3. (N 3) uhlíku od koncového metylu. Typickým zástupcem je kyselina arachidonová, která se však vyskytuje v potravinách jen v malém množství. V organismu se však může syntetizovat z kyseliny linolové. Spotřeba esenciálních MK se obvykle vyjadřuje v % veškeré přijímané energie. Doporučuje se, aby tato skupina MK zajišťovala minimálně 1 % denní energetické potřeby tvořila tato skupina mastných kyselin, (u dětí 2 3 %) jinak by mohly nastat některé příznaky jejich nedostatku. Podle různých autorů se doporučují různé dávky, a to až do % přijaté energie, což by bylo výhodnější z hlediska složení lipidů krevní plasmy, ale mohly by vznikat v nadměrném množství volné radikály. Z důvodů nedostatečného množství informací o účincích dlouhodobě vysokého příjmu PMK se nedoporučuje jejich zastoupení ve stravě nad 10 % celkové denní energie. Z uvedeného příjmu by asi % měly činit MK řady N 6 a 10 % MK řady N 3. Vyjádřeno poměr, měl by být poměr mezi MK řady N 6 a N 3 (5-8) : 1, odborníci se kloní spíše k poměru 5 : 1 a některé nové výzkumy dokonce uvádí i poměr 2 : 1. Při dostatečném příjmu řepkového, slunečnicového nebo sójového oleje je tento poměr dodržován. V naší stravě je obsaženo něco více než 3 % esenciálních mastných kyselin (počítáno na přijatou energii). Pokud by se množství tuku ve stravě v souladu s výživovými doporučeními snižovalo, mělo by se zase zvyšovat % esenciálních MK v tukovém podílu (hmotnostně), aby absolutní množství esenciálních MK zůstalo zachováno. Ještě nedávno se předpokládalo, že savci nedokáží syntetizovat mastné kyseliny s více než jednou dvojnou vazbou. Proto byly mastné kyseliny s více dvojnými vazbami (linolová, linolenová, arachidonová) považovány za esenciální. Dokonce byly řazeny mezi vitamíny (vitamín F). Dnes již víme, že především kyselina linolová (řadí se mezi tzv. N - 6 mastné kyseliny) je esenciální, že musí být obsažena v dietě. Při jejím dostatečné přísunu může být zdrojem pro kyselinu α - linolenovou (řadí se mezi N - 3 mastné kyseliny) i arachidonovou (řadí se mezi N - 6 mastné kyseliny). V metabolismu savců jsou přítomny

14 enzymové systémy, které jsou schopny zavádět do alifatického řetězce dvojné vazby a zároveň jej i prodlužovat. Přesto je vhodné zajistit přísun kyseliny α linolenové z potravy, neboť její tvorba z kyseliny linolové nemusí být plně dostačující. Důležité je rovněž zajistit přísun ostatních N 3 mastných kyselin, které se dokáží tvořit z kyseliny α linolenové jen částečně. Esenciální mastné kyseliny řady N 6 Do této skupiny řadíme kyselinu linolovou C 17 H 31 COOH (cis, cis 9, 12 oktadienová), která se v organismu může přeměnit na kyselinu arachidonovou C 19 H 31 COOH (cis, cis, cis, cis 5, 8, 11, 14 eikosatetraenová). Kyselina linolová se vyskytuje prakticky ve všech běžných tucích. Vysoký obsah je téměř ve všech rostlinných olejích, např. slunečnicovém a sójovém. Arachidonová kyselina se vyskytuje zejména ve svalovém (skrytém) tuku, zatímco rezervní živočišné a rostlinné tuky jí obsahují velmi málo. Kromě výše uvedených dvou kyselin řadíme do této skupiny také kyselinu γ linolenovou C 17H 29 COOH (cis, cis, cis 6, 9, 12 oktadekatrienová), která se však ve stravě vyskytuje jen v nepatrném množství. Je v přírodě poměrně vzácná, vyšší koncentrace lze najít v některých olejích označovaných jako dietetické (brutnákový nebo pupalkový). Esenciální mastné kyseliny řady N 3 Do této skupiny řadíme kyselinu kyselinu α linolenovou C 17 H 29 COOH (cis, cis, cis 9, 12, 15 oktadekatrienová). V živočišných tucích se vyskytuje velmi málo, vyšší koncentrace jsou v některých rostlinných olejích, např. řepkovém a sójovém. Organismus si ji dokáže syntetizovat z kyseliny linolové. Vlastními esenciálními mastnými kyselinami řady N - 3 jsou kyseliny přítomné v rybích tucích, z nichž nejznámější je kyselina eikosapentaenová (all-cis 5, 8, 11, 14, 17, - eikosapentaenová) a kyselina dokosahexaenová (all-cis 4, 7, 10, 13, 16, 19 dokosahexaenová). V rybím oleji se vyskytuje také kyselina klupanodonová (all-cis 7, 10, 13, 16, 19 dokosapentaenová) a řada dalších příbuzných mastných kyselin.

15 Význam esenciálních mastných kyselin Největší množství mastných kyselin se spotřebuje na tvorbu buněčných a intracelulárních membrán, včetně membrán pokožky. Dále mají esenciální mastné kyseliny významnou úlohu při rozmnožování, při výstavbě nervových tkání a asi 1 % slouží k syntéze eikosanoidů (ovlivnění destičkových funkcí, vasomotoriky cévní stěny a zánětlivých odpovědí). Významnými látkami jsou prostaglandiny řadí se mezi eikosanoidy do skupiny prostacyklinů. Jsou to látky, které se syntetizují z kyseliny arachidonové a kyseliny eikosapentaenové v buněčných membránách. Objeveny byly nejdříve v prostatě (odtud název), ale jsou obsaženy ve všech savčích buňkách. Prostacykliny jsou přítomny v endoteliálních buńkách cév. K prostacyklinům patřící prostaglandiny způsobují stahy dělohy při porodu a ovlivňují také průtok krve orgány. Mohou být ovšem nebezpečné tím, že způsobují také stahy cév a mohou vést i k infarktu. Tento účinek mají prostaglandiny odvozené od kyseliny arachidonové, kdežto obdobné deriváty odvozené od kyseliny eikosapentaenové působí jako antagonisty. Antagonismus prostanoidů odvozených od kyseliny arachidonové a eikosapentaenové není významný, ale jde o vyšší nebo nižší účinek látek stejného charakteru. Rozhodující je podíl vzniklých tromboxanů ve vztahu ke zvýšení rizika infarktu myokardu. Proto se má poměr obou typů esenciálních mastných kyselin udržovat v dietě zhruba v poměru 1 : 5 až 1 : 10. Dalšími důležitými eikosanoidy jsou např. leukotrieny a thromboxany. Leukotrieny způsobují kontrakce hladké svaloviny a mají vliv na aktivní pohyb leukocytů, thromboxany jsou přítomny v krvinkách a usnadňují jejich srážení. Esenciální mastné kyseliny také zvyšují polaritu a tím i rozpustnost lipoproteinů krevní plasmy. Při příjmu vysokého množství PMK se zvyšují požadavky na antioxidační látky - především vitamin E. Poslední výzkumy kladou stále větší důraz na vysoce pozitivní vliv N 3 mastných kyselin na zdraví člověka. Především se jedná o kyseliny eikosapentaenovou a dokosahexaenovou. Jejich současná spotřeba na osobu a den je 0,06 0,5 g, ideální stav by byla spotřeba 1,2 g na osobu a den. Tato skupina MK je výrazně zastoupena v rybím tuku, ale i např. v lněném oleji. Tato skupina mastných kyselin kladně působí na vývoj mozku, představuje určitou ochranu před demencí a Alzhaimerovou chorobou. Ovlivňují vývoj spermií, snižují hladinu LDL

16 cholesterolu a zvyšují HDL cholesterol, aktivují LDL receptory v játrech. Dále zlepšují elasticitu cév, odstraňují aterosklerotické pláty v cévách. Deriváty vzniklé z těchto MK působí opačně než deriváty z kyseliny arachidonové tzn., že působí vasodilatačně a rozpouští tromby. Posilují imunitu, jsou ochranou před rakovinou Nedostatek esenciálních mastných kyselin se projevuje na pokožce - zvýšení propustnosti pro vodu, tvorba ekzemů a šupinatá kůže, suché vlasy. Dále v poruchách rozmnožování (v extrémních případech nastává sterilita) a v problémech při menstruaci, ve větší náchylnosti k infekcím a k špatnému hojení ran, ve snadnější srážlivosti plasmatických lipoproteinů a v poruchách související s nedostatečnou tvorbou eikosanoidů. Dalšími projevy nedostatku esenciálních mastných kyselin je porucha srdečního rytmu, otoky kotníků a tento nedostatek má spojitost i s obezitou. Špatně metabolizovatelné mastné kyseliny V souvislosti s mastnými kyselinami se rovněž musíme zmínit o tzv. trans mastných kyselinách. Trans mastné kyseliny jsou hůře metabolizovatelné mastné kyseliny s trans konfigurací dvojné vazby. Nenasycené mastné kyseliny mají ve svém uhlovodíkovém řetězci jednu nebo více dvojných vazeb. Každá dvojná vazba může mít dvojí prostorové uspořádání, tedy může obsahovat oba vodíky na dvojné vazbě na stejné straně (vazba cis) nebo na různých stranách (vazba trans): H cis: - C = C - trans: - C = C - H H H Tento zdánlivě nepatrný rozdíl má za následek značnou změnu ve tvaru molekuly. Nenasycené mastné kyseliny s vazbou trans mají řetězec rovný, kdežto kyseliny s cis konfigurací dvojné vazby mají řetězec zahnutý. To má velký význam v enzymových reakcích a při tvorbě membrán, kdy se tyto kyseliny nejvíce uplatňují. Vzhledem k tomu, že se transkyseliny v těle chovají dosti odlišně, je dnes tendence množství trans-kyselin ve stravě co nejvíce omezovat. I když cis-kyseliny v přírodě převažují, mohou se trans-kyseliny také v přírodě vyskytovat. Jsou běžně obsaženy např. v některých mikroorganismech, mořských

17 živočiších a rostlinách, dokonce i v některých semenech subtropických a tropických rostlin. Trans-kyseliny se rovněž vyskytují v tuku přežvýkavců a tedy i v mléčném tuku. Tvorba trans-kyseliny u přežvýkavců - v bachoru jsou přítomny enzymy, které kyselinu linolenovou hydrogenují na méně nenasycené MK. Při tomto procesu se jako vedlejší produkt tvoří také trans-nenasycené mastné kyselin, které se vstřebávají střevní stěnou a ukládají se v depotním tuku a přecházejí také do mléčného tuku. - při výživě dojnic pouze na bázi lučního a pastevního porostu a sena je nižší váhový přírůstek, produkce mléčného tuku je nízká obsah trans-kyselin v tuku dojnic a v mléčném tuku činí 7-9 %. - při intenzivní výživě dojnic, kdy je krmná dávka rozšířena o kukuřičné siláže a jadrná krmiva bohatá na bílkoviny a energii, je podíl hydrogenačních reakcí podstatně nižší a tím se snižuje i obsah trans-kyselin v tuku a v mléčném tuku. Obsah trans-kyselin v tuku dojnic a v mléčném tuku u takto krmených dojnic činí pouze 2-3 %. U ovcí a koz, vzhledem k tradičnímu krmení, je obsah trans-kyselin podstatně vyšší. Tvorba trans-kyseliny při technologických procesech - nevhodné skladování, záhřev oxidace vznik trans-kyselin - průmyslová hydrogenace - trans-kyselin vznikají jako vedlejší produkt, dříve tvořily až % ze všech nenasycených MK, nyní již podstatně méně. Úprava podmínek ztužování. V současné době umožňují moderní metody výrobu tuhých rostlinných tuků s obsahem trans mastných kyselin do 1 %. Nejčastěji jsou to monoenové kyseliny s trans vazbou, především se jedná o kyselinu olejovou. Kyselina olejová C 17 H 33 COOH má 18 uhlíků a je v cis konfiguraci, stejná kyselina s trans konfigurací dvojné vazby se označuje jako kyselina elaidová. Mléčný tuk jich obsahuje obvykle 5 8 %. Technologie výroby ztužených tuků a margarínů do konce devadesátých let 20. století vedla k vysokému procentu trans kyselin v těchto výrobcích - ztužený tuk %, tvrdý margarín %, měkký margarín 5 15 % (margaríny vyráběné transesterifikací trans kyseliny neobsahují). Ke vzniku trans mastných kyselin docházelo většinou při ztužování neboli hydrogenaci rostlinných olejů. Současné moderní technologie výroby tuhých rostlinných tuků umožňují docílit maximální obsah trans mastných kyselin do 1 %.

18 Přívod trans kyselin v naší stravě z mléka a sýrů činí asi 2 g, z másla rovněž asi 2 g, z margarínu 3 g, z masa 1 g a z obilovin také asi 1 g. Celkem je to tedy asi 9 g denně, což odpovídá horní hranici spotřeby západoevropských zemí. Toto množství patrně organismus nezatěžuje, ale ve velkém přebytku by trans kyseliny mohly nepříznivě pozměňovat složení krevního séra. Svým chováním v metabolismu se blíží nasyceným mastným kyselinám. Příjem trans-nenasycených mastných kyselin by neměl přesáhnout 5 g za den. Doporučená denní dávka nasycených mastných kyselin (SAFA) je maximálně 10 %, trans nenasycených mastných kyselin (TFA) maximálně 1 % z celkového energetického příjmu. Kromě nasycených a trans nenasycených mastných kyselin obsahují tuky ještě polynenasycené mastné kyseliny (PUFA), které našemu zdraví naopak prospívají, protože snižují hladinu krevních lipidů a cholesterolu, a mononenasycené mastné kyseliny (MUFA) s působením neutrálním. Také mononenasycené mastné kyseliny však mohou mít na naše zdraví pozitivní vliv, a to v případě, kdy ve stravě nahradí nasycené mastné kyseliny Vosky Mezi jednoduché lipidy patří vedle acylglycerolů vosky, jsou to ve vodě nerozpustné tuhé estery mastných kyselin s monohydroxylovými alkoholy s dlouhým lineárním alifatickým řetězcem nebo se steroly. Vosky plní v organismech především ochranné funkce. Jsou silně hydrofobní. U rostlin vosky tvoří ochranou vrstvu proti nadměrnému smáčení i nadměrným ztrátám vody a jsou i přirozenou ochrannou proti napadení mikroorganismy. U živočichů se vylučují na kůži a epidermálních útvarech. Nejznámější živočišné vosky jsou lanolin, včelí vosk a tzv. vorvanina, tvořící se v lebeční dutině vorvaně. Složené lipidy Významnou složkou lipidů přítomných ve všech buňkách jsou látky, které obsahují vedle hydrofobní části (mastné kyseliny) i látky hydrofilní. Nazýváme je polární lipidy. Tyto sloučeniny jsou základními strukturními prvky biomembrán. Přítomnost jak hydrofobní tak i hydrofilní složky v těchto složitých lipidech (amfipatická či amfifilní povaha) jim umožňuje spojovat se ve vodných roztocích spontánně a reversibilně za vzniku částeček koloidních rozměrů, zvaných micely. A tak se organizovat do monomolekulárních filmů respektive do dvojvrstev. Tato schopnost, kterou polární lipidy mají, je předurčuje jako základní prvek

19 fázových předělů v organismu. Polární lipidy z pohledu chemického jsou velmi různorodou skupinou látek, které lze třídit : a) podle hlavního alkoholu fosfoacylglyceroly odvozené od glycerolu a - sfingolipidy odvozené od aminoalkoholu sfingosinu. b) podle přítomnosti kyseliny fosforečné - fosfolipidy s kyselinou fosforečnou (fosfoacylglyceroly a početnější sfingomyeliny) a - menší skupina neobsahující tuto kyselinu c) podle obsahu cukerné složky glykolipidy (cerebrosidy a gangliosidy sfingolipidy) a ostatní A Fosfolipidy V hydrofilní části molekuly obsahují kyselinu fosforečnou ve formě esteru či diesteru. Odvozeny jsou od glycerolu nebo od sfingosinu. Jsou nejrozšířenějšími polárními lipidy, přítomny jsou v každé buňce, jsou podstatou všech biomembrán, některé se účastní přenosu vzruchu v nervové tkáni. Ve velkém zastoupení je nacházíme zejména v mozku a myelinových obalech nervových buněk, ale také ve vejcích a v semenech. Dělíme je na : 1. Glycerofosfolipidy (fosfoacylglyceroly) 2. Sfingomyeliny tyto fosfolipidy tvoří až 28 % sušiny nervové tkáně Glycerofosfolipidy (fosfoacylglyceroly) Základní a společnou částí všech glycerofosfolipidů je kyselina fosfatidová, která se skládá z glycerolu, dvou mastných kyselin a kyseliny fosforečné. Jednotlivé typy glycerofosfolipidů se liší sloučeninami, které se vážou na kyselinu fosfatidovou. Může se jednat o ethanolamin, cholin, serin, inositol atd.

20 Z hlediska výživy člověka nás bude zajímat nejdůležitější skupina z glycerofosfolipidů a to jsou lecitiny. Lecitiny Lecitiny řadíme mezi složené, polární tuky. Tato vlastnost je pro organismus velice důležitá, neboť napomáhají emulgaci tuků a tím umožňují jejich trávení. Jejich působení se však neomezuje pouze na tuto úlohu. Lecitiny se liší v zastoupení mastných kyselin, dále obsahují glycerol, kyselinu fosforečnou a cholin. Pod pojmem lecitin nelze chápat pouze jednu sloučeninu, ale jedná se o celou řadu velmi podobných sloučenin. Záleží na zdroji. Jejich biologická role je poměrně rozdílná. Nejčastější zdroj sója komerčně propagovaná mg ve 100 g sóji Biologicky nejpřirozenější zdroj vaječný žloutek mg v jednom žloutku Dalším dobrým zdrojem lecitinu je čokoláda (při výrobě se přidává sójový lecitin). Největší podíl lecitinu obsažený v těle se účastní procesu vylučování cholesterolu žlučí. Cholesterol je ve vodném prostředí, jaké vytváří žluč, zcela nerozpustný. Samotný lecitin není o moc lépe rozpustný a proto se spojuje se žlučovými kyselinami do micel, ve kterých se lecitin chová jako látka s obojakými vlastnostmi. Jeden konec molekuly umožňuje rozpuštění ve vodných roztocích, druhý konec jeho molekuly naopak umožňuje rozpouštění v tucích. Tato vlastnost umožňuje rozpuštění značného množství cholesterolu. Díky těmto micelám může být cholesterol transportován žlučovými cestami do střeva, aniž by došlo k jeho vysrážení. Při velkém nadbytku cholesterolu však micely toto množství nestačí pojmout a část cholesterolu se začne usazovat na stěnách žlučníku a sběrných kanálků žlučové kameny. Vysrážení cholesterolu umocňuje vyšší obsah vápníku v krvi přiváděné ze střev do jater.