Lipidy

1.1 Úvod
Väčšina zložiek biologických systémov (ktorých základnou jednotkou sú bunky) patrí k látkam rozpustným vo vode. Bunka je ale súčasne heterogénny systém, zložený z dvoch fáz. Látky tvoriace nevodnú fázu biologických systémov a látky v tejto fáze rozpustné, zahrňujeme pod pojem lipidy. Sú rozpustné v nepolárnych rozpúšťadlách, ktorými ich možno z biologického materiálu extrahovať. V takejto heterogénnej skupine, definovanej iba fyzikálno – chemickými vlastnosťami, možno očakávať látky rôznej chemickej štruktúry. Možno ich rozdeliť na 2 skupiny:
1. deriváty vyšších karboxylových kyselín, tzv. mastných kyselín
2. deriváty izoprénu (tento druh látok sa tiež označuje ako prenyllipidy alebo prenoidy)

Lipidy sú prírodné látky rastlinného alebo živočíšneho pôvodu. Majú hydrofóbne (vode odpudzujúce) a lipofilné (rozpustné v organických rozpúšťadlách) vlastnosti. V ľudskom tele plnia mnoho funkcií. Majú zásobnú funkciu (ako zdroj energie), energetickú funkciu (môžu sa katabolizovať a následnou metabolizáciou uvoľňovať veľké množstvo Gibssovej energie – G). Lipidy, resp. ich derivované formy majú taktiež stavebnú funkciu (ako súčasť membrán), takisto súbory tukových tkanív (depá) majú obrannú funkciu, najmä abdominálnej dutiny (väzovový renálny obal). Tvoria hlavný štruktúrny základ podkožného tuku v podkožnom väzive a tým majú termoregulačnú funkciu (funkciu tepelnej izolácie). Vzhľadom na svoju hydrofobicitu umožňujú rozpúšťať a udržiavať vo vodnom prostredí lipofilné látky (napr. aj vitamíny rozpustné v tukoch – A, D, E, K) a tým plnia funkciu rozpúšťadla nepolárnych látok.

Lipidy sú dôležitou zložkou potravy nielen pre svoj vysoký obsah energie, ale i preto, že k nim patria vitamíny rozpustné v tukoch a esenciálne vyššie karboxylové kyseliny, ktoré sa nachádzajú v tukoch a olejoch prirodzených potravín. V tele slúži tuk ako účinný zdroj energie buď priamo, tak aj potenciálne, ak je uložený v tukovom tkanive. Ako živiny je označovaná skupina látok, ktoré pre organizmus predstavujú zdroj energie a substrátov, alebo zdroj stavebných kameňov, z ktorých živé objekty vytvárajú svoje štruktúry, alebo ďalej látky, ktoré sú navyhnutné pre funkciu živých objektov (napr. látky ochranné). Sem sa obyčajne zaraďujú i stopové prvky a vitamíny. Lipoproteíny sú dôležitou stavebnou zložkou bunky (v membránach) a pomocou nich sa uskutočňuje transport prakticky všetkých lipidov v organizme.

1.2 Zloženie lipidov
Z chemického hľadiska sa lipidy definujú ako estery (prípadne zložené amidy) vyšších mastných karboxylových kyselín a alkoholov. Premena voľnej karboxylovej skupiny COOH na ester zvyšuje nepolárny charakter lipidov, pokiaľ nie je polárna ich alkoholová zložka.

1.2.1 Vyššie mastné kyseliny
V organizme sa len výnimočne tvoria a vyskytujú voľné uhľovodíky. Najviac oxidované zlúčeniny živej hmoty sú vyššie karboxylové kyseliny. Ako zložky mnohých biologicky významných látok (hlavne tukov) sú to biogénne zlúčeniny. Telo je schopné si neesenciálne mastné kyseliny syntetizovať, avšak esenciálne mastné kyseliny (jedná sa o nenasýtené mastné kyseliny) musia byť do organizmu dopravované potravou. Preto sa niekedy esenciálne mastné kyseliny označujú ako vitamíny F. Pri tukoch sa jedná o monokarboxylové vyššie kyseliny, prevažne nerozvetvené, alifatické a s párnym počtom atómov uhlíka (spôsobené tým, že v oganizme sa syntetizujú z dvojuhlíkových jednotiek – acetyl-CoA, teda acetylkoenzýmu A). Najčastejšie sú to kyseliny so 14 až 24 atómami uhlíka. Delia sa buď na nasýtené alebo nenasýtené, ktoré väčšinou obsahujú 1 až 4 dvojité väzby, všetky v cis-konfigurácii. Dvojité väzby nie sú konjugované. Rozvetvené kyseliny, cyklické kyseliny a kyseliny s nepárnym počtom atómov uhlíka sa vyskytujú u baktérií.

Hoci vyššie karboxylové kyseliny (pKa ¬ 4,8) sú pri fyziologickom pH prakticky úplne disociované, prevažuje nepolárna časť molekuly nad polárnym karboxylom a vyššie karboxylové kyseliny sú (na rozdiel od nižších členov homologického radu) vo vode nerozpustné. V tejto forme nie sú v organizme ani premieňané, ani transportované a chovajú sa ako nepolárne cudzorodé látky. Prítomnosť dvojitých väzieb znižuje ich bod topenia a zväčšuje ich reaktivitu voči voľným radikálom. V tomto smere je významná tetraénová kyselina arachidónová, ktorej oxidáciou vznikajú prostaglandíny a leukotriény, ktoré sú veľmi účinné mediátory mnohých biologických funkcií.
1.2.1.1 Omega mastné kyseliny
V odbornej literatúre sa stretávame s pojmom omega mastné kyseliny, najmä omega – 3 a omega – 6 mastné kyseliny. Omega je posledné písmeno gréckej abecedy a teda znamená označenie atómu uhlíka v molekule vyššej karboxylovej (mastnej) kyseliny, ktorý je na konci uhlíkového reťazca, najvzdialenejší od karboxylovej skupiny. Omega – 6 mastná kyselina je napríklad kyselina arachidónová, pretože má lokáciu dvojitej väzby vychádzajúcu zo šiesteho atómu uhlíka na omega konci, C: 20 (5, 8, 11, 14). Kyselina linolová je omega – 6 mastná kyselina, C: 18 (9, 12) a kyselina linolénová je omega – 3 mastná kyselina, C: 18 (9, 12, 15). Ďalšie omega – 3 mastné kyseliny dôležité v metabolizme lipidov sú kyselina omega – 3 - eikozapenténová, C: 20 (5, 8, 11, 14, 17) a kyselina omega – 3 – dokozahexénová C: 22 (4, 7, 10, 13, 16, 19). Súčasné poznatky uvádzajú, že väčšia hladina omega – 3 mastných kyselín v krvi súvisí s prevenciou kardiovaskulárnych ochorení a aterosklerózy.

1.2.2 Alkoholy
Pokiaľ sa jedná o alkoholy spájané s lipidmi, jedná sa hlavne o trojsýtny alkohol glycerol (1,2,3 – propántriol), nenasýtený dvojsýtny aminoalkoholol sfingozín a o cholesterol. Glycerol je alkoholový derivát propánu, je hlavnou alkoholovou súčasťou triacylglycerolov. Keďže sa jedná o trojsýtny alkohol, môže viazať tri acyly (teda zvyšky karboxylových kyselín) ale takisto esterifikovanú kyselinu trihydrogénfosforečnú H3PO4 (u zložitých lipidoch). Sfingozín je nenasýtený aminoalkohol odvodený od oktadekánu. Na amino skupinu NH2 v polohe 2 môže byť amidovou väzbou naviazaný zbytok vyššej mastnej kyseliny (vzniknutý amid sa nazýva ceramid). Na OH – skupinu v polohe 1 sa môžu viazať polárne skupiny, čím vznikajú dôležité súčasti lipidových dvojvrstiev – sfingolipidy. Cholesterol je najdlhšie známa lipidová frakcia. Chemicky patrí medzi steroidy, resp. ho zaraďujeme k zoosterolom. Keďže je steroid, jeho základ tvorí kondenzovaný cyklický uhľovodík sterán (cyklopentanoperhydrofenantrén). Je to životne dôležitá látka, ktorú organizmus využíva na tvorbu hormónov- substrát na tvorbu nadobličkových a pohlavných hormónov, na výstavbu bunkových membrán, nervových obalov a iných tkanív. 2/3 cholesterolu má esterifikovanú podobu.

Cholesterol sa syntetizuje z acetátu takmer vo všetkých bunkách- denná produkcia je cca 1,2 g. Takmer výlučne sa metabolizuje v pečeni, pričom vznikajú žlčové kyseliny. Koncentrácia cholesterolu v krvi je sčasti daná geneticky a sčasti tukom prijatým v potrave- asi 20% cholesterolu v krvi pochádza priamo zo stravy. Zvyšok sa tvorí z tukov v pečeni. Ak je ho však v krvi príliš veľa, môže upchať artérie a spôsobiť vznik kardiovaskulárneho ochorenia.
S voskami sa spájajú vyššie jednosýtne alkoholy, keďže vosky sa definujú ako estery vyšších mastných kyselín a vyšších jednosýtnych alkoholov. Jedná sa napr. o cetylalkohol (C16), stearylalkohol (C18), myricylalkohol (C22). V súvislosti so zložitými lipidmi sa jedná o aminoalkohol cholín, alebo o etanolamín (kolamín).

1.3 Chemické a fyzikálne vlastnosti lipidov
Čisté lipidy sú bezafrebné látky bez chuti a zápachu. Vlastnosti sú ovplyvnené veľkou
mierou charakterom vyšších mastných kyselín. Pokiaľ sa jedná o nasýtené mastné kyseliny, lipidy majú väčšiu teplotu topenia a väčšiu stabilitu. Vyplýva to hlavne z neprítomnosti dvojitých väzieb v molekulách mastných kyselín a teda v nižšej reaktivite daných molekúl. Naopak, pri lipidoch obsahujúcich v molekulách nenasýtené vyššie mastné kyseliny sa zvyšuje reaktivita molekuly v mieste dvojitej väzby a tým sa znižuje stabilita a teplota topenia. Vyplýva to z polohy dvojitej väzby, t.j. čím je poloha dvojitej väzby bližšie ku karboxylovej skupine, tým majú lipidy nižšiu teplotu topenia a sú menej stabilné. Sú hydrofóbne (odpudzujú vodu) a tým sú nerozpustné vo vode. Príčinou je prítomnosť veľkých nepolárnych acylov vyšších mastných kyselín. Sú lipofilné (rozpustné v nepolárnych rozpúšťadlách). Pri zložitejších lipidoch sa môže jednať o amfifilné molekuly, vyplývajúc z ich štruktúry. Nepolárne acylové zvyšky sú hodrofóbne, avšak ďalšia zložka viazaná estericky na glycerol (napr. aminoalkohol cholín) je hydrofilná a teda vzniká časť hydrofóbna a časť hydrofilná.
1.4 Rozdelenie lipidov
Rozdelenie lipidov závisí od prítomnosti daných molekúl v ich štruktúrach Lipidy rozdeľujeme na:
1. jednoduché
a) acylglyceroly
b) vosky
2. zložené
a) fosfolipidy
b) glykolipidy
c) lipoproteíny

1.4.1 Jednoduché lipidy
Jednoduché lipidy predstavujú estery vyšších mastných kyselín s alkoholom. Podľa typu alkoholu ich rozdeľujeme na acylglyceroly (tuky a oleje) a vosky. Najčastejšie sa v lipidoch vyskytuje alkohol glycerol (C3), cetylalkohol (C16), sfingozín (C18), a melisilalkohol (C30).

1.4.1.1 Acylglyceroly
Acylglyceroly sa tiež označujú ako tuky a oleje. Z chemického hľadiska sú estery vyšších karboxylových kyselín, ktoré majú vo svojej molekule alkohol propántriol, čiže glycerol. Je to trojsýtny alkohol, preto sa môže esterifikovať jedna, dve alebo aj všetky tri hydroxylové skupiny.
Podľa toho poznáme acylglyceroly:
1. jednoduché
2. zmiešané
Ak sú všetky zvyšky karboxylových kyselín -R rovnaké, ide o jednoduché acylglyceroly. V prípade, že zvyšky karboxylových skupín -R nie sú rovnaké, hovoríme o zmiešaných acylglyceroloch (tab.1). Tuky sú tuhé látky, pretože ich mastné kyseliny neobsahujú (alebo len veľmi málo) dvojité väzby. Čím je obsah dvojitých väzieb vo zvyškoch mastných kyselín vyšší, klesá u nich teplota topenia, a vtedy sú to kvapalné oleje. To je aj základný rozdiel medzi tukmi a olejmi, ktorý vychádza hlavne z konzistencie týchto látok.

Nevýhodou nenasýtených karboxylových kyselín je, že na vzduchu sa dvojité väzby oxidujú kyslíkom, dlhé reťazce sa štiepia na nižšie aldehydy a ketóny, ktoré zapáchajú. Tento proces nazývame žltnutie alebo starnutie lipidov. Účinnou ochranou pred starnutím je stužovanie tukov. Nasýtením dvojitých väzieb vodíkom (katalytická hydrogenácia) sa z olejov stávajú tuhé látky - tuky, pričom sa ale stráca ich pôvodná biologická hodnota pre náš organizmus (vodík sa viaže na dvojité väzby nenasýtených mastných kyselín a tým dochádza k ich konverzii na nasýtené, teda neesenciálne).
Hydrolýzou tukov môžeme dosiahnuť rozpad molekuly lipidu na jednotlivé zložky, t.j. glycerol a mastné kyseliny. V prípade, že lipidy hydrolyzujeme pôsobením NaOH alebo KOH, vzniká okrem glycerolu aj soľ karboxylovej kyseliny (tab.2). Vzniknutá soľ je vlastne mydlo, a preto sa táto hydrolýza nazýva aj zmydelňovanie. Hydrolýzou s NaOH dostaneme tzv. suché sodné mydlo, vhodné na výrobu čistiacich a pracích prostriedkov, použitím KOH bude produktom hydrolýzy mazľavé draselné mydlo, ktoré môžeme použiť na výrobu dezinfekčných prostriedkov.
V organizme sa tuk vyskytuje v dvoch formách. Rezervný (zásobný) tuk sa v organizme ukladá vtedy, keď je v potrave veľa lipidov, alebo iných látok, z ktorých tuk môže vznikať. U živočíchov sa tento tuk ukladá v tele najmä v mimoriadnych životných obdobiach (napr. pred migráciou alebo zimným spánkom). Rozloženie tukových zásob býva hlavne v podkožnom väzive a v medzisvalových priestoroch. Tento druh tuku slúži predovšetkým ako zdroj energie (v porovnaní so sacharidmi sa z tukov uvoľňuje asi 4,5x viac energie). Naopak štrukturálny tuk sa nikdy v organizme nespotrebuváva, pretože tvorí základ biologických membrán.

1.4.1.2 Vosky
Vosky majú vo svojich molekulách esterifikovaný jednosýtny alkohol s dlhším uhlíkovým reťazcom, napr. cetylalkohol (C16), stearylalkohol (C18), myricylalkohol (C22).
Vosky sú známe predovšetkým z rastlinnej ríše, nachádzajú sa na povrchu listov a plodov a účinne chránia rastlinný organizmus pred neregulovaným výdajom vody a tým pred vysychaním. Živočíšne vosky produkujú napr. vodné vtáky, ktoré ich využívajú proti zmáčaniu peria vodou, hmyz chránia vosky pred vyschnutím.
Pre človeka má hospodársky význam včelí vosk, ktorý včely používajú pri výrobe plástov a lanolín, ktorý sa vyrába z ovčej vlny. Vorvaň tuponosý (Physeter catodon) má v lebečnej dutine a dutinách pozdĺž chrbtice žltkastú tekutinu, ktorá obsahuje vosk vorvaňovinu (cetaceum, spermacet). Má široké využitie v lekárstve a kozmetickom priemysle, ale aj pri výrobe sviečok. Živočíšny vosk pižmo, ktorý sa nachádza v tukových váčkoch pižmoňa severského (Ovibos moschatus), sa používa pri výrobe parfumov.

1.4.2 Zložité lipidy
V molekule zložených lipidov sa okrem zvyšku alkoholu a vyššej karboxylovej kyseliny nachádzajú aj ďalšie zložky, podľa ktorých rozlišujeme zložené lipidy:
1. fosfolipidy obsahujú v molekule aj estericky viazanú kyselinu trihydrogenfosforečnú
2. glykolipidy majú v molekule aj sacharidovú zložku, najčastejšie glukózu alebo galaktózu (resp. deriváty oligosacharidov)...
3. lipoproteíny obsahujú estericky naviazanú aminokyselinu serín (kyselina 2 – amino – 3- hydoxypropánová)

1.4.2.1 Fosfolipidy
Fosfolipidy (fosfatidy, glycerofosfolipidy) sú zložené z glycerol-3-fosfátu, ktoré je na uhlíkových atómoch C1 a C2 esterifikovaný mastnými kyselinami. Sú hlavné lipidové zložky biomembrán, preto ich označujeme aj ako membránové lipidy. Ich molekuly sú amfifilné, tzn. že majú polárnu (hydrofilnú) a nepolárnu (hydrofóbnu) časť, čo podmieňuje vznik fosfolipidových dvojvrstiev. Nepolárne reťazce mastných kyselín sú orientované k sebe a polárne časti fosfolipidov smerujú do vodného prostredia. Takýmto spôsobom membrána neumožňuje samovoľný prenos polárnych zlúčenín cez membránu (tab.3).
Medzi najtypickejšie a najrozšírenejšie fosfolipidy patria lecitíny (fosfatidylcholíny), ktoré majú na mieste X- naviazaný cholín. Vyskytujú sa v červených krvinkách, nadobličkách, pečeni, veľa je ich vo vaječnom žĺtku, v mozgovom tkanive, mieche, srdcovom svale. Etanolamín namiesto cholínu majú v molekule kefalíny, druhé najrozšírenejšie fosfolipidy. Tretie najrozšírenejšie fosfolipidy sú sfinfomyelíny. Sú súčasťou myelínovej pošvy obaľujúcej neurit (axón). Sfingomyelín vzniká esterickým naviazaním aminoalkoholu cholínu na sfingozín, chemicky je to monoacylsfingofosfocholín.
1.4.2.2 Glykolipidy
Glykolipidy majú naviazané monosacharidy, resp. deriváty oligosacharidov. Sú podobné s fosfolipidmi, napr. ak sa namiesto cholínu na sfingomyelín naviaže monosacharid glukóza alebo galaktóza, vznikajú cerebrozidy. Pri naviazaní derivátov oligosacharidov vznikajú gangliozidy, ktoré sa nachádzajú hlavne v sivej hmote telencephalonu.

1.5 Metabolizmus lipidov
Tuky (lipidy) sú významnou zložkou potravy človeka. Zároveň sú najdôležitejšou energetickou rezervou organizmu a podieľajú sa až 50% na získavaní energie v biologických oxidáciách. To znamená, že denne sa metabolizuje 100g lipidov, z ktorých sa uvoľňuje 3760 kJ (900 kcal). Asi polovica tukov organizmu je uložená v podkožnom tkanive, ďalej sa nachádzajú okolo obličiek, v brušnej dutine (omentum), v oblasti pohlavných orgánov a vo svaloch.
Lipidy sa neustále obmieňajú, uvoľňujú zo zásob, transportujú krvou a metabolizujú, alebo sa opäť ukladajú do iných tukových tkanív. Ľudský organizmus uskladňuje lipidy vo veľkom množstve, na rozdiel od malých zásob glykogénu. Uvoľňujú najväčšie množstvo energie, ale aj napriek tomu sú po cukroch iba druhým bezprostredným zdrojom energie pre človeka.

Lipidy ľudského organizmu sa rozdeľujú na triacylglyceroly (neutrálne tuky), fosfolipidy a cholesterol. Triacylglyceroly slúžia predovšetkým ako energetická zásoba, fosfolipidy a cholesterol sa zúčastňujú na výstavbe bunkových membrán, hormónov a iných funkčných molekúl. Organizmus človeka je schopný syntetizovať väčšinu vyšších karboxylových kyselín, okrem tých, ktoré majú v molekulách prítomnosť dvojitých väzieb. Sú to esenciálne vyššie karboxylové kyseliny, ktoré sa využívajú pri syntéze dôležitej skupiny lipidov prostaglandínov, látok so širokým spektrom biologických účinkov. Z vyšších karboxylových kyselín sa v potrave človeka vyskytujú najčastejšie kyselina stearovás 18 – uhlíkovým reťazcom, kyselina palmitová so 16 – uhlíkovým reťazcom a nenasýtená kyselina olejová s 18 – uhlíkovým reťazcom.
Fosfolipidy sú prirodzenou súčasťou potravy človeka a skladajú sa rovnako ako neutrálne tuky z vyšších karboxylových kyselín, glycerolu, kyseliny fosforečnej a z ďalšej zložky, ktorá je v jednotlivých fosfolipidoch odlišná.

1.5.1 Transport tukov
Tuky sa transportujú krvou vo forme lipoproteínov a ako voľné vyššie karboxylové kyseliny. Prakticky všetky tuky z prijatej potravy, okrem vyšších karboxylových kyselín s krátkym reťazcom (menej ako 10 atómov C), sa vstrebávajú z tenkého čreva do lymfy. V procese trávenia sa triacylglyceroly rozkladajú na monoacylglyceroly a vyššie karboxylové kyseliny vstupujú do enterocytov črevnej sliznice a tu sa resyntetizujú späť na triacylglyceroly, ktoré vytvárajú spoločne so vstrebanými fosfolipidmi, s cholesterolom a s bielkovinou (apoproteín B) chylomikróny, častice veľké 0,08 – 0,6 µm. Chylomikróny sú najbohatšie na triacylglyceroly a ich funkciou je transportovať exogénne triacylglyceroly lymfou do krvi. Apoproteín B, adsorbovaný na vonkajší povrch chylomikrónov, zvyšuje ich suspenznú stabilitu v lymfe. Bezprostredne po adsorpcii tukov sa lymfa od veľkého počtu chylomikrónov sfarbuje do biela (chýlus). Asi hodinu po prijatí potravy sa koncentrácia chylomikrónov v krvnej plazme stále zvyšuje. V tomto období označovanom ako adsorpčný stav sa do venózneho cievneho systému zrýchlenou lymfodynamikou neustále presúvajú lipidy, čo spôsobuje žltkastý nádych krvnej plazmy. Asi štyri hodiny po najedení, v priebehu postabsorpčného stavu sa prakticky všetky chylomikróny z krvného systému vychytávajú bunkami tukového tkaniva a pečeňou. Kapilárny endotel týchto tkanív obsahuje lipoproteínovú lipázu, ktorý hydrolyzuje triacylglyceroly chylomikrónov na glycerol a vyššie karboxylové kyseliny, ktoré potom môžu vstupovať do buniek. Vyššie karboxylové kyseliny sa resyntetizujú späť na triacylglyceroly.
V postabsorpčnom období sa až 95% tukov transportuje krvou vo forme lipoproteínov, ktoré produkujú predovšetkým pečeňové bunky. Majú podobné zloženie ako chylomikróny, sú však oveľa menšie a skladajú sa z triacylglycerolov, cholesterolu, fosfolipidov a proteínov. Krv obsahuje štyri typy lipoproteínov, klasifikované podľa svojej hustoty. Sú to lipoproteíny s veľmi malou hustotou (Very Low Density Lipoproteins – VLDL), ktoré sú zodpovedné za transport endogénnych triacylglycerolov, lipoproteíny s nízkou hustotou (Low Density Lipoproteins – LDL), ktoré zabezpečujú transport cholesterolu do tkanív, lipoproteíny so strednou hustotou (Intermediate Density Lipoproteins – IDL) a lipoproteíny s vysokou hustotou (High Density Lipoproteins – HDL), zodpovedné za transport esterov cholesterolu do pečene. Celková koncentrácia lipoproteínov v krvnej plazme je priemerne 0,7 g/l.
Vyššie karboxylové kyseliny vstupujúce do krvného obehu z tukového tkaniva alebo z iných zásobných zdrojov sa viažu s albumínom krvnej plazmy a vytvárajú voľné vyššie karboxylové kyseliny (free fatty acids – FFA), ktoré sa transportujú ku tkanivám a orgánom a slúžia ako zdroj energie. Pri zvýšenom katabolizme tukov (hladovanie, diabetes mellitus) sa ich normálna koncentrácia v krvi úmerne zvyšuje (0,015 g/l).

Pri nadbytku tukov v potrave, no predovšetkým pri vysokej koncentrácii LDL v krvi sa výrazne zvyšuje riziko vzniku aterosklerózy, ochorenia, ktoré postihuje veľké a stredné artérie. Postupná strata ich pružnosti je spôsobená nadmerným hromadením cholesterolu v intime a v hladkej svalovine stien artérii, čo vedie k vzniku ateromatóznych plátov. Proliferácia okolitého fibrózneho a svalového tkaniva a rast ateromatóznych plátov majú za následok zužovanie cievneho lúmenu, znižovanie krvného prietoku a napokon úplnú obliteráciu artérií. Celý úroces výrazne zhoršuje precipitácia solí vápnika s cholesterolom a ďalšími lipidmi, čo vyvoláva kalcifikáciu stien artérií, ktoré strácajú pružnosť a sú čoraz rigidnejšie. Obmedzenie koronárneho krvného prietoku môže zapríčiniť infarkt myokardu a ruptúru rigidnej, oslabenej steny ciev CNS, teda cerebrovaskulárnu príhodu.
LDL sú hlavným zdrojom cholesterolu pri syntéze steroidných hormónov a výstavbe bunkových membrán. LDL – receptory, ktoré sú umiestnené na vonkajších stranách membrán, zachytávajú LDL a uvoľňujú cholesterol, ktorý prechádza do vnútra buniek. Receptory sú schopné spracovať aj nadbytok LDL a cholesterolu, výsledkom sú však aterosklerotické zmeny v bunkách.

Pri vysokej koncentrácii HDL sa znižuje roziko rozvoja aterosklerózy. Častice HDL sa syntetizujú v enterohepatálnom trakte (teda v pečeni a tenkom čreve). Nascentné (novovytvorené) častice obsahujú neesterifikovaný cholesterol, fosfolipidy a veľké množstvo bielkovín vo forme apoproteínu C a apoproteínu E. Sú substrátom pre enzým lecitíncholesterolacyltransferázu (LCAT). Častice HDL sú schopné adsorbovať voľný cholesterol z buniek a pomocou LCAT ho esterifikovať.
Esterifikovaný cholesterol je menej polárny a posúva sa do jadra častice HDL, čo umožňuje prijímať ďalší voľný cholesterol a esterifikovať ho. Pritom sa diskoidný tvar mení na sférický a častica nadobúda adultnú formu. Častice HDL takto transportujú estery cholesterolu do pečene, ktorá ho vychytáva. Ide o tzv. reverzný transport cholesterolu, ktorý zodpovedá za antisklerotický efekt HDL. Estery cholesterolu sa v pečeni štiepia na vyššie karboxylové kyseliny a cholesterol, substrát pre tvorbu žlčových kyselín. Žlčové kyseliny sú degradačným produktom cholesterolu v organizme.
Z hľadiska prevencie kardiovaskulárnych ochorení by denný príjem tukov nemal presahovať 30% celkového denného energetického príjmu (nasýtené tuky, zvyčajne živočíšne, majú tvoriť okolo 10 %). Príjem nenasýtených vyšších karboxylových kyselín by mal prevažovať nad príjmom nasýtených vyšších karboxylových kyselín. Optimálna dávka cholesterolu nemá prresahovať 0,25 – 0,3 g/d, pri zvýšených hodnotách plazmatického cholesterolu iba 0,2 g/d.
1.5.2 Katabolizmus tukov
Lipidy sú dôležitým zdrojom energie pre ľudský organizmus. Aj keď ide iba o druhotný zdroj, organizmus získava pri ich rozklade približne rovnaký objem ako pri rozklade sacharidov. Významná je aj skutočnosť, že určité množstvo sacharidov z potravy človeka sa premieňa na zásobné triacylglyceroly, ktoré uvoľňujú v prípade vyššie karboxylové kyseliny na energetické účely.
Katabolizmus lipidov sa skladá zo série chemických reakcií. Prvým krokom je hydrolýza triacylglycerolov na glycerol a vyššie karboxylové kyseliny. Obidva degradačné produkty sa transportujú na miesto svojej konečnej oxidácie. Prakticky všetky bunky organizmu človeka, s výnimkou CNS, získavajú v rozličnej miere energiu aj z tukov.
Glycerol sa mení na glyceraldehyd – 3 – fosfát, ktorý vstupuje do glykolitickej metabolickej cesty so ziskom energie.
Vyššie karboxylové kyseliny sa rozkladajú β – oxidáciou v mitochondriách buniek na 2 – uhlíkové zvyšky acetyl – CoA. Opakovaním β – oxidácie vzniká z mnohouhlíkovej karboxylovej kyseliny príslušný počet molekúl acetyl – CoA, ktorý sa katabolizuje v cykle trikarboxylových kyselín, spoločnej metabolickej cesty tak pre cukry ako aj pre tuky. β – oxidáciou acetyl – CoA vznikajú redukované ekvivalenty (NADH + H+, FADH2), ktoré sa môťu oxidovať v mitochondriách buniek terminálnou oxidáciou. Okrem toho vznikajú pri postupnej chemickej premene acetyl – CoA v Krebsovom cykle ďalšie redukované koenzýmy. Pri ich terminálnej oxidácii v dýchacom reťazci sa uvoľňuje veľké množstvo energie vo forme ATP. Týmito chemickými reakciami vzniká napr. z 1 molekuly kyseliny palmitovej 8 molekúl acetyl – CoA, ktoré vstupujú do Krebsovho cyklu a kompletne sa oxidujú. Čistý energetický zisk z kyseliny palmitovej je 129 molekúl ATP, čo predstavuje 42% úspešnosť. Z hľadiska energetickej potencie sú tuky hlavným zdrojom energie pre pracujúce svaly, pretože spálením 1g tukov sa uvoľňuje 38,9 kJ (9,3 kcal), zatiaľ čo z 1g sacharidov iba 17,1 kJ (4,1 kcal).

1.5.2.1 Ketolátky
Ketolátky predstavujú skupinu látok, ktoré sú energeticky veľmi zaujímavé. Substrátom pre ich syntézu je acetyl – CoA. Za fyziologických podmienok sa syntetizujú v pečeni a sú dôležitým zdrojom energie pre extrahepatálne tkanivá, najmä kostrové svaly, srdce a obličky. Pri dlhodobom hladovaní slúžia ako zdroj energie pre tkanivo centrálneho nervového systému. Počas hladovania a pri diabetes mellitus sa ketolátky hromadia v krvi a m,ôžu zapríčiniť vznik metabolickej acidózy.
Zlúčením 2 molekúl acetyl – CoA vzniká acetoacetyl – CoA, ktorý sa kondenzuje s ďalšou molekulou acetyl – CoA, pričom sa odštiepuje koenzým A a vzniká β – hydroxy – β – glutaryl – CoA, rozkladajúci sa na acetyl – CoA a voľnú kyselinu acetoctovú. Kyselina sa môže spontánne dekarboxylovať na acetón, alebo sa redukuje na kyselinu β – hydroxymaslovú.
Hlavnými ketolátkami, ktoré sa uvoľňujú do krvného riečiska, sú kyselina β – hydroxymaslová a kyselina acetoctová. Aby mohli z kyseliny acetoctovej vzniknúť 2 molekuly acetyl – CoA, musí sa premeniť na acetoacetyl – CoA. Ketolátky vytvorené v pečeni sa metabolizujú v extrahepatálnych tkanivách, pretože pečeň nemá enzýmy potrebné na aktiváciu kyseliny acetoctovej.

Tematický obsah:
1. Lipidy
1.1 Úvod.......................................................................................................................3
1.2 Zloženie lipidov........................................................................................................3
1.2.1 Vyššie mastné kyseliny..........................................................................3
3.2.1.1 Omega mastné kyseliny.......................................................4
1.2.2 Alkoholy................................................................................................4
1.3 Chemické a fyzikálne vlastnosti lipidov.......................................................................5
1.4 Rozdelenie lipidov.....................................................................................................5
1.4.1 Jednoduché lipidy...................................................................................5
1.4.1.1 Acylglyceroly......................................................................5
1.4.1.2 Vosky................................................................................6
1.4.2 Zložité lipidy..........................................................................................6
1.4.2.1 Fosfolipidy..........................................................................7
1.4.2.2 Glykolipidy.........................................................................7
1.5 Metabolizmus lipidov.................................................................................................7
1.5.1 Transport tukov.....................................................................................8
1.5.2 Katabolizmus tukov................................................................................9
1.5.2.1 Ketolátky..........................................................................10
1.6 Obrazová príloha....................................................................................................11