Přírodní látky/Chemie přírodních látek/Přehled přírodních látek/Lipidy

Lipidy jsou estery vyšších karboxylových kyselin, které mohou být nasycené i nenasycené, řídčeji i rozvětvené. Jsou to látky ve vodě nerozpustné. Nejvýznamnějšími lipidy jsou tuky, vosky, fosfolipidy, lecitiny a kefaliny (obsahují fosfor a dusík), glykolipidy (obsahují sacharidy), sulfatidy (obsahují síru) a některé isoprenoidy (cholesterol a vitamin A). Základem lipidů jsou vyšší alifatické kyseliny, případně alkoholy. V přírodních lipidech se vyskytuje více než 300 alifatických kyselin.

Tuky

Tuky jsou estery vyšších karboxylových kyselin a trojmocného alkoholu glycerolu. Zpravidla jsou esterifikovány všechny tři hydroxyskupiny glycerolu, proto jde o triacylglyceroly. Triacylglyceroly mohou obsahovat tři shodné acylové zbytky, nebo může být každá hydroxyskupina esterifikována rozdílnými kyselinami. S rostoucím počtem uvažovaných mastných kyselin roste i počet možných triacylglycerolů. Uvažujeme-li 50 možných mastných kyselin, počet tuků narůstá k několika desítkám tisíců. Ve skutečnosti jsou však přírodní tuky tvořeny hlavně třemi mastnými kyselinami, a to kyselinou olejovou, linolovou a palmitovou. Dalšími častými kyselinami jsou kyselina stearová, arachová, lignocerová a myristová.

Podle skupenství rozlišujeme pevné tuky, u nichž převažují zejména nasycené mastné kyseliny, a oleje, jejichž skupenství je kapalné a které obsahují větší množství nenasycených mastných kyselin.

Vlivem vlhkosti a katalýzou přítomnými lipasami dochází k částečnému zmýdelňování tuků, čímž se zvyšuje jejich kyselost. Nenasycené mastné kyseliny, přítomné v olejích, snadno podléhají oxidaci. Oxidací vícenásobně nenasycených mastných kyselin a jejich následnou polymerací dochází ke vzniku tvrdého filmu. Tento jev se nazývá vysychání olejů. Toho se využívá při výrobě laků a barviv. Dvojné vazby nenasycených mastných kyselin mohou být též hydrogenovány, čímž dochází ke vzniku polotuhých a tuhých tuků. Tento proces se nazývá ztužování. Tuky mohou být původu rostlinného i živočišného. Jako esenciální látky jsou přítomny ve větším či menším množství v každé rostlině. Slouží jako zásobní látky, a proto se ve vyšších koncentracích nacházejí v určitých rostlinných orgánech, především v semenech či plodech. Z rostlin se izolují lisováním za studena či za tepla, přičemž lisováním za studena se získává kvalitnější olej, vhodný pro terapeutické a potravinářské potřeby. Olej, získaný lisováním za tepla, se využívá pro technické účely. Tuky lze také vyextrahovat pomocí organických rozpouštědel s nízkou teplotou varu, např. trichlorethylen, benzín a jiné.

Tuky jsou především potravinami. Ve farmacii se využívají zejména jako krycí a dráždicí prostředky pro kůži, tvoří základ mastí, svým hydrofobním charakterem podporují vstřebávání některých látek. Často také tuky samy o sobě obsahují některé příměsi, jako jsou steroly, lecitiny, vitaminy rozpustné v tucích a jiné látky. Nenasycené mastné kyseliny, zejména kyselina linolová a linolenová, jsou samy o sobě nepostradatelnou součástí potravy, neboť je jich třeba k syntéze glycerofosfatidů a prostaglandinů. Proto se označují jako vitamin F, jejich nepostradatelnost je však v poslední době otázkou sporu, je možné zaslechnout, že tělo je schopno si poradit i bez nich. Nesmíme opomenout obrovský technický význam tuků, zejména při výrobě barviv, laků a mýdel.

Z nejznámějších tuků a olejů jmenujme nejprve nevysychavé: olivový olej (Oleum olivae), mandlový olej (Oleum amygdalae), dále polovysychavé: podzemnicový olej (Oleum arachidis), řepkový olej (Oleum rapae), sezamový olej (Oleum sesami), slunečnicový olej (Oleum helianthi), sojový olej (Oleum sojae), olej z kukuřičných klíčků (Oleum maydis) a konečně oleje vysychavé, zejména lněný olej (Oleum lini) a makový olej (Oleum papaveris). Dále jmenujme některé významné tuky, např. vepřové sádlo (Adeps suillus), pevný tuk (Adeps solidus) a lůj (Sebum).

Vosky

Vosky jsou estery vyšších alifatických kyselin a primárních, případně sekundárních alifatických alkoholů. Nejčastěji obsahují kyselinu laurovou, myristovou, palmitovou, z alkoholů pak karnaubylalkohol (24 uhlíků), cerylalkohol (26 uhlíků) a myricylalkohol (30 uhlíků). Chemicky jsou vosky stálé, obtížně hydrolyzovatelné, působením lipas nezmýdelňují. Při normální teplotě jsou pevné, při vyšších teplotách měknou a tají.

V přírodě vyskytující vosky jsou chemicky nejednotné. Kromě esterů obsahují volné kyseliny, alkoholy, aldehydy, alkoholy, steroly, nasycené uhlovodíky a další látky. Vyskytují se jak u rostlin, tak u živočichů. V případě rostlin vytvářejí na povrchu listů a jiných orgánů tenkou ochrannou vrstvu, zvanou kutikula. Ve farmacii se častěji využívají živočišné vosky, např. vosk z ovčí vlny (Cera lanae), včelí vosk žlutý (Cera flava) a bílý (Cera alba), vorvaňovina (Cetaceum) a další. Vosky tvoří základ mastí, kde plní ochrannou a emulgační funkci.

Fosfolipidy

Fosfolipidy neboli fosfatidy jsou vlastně deriváty kyseliny fosforečné. Kyselina je esterifikována jednak derivátem sfingosinu či glycerolu (většinou acylované), na druhé straně je esterifikována též cholinem, ethanolaminem, serinem, inositolem či opět glycerolem. Druhá esterifikace je důležitá, neboť cholin, ethanolamin a serin obsahují bazický dusíkový atom, proto jsou pak výsledné sloučeniny přítomny ve formě obojetných iontů. Kromě tohoto polárního centra jsou však přítomny také dlouhé nepolární řetězce mastných kyselin. Proto obsahují fosfolipidy polární a nepolární konec. Jsou-li přítomny ve vodném roztoku, shlukují se tak, že nepolární řetězce jsou uzavřeny dovnitř a polární části ční do vodného prostředí. Za určitých podmínek může vzniknout útvar, zvaný micela, což je dutý útvar, v němž jsou fosfolipidy přítomny v charakteristické dvouvrstvě, kdy nepolární řetězce směřují dovnitř vrstvy a polární části zůstávají na povrchu. Tato struktura je principem plasmatické membrány, která je polopropustná – propouští malé nepolární molekuly, ale velké či polární molekuly zadržuje.

Glykolipidy

Glykolipidy obsahují místo fosfátu glykosidicky navázaný monosacharidový či oligosacharidový zbytek, vázaný nejčastěji na sfingosin nebo na glycerol. Rozlišujeme glycerolglykolipidy a glykosfingolipidy. Cukerná složka tvoří hydrofilní část molekuly.

Glycerolglykolipidy mají celkem jednoduchou strukturu. Základem je 1,2-diacylglycerol, který má na zbývající poloze glykosidicky navázaný monosacharid či oligosacharid. Tyto sloučeniny se často objevují u bakterií, byly však nalezeny i u savců.

Glykosfingolipidy mají větší význam. Základním stavebním kamenem těchto sloučenin je ceramid, což je sfingosin, na jehož aminoskupině je navázán zbytek karboxylové kyseliny. Podle druhu cukru se glykosfingolipidy dělí na neutrální glykosfingolipidy, sulfatidy a gangliosidy.

Nejjednoduššími neutrálními glykosfingolipidy jsou cerebrosidy. Cukernou složkou je monosacharid, nejčastěji galaktosa nebo glukosa. Vyskytují se v mozku a v některých dalších orgánech (játra, slezina a jiné). Sulfatidy jsou estery neutrálních glykosfingolipidů a kyseliny sírové. Obzvláště rozšířená je sloučenina, odvozená od galaktocerebrosidu, přičemž na třetím uhlíku galaktosy je navázán zbytek kyseliny sírové. Množství tohoto sulfatidu je zvýšeno při jistých metabolických poškozeních mozku.

Gangliosidy obsahují ve své struktuře glykosidicky navázanou jednu nebo více molekul sialových kyselin. Jinými slovy – na ceramid je navázán oligosacharidický řetězec, který je zakončen jednou či více modifikovanými sacharidovými jednotkami, tzv. neuraminovými kyselinami, které obsahují aminoskupiny a karboxylové skupiny. Neuraminové kyseliny vznikají kondenzací sacharidu s kyselinou pyrohroznovou. Gangliosidy jsou přítomny ve zvláště vysoké koncentraci v šedé kůře mozkové, jsou však obsaženy i v jiných orgánech, zejména na buněčném povrchu. Hrají roli při zachycování virových částic a jejich pronikání do buňky.