Lipid

Lipidy (z gréc. slova "lipos" – tuk) alebo tuky (v najširšom zmysle) sú látky rastlinného alebo živočíšneho pôvodu, málo rozpustné alebo nerozpustné vo vode. Lipidy sú estery vyšších karboxylových kyselín (nasýtených alebo nenasýtených) a alkoholov, respektíve ich derivátov. Patria do skupiny nepolárnych molekúl biogénneho pôvodu.
Štruktúra.
Z biochemického hľadiska sú lipidy estery (prípadne zložené amidy) vyšších karboxylových kyselín (mastných kyselín) a alkoholov.
Karboxylové kyseliny.
Nepolárnou zložkou lipidov sú vyššie monokarboxylové kyseliny. Môžu to byť
Najčastejšie sú to alifatické kyseliny s lineárnym reťazcom s párnym počtom atómov uhlíka – so 14 až 24 atómami. To je spôsobené tým, že sa v organizme syntetizujú pridávaním dvojuhlíkatých acetylových jednotiek, ktoré sa prenášajú v podobe acetylkoenzýmu A.
Alifatické nenasýtené kyseliny v lipidoch mávajú 1 až 4 dvojité väzby, všetky v "cis"-konfigurácii. Dvojité väzby nie sú konjugované.
Telo je schopné si neesenciálne mastné kyseliny syntetizovať, ale esenciálne mastné kyseliny (nenasýtené mastné kyseliny) musí prijímať v potrave. Preto sa niekedy esenciálne mastné kyseliny označujú ako vitamíny F.
Pôsobením tepla, svetla, vzduchu, prípadne mikroorganizmov sa tuky rozkladajú, vznikajú aldehydy, ketóny a kyseliny s menším počtom uhlíkov v reťazci molekúl.
Alkoholy.
Alkoholy najčastejšie prítomné v lipidoch sú:
Glycerol. Najjednoduchšie lipidy (tuky) sú estery vyšších mastných kyselín s glycerolom (1,2,3–propántriol), nazývajú sa preto aj acylglyceroly. Keďže ide o trojsýtny alkohol, môže viazať tri acyly (teda zvyšky karboxylových kyselín), takže vzniká mono-, di- alebo triacylglycerol. V prípade zložitejších lipidov to môže byť fosforylovaný glycerol (fosfoglycerol, glycerolfosfát).
Sfingozín je nenasýtený aminoalkohol odvodený od oktadekánu. Na amino skupinu v polohe 2 môže byť amidovou väzbou naviazaný zvyšok vyššej mastnej kyseliny (vzniknutý amid sa nazýva ceramid). Na hydroxy skupinu v polohe 1 sa môžu viazať polárne skupiny, čím vznikajú dôležité súčasti lipidových dvojvrstiev – sfingolipidy.
Fyzikálne vlastnosti.
Čisté lipidy sú bezfarebné látky bez chuti a zápachu. Ich vlastnosti ovplyvňujú vyššie mastné kyseliny. Lipidy s nasýtenými mastnými kyselinami 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. Vplyv má aj poloha dvojitej väzby, t. j. čím je poloha dvojitej väzby bližšie ku karboxylovej skupine, tým majú lipidy nižšiu teplotu topenia a sú menej stabilné.
Hydrofobicita.
Lipidy sú hydrofóbne (odpudzujú vodu) a sú vo vode nerozpustné. Príčinou je prítomnosť veľkých nepolárnych alifatických reťazcov vyšších mastných kyselín. Sú preto dobre rozpustné v nepolárnych organických rozpúšťadlách ako chloroform, éter, benzén, acetón a pod.
Zložitejšie lipidy môžu byť amfifilné molekuly. Nepolárne acylové zvyšky sú hydrofóbne, ale ďalšia zložka viazaná estericky na glycerol (napr. aminoalkohol cholín) je hydrofilná a teda vzniká časť hydrofóbna a časť hydrofilná.
Micelácia.
Pri suspenzii vo vodnom prostredí vytvárajú lipidy koloidy, micely alebo lipidické dvojvrstvy.
Funkcia.
Sú dôležitou súčasťou buniek, nachádzajú sa najmä v bunkových membránach a nervových tkanivách. Lipoproteíny sú dôležitou stavebnou zložkou bunky, pomocou nich sa uskutočňuje transport prakticky všetkých lipidov v organizme.
Jednoduché lipidy.
Sú estery vyšších karboxylových kyselín, ktoré okrem kyseliny a alkoholu neobsahujú ďalšiu zložku. 
Podľa prítomnosti alkoholovej zložky sa jednoduché estery delia na:
Príjímajú sa v potrave v podobe acylglycerolov. Vo svojej molekule môžu obsahovať sterol, ktorý s vyššou karboxylovou kyselinou tvorí acylcholesterol. Jednoduché lipidy obsahujú esterickú väzbu -O-CO-, ktorá sa nachádza v esteroch a vzniká reakciou alkoholu s karboxylovou kyselinou. Ak sa na esterifikácii zúčastňuje len jeden typ karboxylovej kyseliny, vznikajú jednoduché acylglyceroly. Zmiešané acylglyceroly vznikajú reakciou rôznych karboxylových kyselín.
Reakcie jednoduchých lipidov.
Hydrolýza lipidov.
Hydrolýzou acylglycerolov sa štiepi esterová väzba, pričom sa uvoľnujú molekuly karboxylových kyselín a glycerol:
Pri alkalickej hydrolýze tukov vznikajú sodné alebo draselné soli mastných kyselín, ktoré sa nazývajú mydlá. Preto sa táto reakcia nazýva aj zmydelňovanie (saponifikácia), napríklad:
Zložené lipidy.
Sú také lipidy, ktoré obsahujú vo svojej molekule okrem nepolárnej zložky (mastná kyselina) a polárnej zložky (alkohol) aj ďalšie deriváty viazané na alkohol. Ďalším derivátom môže byť sacharid (glykolipidy) alebo iné polárne látky – cholín, etanolamín, serín a pod.
Zložené lipidy majú amfifilné molekuly a sú dôležitou zložkou bunkových membrán, ktoré zabezpečujú heterogénnosť prostredia v bunke.
Z biochemického hľadiska rozoznávame napríklad:
Metabolizmus lipidov.
Sú najdôležitejšou energetickou rezervou organizmu a podieľajú sa až 50% na získavaní energie v biologických oxidáciách. 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 sacharidoch 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. Z vyšších karboxylových kyselín sa v potrave človeka vyskytujú najčastejšie kyselina stearová C18, kyselina palmitová C 16 a nenasýtená kyselina olejová s C18.
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.
Izoprenoidné lipidy.
Izoprenoidné lipidy Terpény a steroidy