Białka

Białka – to największa grupa związków organicznych. Monomerami białek, czyli podstawowymi jednostkami składowymi, są aminokwasy zbudowane z C, H, O, N, S.

W białkach występuje 20 aminokwasów. Wspólną cechą wszystkich aminokwasów jest obecność grupy karboksylowej – COOH i grupy aminowej – NH2. Resztę aminokwasową – R stanowi łańcuch boczny charakterystyczny dla poszczególnych aminokwasów. Najprostszymi aminokwasami są glicyna i alanina.


Struktura białek wykazuje cztery stopnie złożoności:
1) struktura pierwszorzędowa – jest to sekwencja (kolejność) aminokwasów, liniowe ich ułożenie (poznane już w innych białkach ustrojowych, np. w insulinie)
2) struktura drugorzędowa – jest to zwinięcie struktury I-rzędowej w trójwymiarową helisę. Stabilizacja stosunków przestrzennych jest utrwalona słabymi wiązaniami wodorowymi, których rozerwanie może nastąpić pod wpływem wielu czynników fizycznych lub chemicznych; np. silne kwasy, zasady, temperatura powyżej 60oC powodują nieodwracalne zniszczenie hektoidalnej struktury większości białek, proces ten to tzw. DENATURACJA białka
3) struktura trzeciorzędowa – jest to dalsze zwijanie się i fałdowanie helisy w przestrzeni; tworzą się wiązania (np. mostki dwusiarczkowe –S–S–, wiązania jonowe itp.), które utrzymują i stabilizują makrocząsteczkę białka, przez co osiąga ona większą zwartość; struktura ta warunkuje właściwości biologiczne białka, ulegając zaś denaturacki (pod wpływem czynników takich, jak alkohole, temperatura powyżej 50oC, sole metali ciężkich) traci swe biologiczne funkcje.
4) Stuktura czwartorzędowa – jest to sposób połączenia się trzeciorzędowych struktur białkowych w większą całość; dotyczy to białek złożonych z więcej niż jednego łańcucha polipeptydowego i określa jak są one ułożone w stosunku do siebie i jak są razem ułożone w przestrzeni.

Ze względu na skład i złożoność budowy dzielimy białka na proste i złożone.

Białka proste – czyli proteiny, są zbudowane wyłącznie z aminokwasów.
Biłka złożone, zwane również proteidami – to takie związki, w których skład oprócz białek prostych, mogą wchodzić jako część niebiałkowa, czyli jako grupa prostetyczn.

Tłuszczowce (lipidy) – to estry wyższych kwasów tłuszczowych (np. palmi tynowego C16H32O2, stearynowego C18H36O2) lub innych kwasów z alkoholem (np. glicerolem lub innym).
Tłuszcze są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, np. eterze, benzynie. Mogą występować w postaciach:
 Stałej – jako łój, wosk roślinny, wosk zwierzęcy
 Ciekłej – tran, oleje roślinne.
Ogólnie biorąc tłuszcze właściwie dzielimy na zwierzęce i roślinne. Różnica polega głównie na składzie chemicznym, z którego wynikają różne właściwości fizykochemiczne i dietetyczne. Tłuszcze zwierzęce (z wyjątkiem tranu rybiego) to glicerydy kwasów tłuszczowych nienasyconych.

Rola tłuszczy.
Tłuszcze spełniają następujące funkcje biologiczne;
• Stanowią materiał odżywczy, budulcowy i energetyczny roślin, zwierząt i człowieka ( w wyniku rozpadu tłuszczów uzyskuje się 2-krotnie więcej energii niż z rozpadu glukozy).
• Tworzą substancje zapasowe substancje zapasowe roślin w nasionach, owocach i korzeniach.
• Chronią rośliny przed nadmierną utratą wody, a także przed czynnikami termicznymi i chemicznymi (np. woski)
• Są materiałem zapasowym u zwierząt, np. zapadających na zimę w odrętwienie czy sen (hibernację), jak niedźwiedź, suseł lub borsuk.
• Stanowią warstwę termoizolacyjną chroniącą przed niskimi temperaturami, np. u ssaków wodnych (fok, morsów, wielorybów0
• Są składnikami wszystkich błon plazmatycznych.
• Chronią narządy wewnętrzne zwierząt, np. gałkę oczną i nerkę, przed czynnikami mechanicznymi.


Węglowodany (cukry) - są to organiczne związki zbudowane z C, H, O.

Kwasy nukleinowe – są to związki organiczne, których ilość w organizmie jest niewielka, bo ok. 1% suchej masy, jednak o ogromnej roli, gdyż warunkuje zjawiska dziedziczności. W cząsteczkach tych kwasów jest zapisana informacja genetyczna o cechach i właściwościach organizmu.


Anabolizm – obejmuje reakcje syntezy złożonych związków organicznych ze związków prostych. Reakcje te wymagają dostarczania energii, w wyniku czego w produktach syntezy nagromadzona jest większa ilość energii niż w substratach.
Do reakcji anabolicznych zalicza się biosyntezę białek, tłuszczów, węglowodanów.

Katabolizm obejmuje reakcje rozkładu złożonych związków organicznych na produkty proste, zawierające mniejszy zapas energii niż substraty. Wyzwolona w tych substratach energia jest kumulowana w uniwersalnym przenośniku energii – ATP.

Makro elementy – czyli pierwiastki mające największy ilościowy udział w budowie organizmu, należą do nich: C, H, O, N, P, K, Na, Ca, Mg, S, Cl.



Mikro elementy – pierwiastki, których udział w budowie organizmu choć jest nieznany, śladowy, to jednak nieodzowny, zalicza się do nich m.in.: Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B, J, F, Se.



Witaminy - Związki organiczne, które nie mogą być wytwarzane przez komórki danego organizmu, ale są potrzebne do prawidłowego przebiegu procesów życiowych. Muszą być pobierane w małych ilościach z pokarmem. Niektóre witaminy są koenzymami w różnych procesach metabolicznych. Witaminy dzielą się na rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E, K i F) i rozpuszczalne w wodzie (witaminy z grupy B, witamina C).
Witaminy nie podlegają trawieniu i są bezpośrednio wchłaniane do krwioobiegu przez
ścianę jelit. Niektóre, np.. z grupy B i K, są syntetyzowane przez bakterie żyjące w jelicie cienkim i grubym, zwierząt i człowieka. Witaminy, podobnie jak enzymy, nie stanowią źródła energii; kwalifikuje się je do BIOKATALIZATORÓW.
Witaminy dzieli się na:
 Rozpuszczalne w tłuszczach – witaminy A, D, E, K.
 Rozpuszczalne w wodzie – witaminy B1, B2, B6, B12, PP, biotyna oraz witamina C.


CO TO SĄ WITAMINY?
Witaminami nazywa się szereg różnych związków, które:
1. Są składnikami niezbędnymi w żywieniu człowieka dla normalnego przebiegu szeregu procesów zachodzących w jego tkankach.
2. Nie mogą być wytwarzane przez organizm i muszą być dostarczane z pożywieniem lub w razie potrzeby w postaci preparatów farmaceutycznych, w ilości od kilku do kilkunastu mikrogramów lub miligramów a tylko wyjątkowo do kilkudziesięciu miligramów.
3. Nie są ani źródłem energii, ani materiałem budulcowym.
Witaminy są fascynującymi związkami, które cechuje niezwykła moc przywracania zdrowia. W niezwykły sposób wbudowują się w przemianę materii ożywiając ją. Komórki naszego organizmu czekają na witaminy, które zjadamy. Gdy nie ma wystarczającej ilości tych życiodajnych substancji przemiana materii zamiera, ludzie szybciej się starzeją i podupadają na zdrowiu.
Do normalnego rozwoju organizm człowieka potrzebuje, poza węglowodanami, białkami, tłuszczami i składnikami mineralnymi również niewielkich ilości swoistych substancji organicznych, którymi są witaminy. Odkrycie witamin i wyjaśnienie ich znaczenia dla żywych organizmów wiąże się ściśle z rozwojem nauki o żywieniu. Uczonym, który w roku 1911 otrzymał po raz pierwszy bardzo czynną biologicznie mieszankę i zaproponował dla związków tego typu nazwę witamina (od łac. vi ta - życie), czyli amina życia był Polak Kazimierz Funk. Pracował nad witaminami w laboratoriach Europy i Stanów Zjednoczonych. W Polsce - w Państwowym Zakładzie Higieny. Tak, więc, Kazimierz Funk jest twórcą nauki o związkach, których brak w pożywieniu powoduje powstawanie chorób. Jego zasługą są badania nad wyodrębnieniem czynnika przeciw chorobie, beri beri, czyli witaminy B1 (tiaminy). Tiamina jest pochodną amin, więc Kazimierz Funk ochrzcił tę grupę związków witaminami. Choć nie wszystkie witaminy mają budowę aminową nazwa funkcjonuje do dziś ze względów historycznych (wszakże była to pierwsza odkryta witamina). Odkrycie witaminy B1 stało się bodźcem do dalszych poszukiwań czynników przeciwko innym chorobom związanym z niedoborami w pożywieniu. Odkryto przyczyny: gnilca (inaczej nazywanym szkorbutem), krzywicy, kurzej ślepoty, pewnych typów niedokrwistości.
Jeszcze około dziesięć lat temu panowało przekonanie, że istnieje trzynaście witamin: A, C, D, E, K oraz osiem różnych witamin B. Dziś znamy trzynaście odmian samej tylko witaminy B, a niektóre z nich (witamina B12 lub niacyna) występują w sześciu rozmaitych postaciach. Każda z nich działa odmiennie na przemianę materii. Ze znanych już około 500 karotenów mniej więcej 60 uznaje się za formę występowania witaminy A. Natomiast 110 karotenów działa, w opinii specjalistów, skuteczniej niż sama witamina. Jeśli chodzi o witaminy C i D każda z nich istnieje w postaci czterech różnych molekuł, znamy też cały tuzin odmian witaminy E.
Przeciętny Kowalski musi zrozumieć, że zdrowie dzięki witaminie nie jest sloganem, ale nowym kluczem do osiągnięcia tak ważnego celu, jakim jest zachowanie przez nas dobrej kondycji.

PODSTAWOWE POJĘCIA DOTYCZĄCE WITAMIN
- Długotrwały brak określonej witaminy lub zespołu witamin powoduje chorobę zwaną awitaminozą.
- Podawanie zbyt dużej ilości niektórych witamin może doprowadzić do hiperwitaminozy.
- Stany częściowego niedoboru witamin w organizmie, nie powodując wyraźnych zmian chorobowych, są określone jako hipowitaminoza i z tą spotykamy się najczęściej.
- Substancje, które organizm przekształca w witaminy nazwano prowitaminami.
- Związki chemiczne podobne do witamin pod względem składu i budowy, mogące wchodzić w połączenia, za pośrednictwem, których witaminy spełniają swoją rolę w organizmie, ale niezdolne do wykonywania tej roli nazywa się antywitaminami.

Nazewnictwo witamin i podział tych związków.
Na początku z braku ściślejszych kryteriów dla odróżniania nowo odkrytych witamin oznaczano je literami alfabetu, np. A, B, lub według poznanego wówczas działania ich na organizm (czynnie zapobiegający np.: szkorbutowi czy krzywicy). W miarę coraz dokładniejszego poznawania roli fizjologicznej, właściwości oraz składu elementarnego i budowy witamin, wprowadza się konwencjonalne nazwy oparte bądź na sposobie działania na organizm bądź też na występowaniu w przyrodzie. Ze względu, że większość tych nazw brzmi dla laika zbyt obco lub niezrozumiale dotąd jeszcze w publikacjach na tematy żywieniowe stosuje się symbole alfabetyczne. Przy posługiwaniu się literami do określenia poszczególnych witamin należałoby, więc raczej mówić nie o witaminie A, B, C, D lecz o grupie witamin oznaczonych tymi symbolami.
Trudno ustalić ścisły podział, związków o tak różnorodnym składzie chemicznym i tak różnym działaniu w organizmie człowieka. Obecnie najczęściej używa się podziału na witaminy rozpuszczalne w tłuszczach i witaminy rozpuszczalne w wodzie.