Hemija Peptida i Njihov Značaj u Prehrani, Ademović Aldina

HEMIJA PEPTIDA I NJIHOV ZNAČAJ U PREHRANI MAJ, 2014.

UNIVERZITET U TUZLIFarmaceutski fakultet

ADEMOVIĆ ALDINA

HEMIJA PEPTIDA I NJIHOV ZNAČAJ U PREHRANISEMINARSKI RAD

Tuzla, Maj 2014.


UNIVERZITET U TUZLIFarmaceutski fakultet

ADEMOVIĆ ALDINA

HEMIJA PEPTIDA I NJIHOV ZNAČAJ U PREHRANISEMINARSKI RAD

Tuzla, Maj 2014.


Naziv predmeta: BromatologijaVoditelj: Dr.sc. Midhat Jašić, van.prof.Broj stranica: 17Broj slika: 14Broj literaturnih referenci: 16

SAŽETAK

Peptidi su biološki spojevi koji zapravo spadaju u grupu proteina, s tim da su to manje molekule od proteina, i zapravo nastaju kao proizvod razgradnje samih proteina na manje jedinice. Građeni su od aminokiselina, koje su povezane na isti način kao i u molekulama proteina, i sama struktura podliježe istim zakonima kao i struktura proteina.

Njihov značaj se najviše ogleda u tome što su to uglavnom biološki aktivne molekule, sa raznim funkcijama, ali u najvećoj mjeri ove molekule utiču na metabolizam u organizmu, što za posljedicu ima i njihov indirektan uticaj na samu prehranu.

U nastavku teksta bice detaljnije obrađena, kako svojstva samih peptida, tako i njihova značajna uloga u uticaju na prehranu.

Ključni termini:

-struktura peptida-sinteza peptida-hidroliza peptida-glutation tripeptid-inzulin-grelin-neuropeptid Y-aspartam-leptin-holecistokinin-amilin-ciklopeptid

1


SADRŽAJ:

SAŽETAK ...................................................................................................................1SADRŽAJ.....................................................................................................................2

1.UVOD........................................................................................................................3

2.HEMIJA PEPTIDA ...................................................................................................4 2.1 Struktura...............................................................................................................4 2.2 Sinteza peptida..................................................................................................5-6 2.3 Hidroliza peptida..................................................................................................7

3. ZNAČAJ PEPTIDA U PREHRANI.........................................................................8 3.1 Glutation tripeptid................................................................................................8 3.2 Inzulin..................................................................................................................9 3.3 Grelin..................................................................................................................10 3.4 Neuropeptid Y.....................................................................................................11 3.5 Aspartam.............................................................................................................12 3.6 Leptin............................................................................................................12-13 3.7 Holecistokinin.....................................................................................................14 3.8 Amilin.................................................................................................................14 3.9 Ciklopeptidi........................................................................................................15

4. ZAKLJUČAK..........................................................................................................16

5. LITERATURA.........................................................................................................17

2


1. UVOD

Peptid predstavlja molekul dvije ili više vezanih aminokiselina. Generalno, ukoliko je broj aminokiselina u molekulu ispod 100, onda se takav molekul naziva peptidom, dok se oni sa više aminokiselina nazivaju proteinima. Peptidi se nalaze u svakoj živoj ćeliji i imaju niz biomehaničkih aktivnosti. Pojedini se sintetišu u ribozomima prevođenjem mRNA u hormone i signalne molekule. Drugi nastaju spajanjem, prije nego prevođenjem, i postaju enzimi sa raznim funkcijama. Peptidi takođe čine strukturu receptora koji obavljaju vezivanje hormona i signalnih molekula. (Petrović ,2013.)

Peptidni lanci koji su dovoljno kratki da se mogu sintetički napraviti su se tradicionalno nazivali peptidi, umjesto proteini. Glavne klase peptida na osnovu njihovog načina nastanka su:

Mliječni peptidi se formiraju iz mliječnih proteina enzimatskim razlaganjem enzimima varenja, ili proteinazama formiranim od strane laktobacila tokom fermentacije mlijeka. Za nekoliko mliječnih peptida je bilo pokazano da imaju antihipertenzivne efekte kod životinja i u kliničkim studijama.

Ribozomalni peptidi nastaju translacijom iRNK. Oni često podliježu proteolizi u procesu stvaranja završnog oblika peptida. Oni funkcionišu, tipično u višim organizmima, kao hormoni i signalni molekuli. Generalno, oni su linearni, mada su strukture oblika lasa bile primijećene. Egzotičnije manipulacije mogu da se jave, kao što je racemizacija L-aminokiselina u D-aminokiseline.

Ne-ribozomalni peptidi se formiraju enzimima koji su specifični za svaki peptid, umjesto putem ribozoma. Naj rasprostranjeniji ne-ribozomalni peptid je glutation, koji je komponenta antioksidanske odbrane mnogih aerobnih organizama. Drugi ne-ribozomalni peptidi koji su uobičajeni se nazivaju ne-ribozomalni peptidne sintetaze. Ti kompleksi imaju sličnu strukturu, i oni mogu da sadrže mnoge različite module kojima izvršavaju raznovrsne hemijske manipulacije na produktima tokom njihove gradnje. Ti peptidi su često ciklični i mogu da imaju visokokompleksne ciklične strukture, mada su linearni ne-ribozomalni peptidi takođe uobičajeni.

Peptoni nastaju iz životinjskog mlijeka ili mesa varenjem proteolitičkim digestijom. Sem malih peptida, rezultujući materijal sadrži masti, metale, soli, vitamine i mnoga druga jedinjenja. Pepton se koristi u hranljivim medijumima za gajenje bakterija i gljiva.

Peptidni fragmenti su dijelovi proteina koji se koriste za identifikaciju ili kvantifikaciju izvornog proteina. Oni su često produkti enzimatske degradacije izvedene u laboratoriji na kontrolisanom uzorku, ali takođe mogu da budu forenzički ili paleontološki uzorci koji su se degradirali prirodnim putem. (Voet, G. Voet, 2005.)

Historijat istraživanja peptida

Istraživanje peptida započelo je teorijom E. Fišera o građi humanih bjelančevina , koja je objasnila i funkciju i postojanje ćelijskih aminokiselina (peptida). Osnova za ovu teoriju su bila kompleksna istraživanja bjelančevina (proteina). Fokus ovih istraživanja je upravo bila sinteza aminokiselina i peptida, odnosno njihova sinteza i očuvanje ne samo njihove strukture već i funkcionalnih svojstava. Saradnici E.Fišera su sintetisali više od 125 peptida (ćelijskih aminokiselina) koji su imali različitu građu i dejstvo. Najveći peptid je imao u sebi 18 segmenata aminokiselina. (Petrović ,2013.)

3


2. HEMIJA PEPTIDA

2.1 Struktura

Peptidi su dakle organske polimerne molekule, koje nastaju povezivanjem aminokiselina. Aminokiseline se vežu u peptidni lanac. Same aminokiseline su organska jedinjenja koja sadrže amino grupu (-NH2) i karboksilnu grupu (-COOH). To su funkcionalne grupe aminokiselina. Veza nastala između aminokiselina se naziva peptidna veza. Pošto se na isti način formiraju i molekule proteina, jedina razlika je u tome što je za formiranje proteina potrebno više od 100 aminokiselina vezanih u peptidni lanac. Dakle, nema velike razlike između peptida i proteina, osim u dužini peptidnog lanca, i molekulskoj masi.Na osnovu broja vezanih aminokiselina u peptidni lanac, postoje različite vrste peptida:1.dipeptid ( vezane dvije aminokiseline u peptidnom lancu ),2.tripeptid ( vezane tri aminokiseline u peptidnom lancu ),3.oligopeptid ( vezano više od 3 aminokiseline, a manje od njih 100 ).

Unutar tijela postoji 20 standardizovanih aminokiselina koje učestvuju u sintezi peptida. Naša genetika određuje kako će se formirati peptidi i proteini od ovih aminokiselina. Mogu se podijeliti u dvije grupe:esencijalne i neesencijalne aminokiseline.Ove prve se tako nazivaju, jer naše tijelo ne može samo da ih sintetiše, pa ih moramo unositi ishranom. Ovo su izoleucin, leucin, lizin, metionin, valin, triptofan, treonin, fenilalanin. Kiselina histidin smatra se poluesencijalnom, jer nije uvijek neophodno unositi je putem ishrane. Neesencijalne se sintetišu u tijelu od esencijalnih ili razgradnjom proteina. Ovde se ubrajaju arginin, alanin, asparagin, asparatska kiselina, cistein, glutamin, glutamska kiselina, glicin, prolin, serin i tirozin. Sve aminokiseline su podjednako važne za zdravlje organizma. Predstavljaju čistu strukturu peptida i proteina.Standardne oznake ovih AK su:A – Ala – AlanineC – Cys – CysteineD – Asp – Aspartic AcidE – Glu – Glutamic AcidF – Phe – PhenylalanineG – Gly – GlycineH – His – HistidineI – Ile – IsoleucineK – Lys – LysineL – Leu – LeucineM – Met – MethionineN – Asn – AsparagineP – Pro – ProlineQ – Gln – GlutamineR – Arg – ArginineS – Ser – SerineT – Thr – ThreonineV – Val – ValineW – Trp – TryptophanY – Tyr – Tyrosine

4


Aminokiseline figuriraju ili u D (dekstro) ili u L (lijevo) formi. Većina koje se mogu naći u prirodi i našem organizmu su u L formi. Generalno, sve aminokiseline, osim glicina, imaju svog parnjaka L forme. Ovaj parnjak je ustvari D forma. (Petrović , 2013.)

Slika 1. Prikaz strukture jednog peptida

2.2 Sinteza peptida

Kao što je već navedeno, peptidi nastaju vezivanjem aminokiselina, i to na način da se povezuje amino grupa jedne aminokiseline, sa karboksilnom grupom druge aminokiseline, pri čemu dolazi do oslobađanja molekule vode, i krajnji produkt jeste molekula peptida.

Aminokiseline se vezuju peptidnom vezom. A peptidna veza jeste ona u kojoj se atom azota jedne AK iz azotne grupe vezuje za atom ugljenika karboksilne grupe druge aminokiseline. Tokom vezivanja oslobađa se molekul vode. Ovo se naziva kondenzacija.Rezultat je CO-NH veza koja se naziva peptidna veza, a nastali molekul naziva se amid. Prilikom spajanja COOH grupa daje OH grupu, dok NH2 grupa daje atom vodonika. Ovo čini H20, tj. molekul vode, koji nije deo novonastalog peptide. Ovaj peptid, stvoren od dve AK, naziva se dipeptid.Ovaj proces se može ponavljati i u tom slučaju se stvaraju duži peptidi. Treba istaći da se postojanje karboksilne grupe podrazumeva na prvoj poziciji i ona se ne piše. Azotna se piše poslednja. Peptidna veza formira se odvajanjem vode (kondenzacijom). Obrnuto, peptidna veza se razbija dodavanjem vode (hidrolizom).( Petrović, 2013.)

5


Slika 2. Sinteza dipeptida

Izučavanje pomoću rasipanja X-zraka malih kristala peptida prema Coreyu pokazuje da je peptidna veza rigidna i planarna. Pauling je ukazao da je to uglavnom posljedica rezonantne interakcije amida, ili sposobnosti amidnog dušika da delokalizuje svoj osamljeni par elektrona na karbonilni kisik. Zbog te rezonancije, C = O veza je zapravo duža nego normalne ugljikove veze, i N-C veza je kraća od N-Cα veze. Uočeno je da su karbonilni kisik i vodik sa azota u trans konfiguraciji. Ova konfiguracija je energetski povoljnija zbog mogućih steričkih interakcija. Peptidna veza je obično prikazana kao jednostruka veze između karbonilnog ugljika i dušika amida. Normalno, to bi trebalo omogućiti slobodnu rotaciju oko veze. Međutim, primijećeno je da dušik posjeduje osamljeni par elektrona, koji se veže na vezu ugljik-kisik. Stoga, rezonantna struktura se crta sa dvostrukom vezom koja povezuje ugljik i dušik, a koja dovodi do negativnog naboja kisika i pozitivnog naboja dušika.

Rezonancija strukture sprečava rotaciju oko peptidne veze. Prava struktura veze je zapravo hibrid ove dvije strukture. Dakle, pitanje je koliko je značajna rezonantna struktura u prikazivanju prave elektronske distribucije. Poznato je da peptidna veza ima oko 40% karaktera dvostruke veze i stoga je kruta.

Peptidna veze je stalni dipol. Zbog rezonancije, kisik ima -0,28 naboj, dok dušik ima +0,28 naboj. (prevedeno sa Peptide Guide, 2007.-2012.)

6


2.3 Hidroliza peptida

Razgradnja ili hidroliza peptida jeste proces koji za krajnji rezultat ima razdvajanje aminokiselina vezanih u peptidni lanac. Hidroliza peptida je zapravo proces kidanja peptidnih veza između datih aminokiselina. U ljudskom organizmu se ovaj proces odvija u crijevima, gdje se vrši i apsorpcija aminokiselina oslobođenih tokom same hidrolize peptida. Apsorbovane aminokiseline se u organizmu koriste ili za novu sintezu proteina, ili za metaboličke potrebe. Sama hidroliza peptida se odvija pod posebnim uslovima koji vladaju u crijevima, a koji omogućavaju djelovanje enzima koji vrše hidrolizu peptida. Peptidi se takođe mogu apsorbovati iz crijeva u svom nehidroliziranom obliku, što im omogućava njihova mala molekulska masa.

Hidrolizom proteina, a i samih peptida, unaprijeđuju se nutritivna svosjtva hrane, tekstura, stupanj topivosti, koaguliranja, emulgiranja, spriječavaju nepoželjna djelovanja sastojaka hrane. Enzimska hidroliza najpogodnija je metoda hidrolize manjih molekulskih masa, poput peptona, proteoza, peptida i slobodnih aminokiselina. Najčešće se koristi kombinacija endopeptidaza ( hidroliziraju peptidne veze unutar proteinskog lanca) i egzopeptidaz a( hidroliziraju terminalne peptidne veze).Hidroliza u velikome zavisi i od temperature, pH, i samog trajanja hidrolize. Prva dva čimbenika su elementarni za kinetiku odabranih enzima, dok je vrijeme hidrolize izravno u vezi sa odnosom aminokiselinskog i ukupnog azota, pa je duljom hidrolizom i taj odnos veći. (Zdoelc, 2012.)

Tokom probave hrane enzimskom hidrolizom proteina i peptida, troši se jedna molekula vode koja se ugrađuje u molekule aminokiselina. Ponovnom sintezom proteina u organizmu oslobađa se molekula vode i nastaje takozvana endogena voda. ( Jašić, 2009.)

Slika 3. Mehanizam hidrolize peptida

7


3. ZNAČAJ PEPTIDA U PREHRANI

Peptidi imaju izuzetan značaj u prehrani, da li da se radi o prirodnim peptidima ili o onima koji se sintetišu vještački. Imaju razne funkcije, ali svakako je njihova najvažnija funkcija regulacija određenih procesa u organizmu. Pored ove funkcije, peptidi, posebno oni koji se sintetišu vještački, mogu se koristiti u različite svrhe, što će biti objašnjeno u nastavku teksta. Pored ovih, svakako pozitivnih funkcija, samih peptida, oni mogu imati i negativno dejstvo, što će takođe biti obrađeno u nastavku.Neki od biološki važnih peptida u prehrani su: glutation tripeptid, inzulin, grelin,neuropeptid Y, aspartam,leptin, holecistokinin,amilin, ciklopeptidi. (Jašić, 2009.)

3.1 Glutation tripeptid- glutamin + cistein + glicin = glutation. Stimulator imunološkog sistema, detoksifikacije, regulator diobe stanica i metabolizma prostaglandina. Preporučeni dnevni unos L-glutationa (reduciranog) 100-300 mg. Glutation je jedan od najrasprostranjenijih i najvažnijih antioksidansa u cijeloj prirodi. Glutation je tripeptid, što znači molekula koja je formirana od tri amino kiseline: glutamina, cisteina i glicina. Neki klinički doktori su izabrali uporabu N-acetil-cisteina kao sredstva za povećanje proizvodnje glutationa u tijelu. Glutation, čija je skraćenica GSH, je jedan od najrasprostranjenijih antioksidansa kod biljaka i životinja, i glavna je tiol (nosilac sumpora) molekula u većini stanica. Glutation igra središnju ulogu u gluten peroksid sistemu enzima koji je ključni za stanični metabolizam, regulaciju stanica, detoksifikaciju, DNK sintezu i oporavak, imunološku funkciju, metabolizam prostaglandina i reguliranje stanične proliferacije apoptozom (programirano odumiranje stanica). GSH je djelimično koristan u zaštiti jetre od štete nakon izlaganju toksinima. GSH razine su uglavnom smanjene u slučaju većine bolesti, neplodnosti, starenja, opterećenja toksinima i drugim nepovoljnim zdravstvenim stanjima. Niže razine GSH u krvi se povezuju s više bolesti - povišenim krvnim pritidkom, povišenim postotkom tjelesnih masnoća i generalno smanjenim zdravstvenim stanjem. Oboljeli od raka imaju manje GSH u svojoj krvi nego zdravi ljudi. U jednoj studiji je 7 zdravih osoba oralno dobilo prilično povećan GSH-a, do 3 grama dnevno, a da razine u krvi nisu pokazivale značajan porast glutena, cisteina ili glutamata. (35) Ipak, mnoge druge studije s ljudima i životinjama (36) otkrile su da se GSH dobro apsorbira u krvotok. Najbolji izvori GSH su u tamno zelenom lisnatom povrću, svježem voću i lagano kuhanoj ribi, peradi i govedini. Procesiranje hrane (kuhanje, prženje, pečenje itd.) umanjuje razinu GSH u hrani. (Rak prehrana.com, 2013.)

Pored unosa u hrani, glutation tripeptid se može unositi i kako dodatak prehrani, u doziranom farmaceutskom obliku, npr. Setria ® Glutation tri-peptida koji može pomoći napuniti rezerve tijela u vrijeme potrebe. Setria ® Glutation je tri-peptid koji se ponekad naziva "reducirani glutation". Cijele bjelančevine (lanaca 50 ili više aminokiselina) moraju biti razgrađene kako bi se apsorbirale u tijelo. Čini se da se neki mali peptidi lanci (2 ili 3), aminokiseline mogu apsorbirati bez daljnjeg smanjenja. Bilo je mnogo rasprava o učinkovitosti uzimanja peptida umjesto slobodnih aminokiselina. Dovoljna opskrba vitaminom C i B6 treba uvijek pratiti svaku glutation suplementaciju.(JoMarLabs.com,2013.

Slika 4. Struktura glutationa

8


3.2 Inzulin- peptidni hormon koji luči žlijezda gušterača (pankreas), a služi za regulaciju šećera u krvi, te metabolizam ugljikohidrata i masti u tijelu. On je transporter koji omogućava glukozi da iz krvi prodre u tjelesne stanice gdje se pretvara u energiju za tijelo. Kada dođe do poremećene regulacije inzulina u tijelu razvija se dijabetes ili sećerna bolest (lat.Diabetes melitus). Kod šećerne bolesti tipa 1 tijelo ne proizvodi inzulin pa ga je neophodno nadomjestiti. Kod pacijenata šećerne bolesti tipa 2 može se razviti inzulinska rezistencija, tako da organizam nema dovoljnu količinu inzulina. Kada se kod takvih pacijenata više ne uspije održati normalna razina glukoze u krvi s tabletama (oralni hipoglikemici, oralni antidijabetici) također se započinje s inzulinskom terapijom.Inzulin je peptid koji se sastoji od 51aminokiseline, a izgrađen je u obliku dva lanca, međusobno povezana s dva disulfidna mosta. Proizvodi se u beta stanicama Langerhansovih otoka gušterače. Ime potječe od latinskog insula što znači otok. Molekularna težina iznosi oko 6.000. Cijeli pankreas producira dnevno oko 80 - 100 jedinica inzulina. Struktura inzulina se nešto razlikuje između životinjskih vrsta i humanog (ljudskog) inzulina. Najsličniji ljudskom inzulinu je svinjski inzulin. Tako se ranije inzulin izolirao ekstrakcijom iz svinjske ili goveđe gušterače. Takav inzulin nije bio najučinkovitiji iako se od ljudskog tek neznatno razlikovao. Problem je bio i u tome što je takav inzulin sadržavao i primjese ostalih struktura pankreasa pri čemu je moglo doći do jakih i po život opasnih alegrijskih reakcija. Danas se pak inzulin proizvodi kao čist ljudski inzulin tehnologijom rekombinantne DNA (proizvodnja uz pomoć genetski modificiranih kvaščevih gljivica ili bakterije ešerihija koli). Primjenjuje se parenteralno, i to supkutno-pod kožu. Nekoć je primjena inzulina zahtijevala upotrebu šprica i igala, međutim danas se skoro svi pripravci inzulina primjenjuju uz pomoć štrcaljki u obliku olovke. Takva primjena je praktična za svakodnevna injektiranja, vrlo jednostavna i sterilna. ( Wikipedia.hr, 2014.)

Dakle, osnovna uloga inzulina u našem organizmu jeste regulacija nivoa glukoze u krvi, i to na način da dovodi do snižavanja koncentracije glukoze u krvi, u slučaju kada je ona povišena. Na taj način utiče na naš metabolizam, i zahvaljujući tom njegovom dejstvu, ne dopušta da se koncentracija glukoze u krvi poveća više od dozvoljene granice, a samim time nas štiti od pojave šećerne bolesti, ili nekih drugih komplikacija koje može izazvati povišena koncentracija glukoze u krvi.

Slika 5. Struktura inzulina

9


3.3 Grelin- je hormon koji proizvode P/D1 stanice sluznice fundusa želudac i epsilon stanice u gušterači, a koji potiče osjećaj gladi. Razina grelina se povećava prije obroka, a smanjuje poslije obroka. Grelin se također proizvodi u hipotalamusu, gdje potiče izlučivanje hormona rasta iz prednjeg režnja hipofize.Pored toga sto podstiče osjećaj gladi, grelin igra značajnu ulogu u vezi kognitivne adaptacije na promjene okruženja i procesa učenja. Grelin je glavni cirkulirajući hormon gladi. Grelin podstiče unos hrane i povećanje količine masnog tkiva, i to aktivacijom na nivou hipotalamusa, što dovodi do lučenja neuropeptida Y, koji dalje vrši aktivaciju grelina, i tu se zatvara ciklus, i ponovo počinje ispočetka.

Nedavno, Scripps Research znanstvenici su razvili cjepivo protiv pretilosti koje je usmjereno protiv hormona grelina. Cjepivo koristi imunološki sustav, tačnije antijela, da se vežu na odabrane ciljeve, usmjeravajući vlastiti imunološki odgovor protiv njih. Ovo spriječava da grelin dođe do centralnog nervnog sistema, te se tako, njegovom inhibicijom, dobiva željeno smanjenje tjelesne težine. (News Medical, 2011.)

Slika 6. Struktura grelina

Slika 7. Šematski prikaz mehanizma djelovanja grelina

10


3.4 Neuropeptid Y- (NPY) je najobilniji neuropeptid u mozgu. To je član obitelji proteina koji uključuju gušteračin polipeptid, peptid YY i seminalplasmin. Osim svoje najvažnije funkcije, u kontroli hranjenja, ima nekoliko drugih fizioloških uloga: uključujući seksualne funkcije, i vaskularne rezistencije.NPY je vrlo snažan stimulator apetita. Iako je jasno je NPY uključen u kontrolu unosa hrane, složenost tog sistema je prikazana pokusom na miševima, koji je imao za cilj da utvrdi inhibitorno djelovanje leptina na NPY, gdje je izvršeno izrezivanje gena koji su zaduženi za sintezu NPY. Iznenađujuće, miševi su održavali normalnu tjelesnu težinu i zadržali normalne odgovore na leptin. Zaključak ovog eksperimenta je da učinak leptina na tjelesnu masu reguliran ekspresijom NPY djelovanja. (Erickson JC, Clegg , 1996.)

Slika 8. Struktura neuropeptida Y

Slika 9. Šematski prikaz mehanizma djelovanja neuropeptida Y, uzrokovanog stresom

Dakle, i grelin i neuropeptid Y imaju zajedničko djelovanje, a to je da su stimulatori osjećaja gladi, što za posljedicu ima unos hrane. Da unos hrane ne bi bio neograničen, djelovanje ovih peptida je pod kontrolom peptida koji se naziva leptin, i koji dakle ima suprotno djelovanje, a to je da stimulira osjćaj sitosti, što je važno jer bi neograničeno dejstvo grelina i neuropetida Y dovelo do prekomjerne tjelesne mase, uzrokovane prekomjernim unosom hrane.

11


3.5 Aspartam- sintetički peptid, koristi se uglavnom kao umjetno sladilo. Danas postoji veliki broj kontraverzi u vezi njegovog korištenja.Aspartam se otapa u otopini, dakle, može putovati po cijelom tijelu i skladištiti se u bilo koje tkivo. Tijelo probavlja aspartam za razliku od saharina, koji se ne razgrađuju u ljudskom organizmu. Komponente aspartama mogu dovesti do niza zdravstvenih problema, sto se može odvijati postupno, može biti neposredna, ili može biti akutna reakcija. Prema Lendon Smithu, postoji ogroman broj stanovnika koji pate od nuspojava povezanih s aspartamom, i ti pojedinci su osjetljivi na dugoročne štete uzrokovane ekscitacijom aminokiselinama, fenilalanina, metanola i DKP . Aspartam štetno djeluje tako što mijenja omjer amino kiselina u krvi, blokira ili smanjuje razinu serotonina, tirozina, dopamina, norepinefrina, i adrenalina. Štetne posljedice djelovanja aspartama ne mogu biti otkrivene u laboratorijskim testovima i testovima pomoću X-zraka. Moguća štetna djelovanja aspartama su: sljepoća, zujanje uha, epileptički napadi, depresija, mučnina, proljev, alergije na koži, menstrualni poremećaji, isl.

Aspartam takođe može izazvati, ili uzrokovati sljedeće bolesti:sindrom kroničnog umora, Epstein-Barrovost sindrom, Lajmsku bolest, Gravesove bolesti, Menierievu bolest, Alzheimerovu bolest, ALS, epilepsiju, multiplu sklerozu (MS), EMS, hipotireozu, fibromialgiju, lupus, non-Hodgkinov limfoma, poremećaj deficita pažnje (ADD). ( Starr Hull, 2002.)

Slika 10. Struktura aspartama

3.6 Leptin- "hormon sitosti", je hormon koji proizvode masne stanice, i koji regulira količinu masnoće pohranjene u tijelu.To čini inhibicijom osjećaja gladi, i podešavanjem trošenja energije. Glad je zakočena( sitost) kada količina pohranjene masti dosegne određenu razinu. Leptin se tada izlučuje i cirkulira kroz tijelo, aktivirajući leptinske receptore u mozgu. Leptin djeluje na receptore u hipotalamusu, gdje inhibira glad, i to na način da:-suzbija učinke neuropeptida Y, koji je promotor gladi-suzbija učinke anamondina, drugog jakog promotora gladi-pospješuje sintezu MSH.Leptinsko djelovanje protiv osjećaja gladi je dugotrajnije, u odnosu na holescitokinin koji ima isto, ali kratkotrajnije djelovanje. Učinak leptina je suprotan učinku grelina, «hormona gladi".Grelinski su receptori na istim moždanih stanica kao i leptinski receptora, tako da se ove stanice natječu u slanju signala za glad i sitost. Tako leptin i grelin zajedno s mnogim drugim hormonima, sudjeluju u složenom procesu energetske homeostaze. Iako se regulacija masnih naslaga smatra primarnom funkcijom leptina, on također igra ulogu u drugim fiziološkim procesima, o čemu svjedoče njegova mjesta sinteze, izvan masnih stanica, te više tipova stanica koje sadrže leptinske receptore, pored

12


hipotalamusa. Mnogi od tih dodatnih funkcija tek treba istražiti. ( Brennan, 2006.)

Iako leptin smanjuje apetit kao cirkulirajući hormon, pretile osobe općenito pokazuju veću cirkulacijsku koncentraciju leptina od pojedinaca normalne težine, zbog njihovog visokog postotka tjelesne mase. Ovi ljudi pokazuju otpornost na leptin, sa povišenim razinama ne uspijevaju kontrolirati glad i modulirati svoju težinu.

Studije o koncentraciji leptina u likvoru (CSF) pružaju dokaze da dolazi do smanjena koncentracije leptina pri prijelazu kroz moždanu barijeru i dostizanju konačnih učinaka na hipotalamus, u pretilih ljudi. Primijećeno je da je omjer leptina u krvi u odnosu na CSF niži u pretilih ljudi nego u ljudi normalne težine. Razlog za to može biti visoka razina triglicerida koji utječu na prenos leptina kroz moždanu barijeru. Budući da je količina i kvaliteta receptora leptina u hipotalamusu normalna u većine pretilih ljudi (kao što je ocijenjeno sa leptin-mRNA studijom), najvjerojatnije da leptinske rezistencije u takvih pojedinaca dolaze zbog deficita postleptinskih receptora.(Campfield , Smith , Guisez , Devos , Burn , 1995.)

Slika 11. Struktura leptina

Slika 12. Šematski prikaz mehanizma djelovanja leptina

13


3.7 Holecistokinin (CCK)- izlučuje se iz mukoznih epitelnih stanica u prvom dijelu tankog crijeva (dvanaesterac), te potiče isporuku probavnih enzima u crijevima, iz pankreasa, te žuči iz žučnog mjehura. Holecistokinin također proizvode neuroni u nervnom sistemu, te je široko distribuiran u mozgu. Njegova osnovna funkcija je to što on predstavlja peptid koji inhibira osjećaj gladi.

Najpotentniji poticaji za izlučivanje holecistokinina su prisutnost djelomično digestiranih masti i proteina u lumenu duodenuma .Povišenje koncentracije holecistokinina u krvi dovodi do:

-kontrakcije žučnog mjehura, s ciljam da dostavi žuč u dvanaesnik. Naziv holecistokin ( "premjestiti iz žučnog mjehura") dobio je upravo zbog ovog dejstva . Također je poznato da stimulira izlučivanje žučnih soli.

-lučenja enzima gušterače i protoka žuči kroz kanale u dvanaesnik, što dalje dovodi do probave i apsorpcije samih molekula koje stimuliraju lučenje holecistokinina. Dakle, kada je apsorpcija završena, izlučivanje holecistokinina prestaje.

Osim njegove sinteze u epitelnim stanicama tankoga crijeva, holecistokinin luče i neuroni unutar stijenke crijeva i u mnogim područjima mozga.

Bolesti koje proizlaze iz prekomjernog ili manjkavog izlučivanje holecistokinina su rijetke. Nedostatak holecistokinina je opisan u ljudi kao dio autoimunog poliglandulamnog sindroma. Osim toga, postoje dokazi da aberacije holecistokinina ili njegovog receptora u ljudskom mozgu mogu imati ulogu u patogenezi nekih oblika anksioznosti i šizofrenije. (Bowen , 2001.)

Iz navedenog teksta se da zaključiti da su leptin i holecistokinin peptidi koji svoju biološku funkciju izražavaju tako što svojim mehanizmima djeluju kao inhibitori osjećaja gladi, dakle imaju suprotno djelovanje u odnosu na grelin i neuropeptid Y. Značajni su upravo iz razloga što svojim djelovanjem zapravo vrše kontrolu nad lučenjem grelina i neuropetida Y, što za posljedicu ima to da u određenom momentu dovode do zaustavljanja osjećaja gladi. To je važno, jer se na taj način kontroliše i unos hrane, pa se spriječava njen nekontrolisan unos, te se izbjegava moguća pojava pretilosti.

3.8 Amilin- luči ga pankreas i on pridonosi kontroli glikemije. Peptid se izlučuje iz otočića pankreasa u krvotok i razlaže pomoću peptidaza u bubregu. Nije pronađen u urinu.Njegova metabolička funkcija je karakterizirana kao inhibicija osjećaja gladi, na taj način regulišući koncentraciju glukoze u krvi. Tako funkcionira kao sinergijski partner inzulina. Ukupni efekt je usporavanje prelaska glukoze u krv nakon jela; to se postiže pomoću koordinatnog usporavanja pražnjenja želuca, inhibicije izlučivanja probavnog soka (želučane kiseline, enzima gušterače i žučnih sokova) i rezultirajuće smanjenje unosa hrane. Amilin također djeluje u metabolizmu kosti.

Studije su pokazale da prilikom pokusa na glodavcima, prilikom pojačanog djelovanja amilina, dolazi do pojave anoreksije, pa se vjeruje da je amilin odgovoran za anoreksijski učinak. (Roberts , Leighton , Todd , Cockburn , Schofield , Sutton , Holt , Boyd , DayJ, Foot , 1989.).

Amilin je dakle peptid koji se karakteriše kao supresor osjećaja gladi, i to je njegova najvažnija biološka funkcija koja je vezana za prehranu.

14


Slika 13. Struktura amilina

3.9 Ciklopeptidi- njihov značaj je u tome što predstavljaju otrovne tvari prisutne u nekim gljivama, i zbog toga su peptidi koje je važno spomenuti što se tiče njihovog uticaja na prehranu.

Gljive koje sadrže ciklopeptide su odgovorne za preko 90% smrtnosti od trovanja gljivama. Najpoznatiji predstavnik ovih gljiva je rod Amanita iz kojih je izolovano preko 15 vrsta ciklopeptida, medju kojima su:-amatoksini – (α,β,γ) - 8 aminokiselina;-falotoksini (faloidin, faloin) – 7 aminokiselina

Klinička slika trovanja:I faza- GIT poremećajiII faza (12-48h)- oporavak, pa naglo pogoršanje funkcije jetre (enzimi↑)III faza (2-4 dana)- slabljenje jetre, srca i bubrega; difuzna intravaskularna koagulacija; konvulzija i smrt.Terapija: lavaža želuca uz aktivni ugalj, hemoperfuzija, nadoknada tečnosti i elektrolita, kortikosteroidi, penicilin, vitamin K, ranitidin i dr. (značajno smanjenje smrtnosti) . (Vujanović, 2012.)

Slika 14. Struktura ciklopeptida

15


4. ZAKLJUČAK

Peptidi su dakle manji fragmenti proteina, sa identičnom osnovnom strukturom, samo je razlika u dužini peptidnog lanca koji ih gradi, tj.peptidi imaju kraće peptidne lance od proteina.

Njihov biološki značaj se ogleda u tome što su to uglavnom regulatori metabolizma, što ostvaruju preko niza kontrolisanih i uređenih mehanizama, i to su uglavnom prirodno sintetisani peptidi, tj, peptidi sintetisani u ljudskom organizmu. Tu ubrajamo najvažnije predstavnike: glutation, inzulin, grelin, neuropeptid Y, leptin, holecistokinin, amilin. Neki od njih se takođe koriste u prehrambenoj, farmaceutskoj i kozmetičkoj industriji, za razne svrhe, i to su uglavnom vještački sintetisani peptidi, kao što je aspartam, umjetno sladilo. I na kraju, neki od njih su važni zbog svog toksičnog djelovanja, kao što su ciklopeptidi koji su prisutni u gljivama.

Zbog svog izrazitog uticaja na metabolizam, oni indirektno utiču i na našu samu prehranu, i to je veza koja je objašnjena u seminaaskom radu, što je bila njegova osnovna svrha.

16


LITERATURA

1. Donald Voet, Judith G. Voet-,,Biochemistry'', (3 ed.), 2005.

2. Peđa Petrović- ,,Šta su peptidi ?'', 2013.http://wwwogistra-nutrition-shop.blogspot.com/2013/12/sta-su-peptidi.html

3. Peptide Guide- ,,Peptide bond'', 2007- 2012.http://www.peptideguide.com/peptide-bond.html

4. Nevijo Zdoelc- ,,Peptidi i suština peptidne bioregulacije'', 2012.http://ipriz.rs/p0400_Naucni_tekstovi.htm

5. Midhat Jašić- ,,Peptidi i proteini'', 2009.http://www.tehnologijahrane.com/hemijahrane/peptidi-proteini

6. ,,Spojevi koji koriste-L glutation'', 2013.http://rak-prehrana.com/hr/spojevi-koji-koriste/l-glutation

7. ,,L-Glutathione Tri-Peptide '', 2013. http://www.jomarlabs.com/amino-acids/setria-l-glutathione-tri-peptide.html

8. Wikipedia- ,,Inzulin'', 2014.http://hr.wikipedia.org/wiki/Inzulin

9. News Medical-,,What is ghrelin?'', 2011.http://www.news-medical.net/health/Ghrelin-What-is-Ghrelin.aspx

10. Erickson JC, Clegg KE, Palmiter RD- ,,Sensitivity to leptin and susceptibility to seizures of mice lacking neuropeptide'', 1996.http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/bodyweight/npy.html

11. Janet Starr Hull- ,, Aspartame side effects'', 2002.http://www.sweetpoison.com/aspartame-side-effects.html

12. Brennan AM, Mantzoros CS -"Drug Insight: the role of leptin in human physiology and pathophysiology--emerging clinical applications", 2006.

13. Campfield LA, Smith FJ, Guisez Y, Devos R, Burn P- "Recombinant mouse OB protein: evidence for a peripheral signal linking adiposity and central neural networks", 1995.

14. R.Bowenm- ,,Cholecystokinin'', 2001.http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/gi/cck.html

15. Roberts AN, Leighton B, Todd JA, Cockburn D, Schofield PN, Sutton R, - "Molecular and functional characterization of amylin, a peptide associated with type 2 diabetes mellitus", 1989.

17

http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/gi/cck.html

http://www.news-medical.net/health/Ghrelin-What-is-Ghrelin.aspx

http://hr.wikipedia.org/wiki/Inzulin

http://rak-prehrana.com/hr/spojevi-koji-koriste/l-glutation

http://www.tehnologijahrane.com/hemijahrane/peptidi-proteini

http://ipriz.rs/p0400_Naucni_tekstovi.htm

http://www.peptideguide.com/peptide-bond.html


16. Dragana Vujanović-,,Gljive (pečurke)'', 2013.

18

Documents

Hemija Peptida i Njihov Značaj u Prehrani, Ademović Aldina