4.3: A lipidek működése

Fejlesztési készségek

Magyarázza el, hogy az egyes lipidek szerkezete hogyan befolyásolja funkcióját az egészséggel és a betegségekkel kapcsolatban.
Hasonlítsa össze és állítsa szembe a következő típusú zsírok szerkezetét: triacil-glicerin (egyszeresen telítetlen, többszörösen telítetlen, omega-3 és omega-6), foszfolipidek és szterolok.
Magyarázza el, hogy az elfogyasztott zsírsavak hogyan viszonyulnak a testzsír zsírsavösszetételéhez.

A lipidek egyedülálló szerves vegyületek, amelyek mindegyike kulcsszerepet tölt be és meghatározott funkciókat lát el a testen belül. Miközben további részleteket tárgyalunk a különféle lipidekről (triacil-glicerin, foszfolipidek és szterolok), összehasonlítjuk azok szerkezetét és funkcióit, valamint megvizsgáljuk az emberi egészségre gyakorolt hatásukat.

A triacilglicerinek felépítése és funkciói

A triacil-glicerin a lipid fő formája, amely megtalálható a testben és az étrendben. A zsírsavak és a glicerin a triacil-glicerin építőkövei. A glicerin vastag, sima, szirupos vegyület, amelyet gyakran használnak az élelmiszeriparban. Triacil-glicerin előállításához egy glicerin-molekulát három zsírsavlánc köt össze. A triacil-glicerin különböző zsírsav-keverékeket tartalmaz.

Zsírsavak

A zsírsavak meghatározzák, hogy a vegyület szobahőmérsékleten szilárd vagy folyékony. A zsírsavak a szénlánc egyik végén karbonsav (-OOH) csoportból, a másik végén metilcsoportból (-CH3) állnak. A zsírsavak két fontos szempontból különbözhetnek egymástól: a szénlánc hossza és a telítettség mértéke.

Ez az egész a láncban van

A zsírsavak lánchossza és összetétele eltérő. Az élelmiszerekben zsírsavak vannak, amelyek lánchossza négy és huszonnégy szén között van, és többségük páros számú szénatomot tartalmaz. Ha a szénlánc hossza rövidebb, a zsírsav olvadáspontja alacsonyabbá válik - és a zsírsav folyékonyabbá válik.

4.3.1. Ábra: Telített, egyszeresen és többszörösen telítetlen zsír szerkezete

A rövid szénláncú zsírsavak (SCFA-k) hossza legfeljebb 6 szénatom lehet. A közepes láncú zsírsavak (MCFA-k) hossza nyolc-tizennégy szénatom, míg a hosszú láncú zsírsavak (LCFAS) tizenhat vagy több szénatom.

Telítettségi fokok

A zsírsavláncokat az egymáshoz és a hidrogénatomokhoz kapcsolódó szénatomok tartják össze. A telítettség kifejezés arra utal, hogy a zsírsavlánc hidrogénatomokkal telített-e (vagy „telített”). Ha minden rendelkezésre álló szénkötés hidrogénatomot tartalmaz, ezt telített zsírsavláncnak nevezzük. Az ilyen zsírsavlánc összes szénatomja egyszeres kötésekkel kapcsolódik. Néha a láncnak van egy olyan helye, ahol hiányoznak a hidrogénatomok. Ezt a telítetlenség pontjának nevezik .

Amikor a szénatomok között egy vagy több kötés kettős kötés (C = C), akkor ezt a zsírsavat telítetlen zsírsavnak nevezzük, mivel egy vagy több telítetlen pontja van. Bármely zsírsav, amelynek csak egy kettős kötése van, egyszeresen telítetlen zsírsav, amelynek példája az olívaolaj (zsírjának 75 százaléka egyszeresen telítetlen). Az egyszeresen telítetlen zsírok segítenek a vér koleszterinszintjének szabályozásában, ezáltal csökkentve a szívbetegségek és a stroke kockázatát. A többszörösen telítetlen zsírsav két vagy több kettős kötéssel vagy két vagy több telítetlen ponttal rendelkező zsírsav. A szójaolaj nagy mennyiségben tartalmaz többszörösen telítetlen zsírsavat. Mind az egyszeresen, mind a többszörösen telítetlen zsírok olyan táplálékot nyújtanak, amely elengedhetetlen a sejtek normális fejlődéséhez és az egészséges bőrhöz.

4.3.2. Ábra: Telített zsírsavak, egyszeresen és többszörösen telítetlen zsírsavak láncstruktúrái

Azok az ételek, amelyekben magas a telített zsírsavtartalom, szobahőmérsékleten szilárdak. Ilyenek például a csokoládéban található zsírok (sztearinsav, tizennyolc szénnel telített zsírsav az elsődleges komponens) és a hús. A szokásos telített zsírsavak a palmitinsav (16 szén; pálmamagolaj, kókuszdióolaj és állati zsír), sztearinsav (18 szénatom; kakaóvaj, állati zsír), laurinsav (12 szénatom; kókusz- és pálmamagolaj). és mirisztinsav (14 szénatom; vajzsír, kókuszolaj).

A telítetlen zsírsavakban gazdag ételek, például az olívaolaj (az olajsav, a tizennyolc szénatomos telítetlen zsírsav fő összetevője) szobahőmérsékleten általában folyékonyak. A lenmagolajban gazdag alfa-linolénsav van, amely telítetlen zsírsav, és szobahőmérsékleten vékony folyadékká válik. A telítetlen zsírok alacsonyabb hőmérsékletűek, mint a telített zsíroké.

Az ételválasztás szempontjából fontos a lánc hossza, a telítettség mértéke és a zsírsav (szilárd vagy folyékony) állapota közötti kapcsolat ismerete. Ha úgy dönt, hogy korlátozza vagy átirányítja a zsírtermékek bevitelét, akkor a telítetlen zsír kiválasztása előnyösebb, mint a telített zsír kiválasztása. Ezt a választást elég könnyű meghozni, mert a telítetlen zsírok szobahőmérsékleten általában folyékonyak (például olívaolaj), míg a telített zsírok szobahőmérsékleten szilárdak (például vaj). Az avokádó gazdag telítetlen zsírokban. A legtöbb növényi és halolaj nagy mennyiségben tartalmaz többszörösen telítetlen zsírokat. Az olívaolaj és a repceolaj gazdag egyszeresen telítetlen zsírokban is. Ezzel szemben a trópusi olajok kivételt képeznek ez alól a szabály alól, mivel szobahőmérsékleten folyékonyak, ugyanakkor sok a telített zsír. A pálmaolaj (amelyet gyakran használnak élelmiszer-feldolgozásban) erősen telített, és bizonyítottan emeli a vér koleszterinszintjét. A rövidítés, a margarin és a kereskedelemben készített termékek (általában) arról számolnak be, hogy feldolgozásuk során csak növényi eredetű zsírokat használnak. De még így is az általuk használt zsír nagy része telített és transz-zsíros kategóriába tartozhat.

Cisz- vagy transz-zsírsavak?

Szén kettős kötés bevezetése egy szénláncban, mint egy telítetlen zsírsav, eltérő struktúrákat eredményezhet ugyanazon zsírsav-összetételnél. Amikor a hidrogénatomok a szénlánc azonos oldalához kapcsolódnak, cisz-zsírsavnak nevezik. Mivel a hidrogénatomok ugyanazon az oldalon vannak, a szénlánc hajlított szerkezetű és alacsonyabb hőmérsékleten olvad. A természetben előforduló zsírsavak általában cisz konfigurációval rendelkeznek.

A transz-zsírsavban a hidrogénatomok a szénlánc ellentétes oldalán kapcsolódnak. A cisz-zsírsavaktól eltérően a legtöbb transz-zsírsav nem található meg természetes módon az élelmiszerekben, hanem a hidrogénezésnek nevezett folyamat eredménye. A hidrogénezés a hidrogén hozzáadása a szén kettős kötésekhez, ezáltal a zsírsav telítetté (részleges hidrogénezés esetén kevésbé telítetlenné), a szénlánc egyenesebbé válik, és növeli az olvadáspontot. A növényi olajok így alakulnak félszilárd zsírokká a gyártási folyamatban való felhasználás céljából.

A folyamatban lévő Harvard Nurses Health Study szerint a transz-zsírsavak a koszorúér-betegség fokozott kockázatával jártak együtt, mivel negatívan befolyásolják a vér koleszterinszintjét. Harvard Közegészségügyi Iskola. "Itt az ideje, hogy vessen véget az alacsony zsírtartalmú mítosznak." Bevezetés a „Zsírok és koleszterin: ki a rosszból, a jóba” című cikkbe a Táplálkozási Forrásban. http://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/what-should-you-eat/fats-full-story/#references.

Érdekes módon néhány természetes úton előforduló transz-zsír nem jelent ugyanolyan egészségügyi kockázatot, mint a mesterségesen előállított társaik. Ezek a transzzsírok kérődző állatokban, például tehenekben, juhokban és kecskékben találhatók meg, ami azt eredményezi, hogy transz-zsírsavak vannak jelen a hús-, tej- és egyéb tejtermékkészletünkben. Az amerikai Mezőgazdasági Minisztérium (USDA) jelentései azt mutatják, hogy ezek a transzzsírok az étrendünkben a teljes transz-zsír bevitel 15-20 százalékát teszik ki. Bár tudjuk, hogy a transzzsírok nem éppen ártalmatlanok, úgy tűnik, hogy a természetben előforduló transzzsírok bármely negatív hatását ellensúlyozza más zsírsavmolekulák jelenléte ezekben az állati termékekben, amelyek az emberi egészség elősegítésére irányulnak.

Nem esszenciális és esszenciális zsírsavak

A zsírsavak létfontosságúak az összes testrendszer normális működéséhez. A keringési rendszer, a légzőrendszer, az egészrendszer, az immunrendszer, az agy és más szervek zsírsavakat igényelnek a megfelelő működéshez. A szervezet képes a táplálékból szintetizálni a szükséges zsírsavak nagy részét. Ezeket a zsírsavakat nem esszenciális zsírsavaknak nevezik. Vannak azonban olyan zsírsavak, amelyeket a test nem tud szintetizálni, és ezeket esszenciális zsírsavaknak nevezzük. Fontos megjegyezni, hogy a nem esszenciális zsírsavak nem jelentenek jelentéktelent; az osztályozás kizárólag azon alapul, hogy a test képes-e szintetizálni a zsírsavat. Ezek a zsírsavak, alfa-linolénsav és linolsav szükségesek az étrendben. Ezen zsírsavak nélkül a csecsemők nem tudnak növekedni és rossz a látásuk, a bőr pikkelyes lesz, a szaporodási folyamatok kudarcot vallanak, és az ember gyenge immunitást és fogékonyságot tapasztal a fertőző betegségek iránt.

Az esszenciális zsírsavakat élelmiszerből kell előállítani. Két kategóriába sorolhatók - omega-3 és omega-6. A 3 és 6 az első szén kettős kötés helyzetére, az omega pedig a lánc metil végére utal. Az omega-3 és omega-6 zsírsavak az eikozanoidoknak nevezett fontos vegyületek prekurzorai. Az eikozanoidok erős hormonok, amelyek sok más hormont és a test fontos funkcióit, például a központi idegrendszert és az immunrendszert szabályozzák. Az omega-6 zsírsavakból származó eikozanoidokról ismert, hogy növelik a vérnyomást, az immunválaszt és a gyulladást. Ezzel szemben az omega-3 zsírsavakból származó eikozanoidoknak ismert, hogy szívükre egészséges hatásúak. Tekintettel az omega-3 és omega-6 zsírsavak ellentétes hatására, az optimális egészségügyi előnyök biztosítása érdekében megfelelő étrendi egyensúlyt kell elérni a kettő között.

A linolsav egy része (omega-6) testünkben arachidonsavvá alakul .

4.3.4. Ábra: Az omega-6 zsírsav, amely az első kettős kötésű szénatomot mutatja a metilcsoportból, a hatodik szénatom.

Az étrendi alfa-linolénsav kis százaléka, körülbelül 17% -a eikozapentaénsavvá (EPA) és dokozahexaénsavvá (DHA) alakul. Az omega-3 zsírsavak különböző folyamatok szabályozásában vesznek részt, beleértve a vérnyomást, az izomösszehúzódásokat, a véralvadást, az immunsejtek termelését és a vér trigliceridjét.

Az esszenciális zsírsavak fontos szerepet játszanak a szívsejtek életében és halálában, az immunrendszer működésében és a vérnyomás szabályozásában. A dokozahexaénsav (DHA) egy esszenciális omega-3 zsírsav, amelyről kimutatták, hogy fontos szerepet játszik az agy szinaptikus transzmissziójában a magzati fejlődés során.

Néhány kiváló omega-3 és omega-6 esszenciális zsírsavforrás a hal, a lenmagolaj, a kender, a dió és a leveles zöldségek. Mivel ezek az esszenciális zsírsavak könnyen hozzáférhetők, az esszenciális zsírsavhiány rendkívül ritka.

Eszközök a változáshoz

Fontos, hogy az étrendben megfelelő egyensúlyt találjon az omega-3 és az omega-6 zsírok között. A kutatások szerint a túl magas omega-6 zsírtartalmú étrend torzítja a gyulladáscsökkentő szerek egyensúlyát, elősegítve a krónikus gyulladást és egészségügyi problémák, például asztma, ízületi gyulladás, allergia vagy cukorbetegség kialakulását. Az omega-6 zsírok az omega-3 zsírokkal versenyeznek az enzimekért, és valóban felváltják az omega-3 zsírokat. A tipikus nyugati étrendet a magas omega-6 zsírsavtartalmú ételek túlzott fogyasztása jellemzi. A kettő közötti megfelelő egyensúly elérése érdekében növelje az omega-3 zsírbevitelt azzal, hogy hetente legalább kétszer több zsíros halat vagy más omega-3 zsírsavforrást fogyaszt.

4.3.6. Ábra: Az omega-3 ételek sokféle forrásból származnak.

Zsírsav-összetétel az étrendben és a testben

Az étrend zsírsavprofilja közvetlenül korrelál a test szöveti lipidprofiljával. Lehet, hogy nem csak az étkezési zsír mennyisége a lényeg. Közelebbről kimutatták, hogy az étkezési zsír típusa befolyásolja a testtömeget, az összetételt és az anyagcserét. Az elfogyasztott zsírsavakat gyakran beépítik a testben lévő triacil-glicerinekbe. A bizonyítékok megerősítik, hogy a telített zsírsavak magasabb súlymegtartási arányhoz kapcsolódnak, mint más típusú zsírsavak. Alternatív megoldásként a halolajban található zsírsavak bizonyítottan csökkentik a súlygyarapodás mértékét más zsírsavakhoz képest. Mori, T. „A diétás halolaj szabályozza a bél lipidanyagcseréjét és csökkenti a testtömeg-növekedést a C57BL/6J egerekben.” J Nutr. 2007. december; 137 (12): 2629-34. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18029475

Foszfolipidek

A triacil-glicerinekhez hasonlóan a foszfolipideknek is glicerin-gerincük van. De a triacil-glicerintől eltérően a foszfolipidek digliceridek (két zsírsavmolekula kapcsolódnak a glicerin-gerinchez), míg harmadik zsírsavláncuk foszfátcsoportot tartalmaz, nitrogéntartalmú csoporttal párosítva. Ez az egyedülálló szerkezet teszi a foszfolipideket vízoldhatóvá. A foszfolipideket amfifilnek nevezzük - a zsírsav oldalak hidrofóbak (nem szeretik a vizet), a foszfátcsoportok pedig hidrofilek (szereti a vizet). A tojássárgája, a máj, a szójabab és a földimogyoró gazdag foszfolipidekben.

A szervezetben a foszfolipidek összekapcsolódva sejtmembránokat képeznek. A foszfolipidek amfifil jellege szabályozza a sejtmembrán komponenseiként történő működésüket. A foszfolipidek kettős réteget képeznek a sejtmembránokban, így hatékonyan védik a sejt belsejét a külső környezettől, ugyanakkor lehetővé teszik a zsír és a víz szállítását a membránon keresztül. A foszfolipidek szintén fontosak a sejt integritásának fenntartásában, valamint az immunrendszer, a szív- és érrendszeri és az izomrendszer szabályozásában.

A foszfolipidek ideális emulgeálószerek, amelyek az olajat és a vizet összekeverhetik. Az emulziók két folyadék keverékei, amelyek nem keverednek. Emulgeálószerek nélkül a zsír- és víztartalom elkülönülne az ételen belül. A tojássárgájában, a mézben és a mustárban található lecitin (foszfatidilkolin) népszerű élelmiszer-emulgeálószer. A majonéz demonstrálja a lecitin azon képességét, hogy keverje az ecetet és az olajat, hogy megteremtse a stabil, kenhető fűszert, amelyet oly sokan élveznek. Az élelmiszer-emulgeálószerek fontos szerepet játszanak az étkezés étvágygerjesztővé tételében. Az emulgeálószerek hozzáadása a mártásokhoz és krémekhez nemcsak javítja megjelenésüket, hanem frissességüket is.

A lecitin döntő szerepe a testen belül egyértelmű, mert a test minden sejtjében jelen van; Az agy anyagának 28 százaléka lecitinből áll, a máj zsírjának 66 százaléka pedig lecitin. Sokan az egészséget elősegítő tulajdonságokat tulajdonítják a lecitineknek, például annak képességét, hogy csökkentse a vér koleszterinszintjét, és elősegíti a fogyást. A piacon számos lecitin-kiegészítő van, amely ezeket az állításokat sugározza. Mivel azonban a szervezet képes a legtöbb foszfolipidet előállítani, nem szükséges pirulában fogyasztani őket. A test elkészíti az összes szükséges lecitint.

Sterolok

A szterinek szerkezete nagyon eltér a triacil-glicerinektől és a foszfolipidektől. A legtöbb szterin nem tartalmaz zsírsavat, inkább többgyűrűs szerkezeteket tartalmaz. Összetett molekulák, amelyek összekapcsoló szénatomokat tartalmaznak, szén, hidrogén és oxigén mellékláncai kapcsolódnak. Lehet tiszta, viaszos, lipidben oldódó anyag és lipofil (lipidbarát) anyag.

A koleszterin a legismertebb szterin, mivel szerepet játszik a szívbetegségekben. Az érelmeszesedést szűkítő plakk nagy részét képezi az érelmeszesedésben. Éles ellentétben a koleszterinnek vannak konkrét előnyös funkciói a testben. A foszfolipidekhez hasonlóan a koleszterin is jelen van az összes testsejtben, mivel fontos anyag a sejtmembrán szerkezetében. A test koleszterinének körülbelül 25 százaléka az agyszövetben lokalizálódik. A koleszterint számos fontos dolog előállítására használják a szervezetben, beleértve a D-vitamint, a glükokortikoidokat, az epét és a nemi hormonokat, a progeszteront, a tesztoszteront és az ösztrogéneket.

Bár a koleszterint megelőzi hírhedt hírneve, egyértelműen létfontosságú anyag a szervezetben, amely csak akkor okoz gondot, ha a vérben feleslegesen halmozódik fel. A lecitinhez hasonlóan a test is szintetizálni tudja a koleszterint.

A fitoszterolok és a fitosztanolok a szterinek két másik formáját tartalmazzák étrendünkben. Ezeket néhány növényben és állatban megtalálja. Nevezetesen a növényekben található szterolok szerkezetükben hasonlítanak a koleszterinhez. A növényi szterolok azonban gátolják az emberi test koleszterin felszívódását, ami hozzájárulhat a koleszterinszint csökkentéséhez.