3.3 Lípíð
3.3 Lípíð
Námsmarkmið
Í lok þessa hluta munt þú geta gert eftirfarandi:
Lípíð eru fjölbreyttur hópur efnasambanda sem eru að mestu óskautuð í eðli sínu. Þetta er vegna þess að þau eru vetniskolefni sem innihalda aðallega óskautuð kolefnis–kolefnis eða kolefnis–vetnis tengi. Óskautaðar sameindir eru vatnsfælnar, það er óleysanlegar í vatni. Lípíð gegna mörgum mismunandi hlutverkum í frumu. Frumur geyma orku til langtímanotkunar í formi fitu. Lípíð veita einnig plöntum og dýrum einangrun frá umhverfinu (Mynd 3.12). Til dæmis hjálpa þau við að halda vatnafuglum og spendýrum þurrum þegar þau mynda verndandi lag yfir feld eða fjaðrir vegna vatnsfráhrindandi, vatnsfælins eðlis þeirra. Lípíð eru einnig byggingareiningar margra hormóna og eru mikilvægur hluti allra frumuhimna. Lípíð innihalda fitu, olíur, vax, fosfólípíð og stera.
Fita og olíur
Fitusameind samanstendur af tveimur meginþáttum—glýseróli og fitusýrum. Glýseról er lífrænt efnasamband (alkóhól) með þremur kolefnum, fimm vetnum og þremur hýdroxýlhópum (OH). Fitusýrur hafa langa keðju vetniskolefna sem karboxýlhópur er tengdur við, þar af leiðandi nafnið „fitusýra“. Fjöldi kolefna í fitusýrunni getur verið á bilinu 4 til 36. Algengastar eru þær sem innihalda 12–18 kolefni. Í fitusameind tengjast fitusýrurnar hverju af þremur kolefnum glýserólsameindarinnar með estertengi um súrefnisatóm (Mynd 3.13).
Við myndun þessa estertengis losna þrjár vatnssameindir. Fitusýrurnar þrjár í þríasýlglýserólinu geta verið eins eða ólíkar. Við köllum fitu einnig þríasýlglýseról eða þríglýseríð vegna efnafræðilegrar byggingar hennar. Sumar fitusýrur hafa almenn heiti sem tilgreina uppruna þeirra. Til dæmis er palmitínsýra, mettuð fitusýra, unnin úr pálmatrénu. Arakidinsýra er unnin úr Arachis hypogaea, sem er fræðiheitið á jarðhnetum.
Fitusýrur geta verið mettaðar eða ómettaðar. Ef aðeins eintengi eru á milli nálægra kolefna í vetniskolefniskeðjunni, er fitusýran mettuð. Mettaðar fitusýrur eru mettaðar af vetni. Með öðrum orðum er fjöldi vetnisatóma sem tengjast kolefnisgrindinni hámarkaður. Sterínsýra er dæmi um mettaða fitusýru (Mynd 3.14).
Þegar vetniskolefniskeðjan inniheldur tvítengi er fitusýran ómettuð. Olíusýra er dæmi um ómettaða fitusýru (Mynd 3.15).
Flestar ómettaðar fitur eru fljótandi við stofuhita. Við köllum þær olíur. Ef eitt tvítengi er í sameindinni, þá er það einómettuð fita (t.d. ólífuolía), og ef fleiri en eitt tvítengi eru, þá er það fjölómettuð fita (t.d. repjuolía).
Þegar fitusýra hefur engin tvítengi er hún mettuð fitusýra vegna þess að ekki er hægt að bæta fleiri vetnum við kolefnisatóm keðjunnar. Fita getur innihaldið eins eða mismunandi fitusýrur tengdar glýseróli. Langar beinar fitusýrur með eintengjum pakkast almennt þétt saman og eru á föstu formi við stofuhita. Dýrafitur með sterínsýru og palmitínsýru (algengar í kjöti) og fita með smjörsýru (algeng í smjöri) eru dæmi um mettaða fitu. Spendýr geyma fitu í sérhæfðum frumum, eða fitufrumum (adipocytes), þar sem fitudropar taka upp mestallt rúmmál frumunnar. Plöntur geyma fitu eða olíu í mörgum fræjum og nota þær sem orkugjafa við þroska kímplöntunnar. Ómettaðar fitur eða olíur eru venjulega úr jurtaríkinu og innihalda cis ómettaðar fitusýrur. Cis og trans gefa til kynna afstöðu sameindarinnar umhverfis tvítengið. Ef vetni eru til staðar í sama plani er það cis fita. Ef vetnisatómin eru í tveimur mismunandi plönum er það trans fita. Cis tvítengið veldur beygju eða „hnekk“ sem kemur í veg fyrir að fitusýrurnar pakkist þétt saman, sem heldur þeim fljótandi við stofuhita (Mynd 3.16). Ólífuolía, maísolía, repjuolía og þorskalýsi eru dæmi um ómettaða fitu. Ómettaðar fitur hjálpa til við að lækka kólesterólmagn í blóði; en mettaðar fitur gætu stuðlað að skellumyndun í slagæðum.
Transfitur
Matvælaiðnaðurinn vetnar olíur (herðir) til að gera þær hálf-fastar og með áferð sem er eftirsóknarverð fyrir margar unnar matvörur. Einfaldlega sagt er vetnisgasi dælt í gegnum olíur til að storkna þær. Í þessu vetnunarferli geta tvítengi af cis-gerð í vetniskolefniskeðjunni breyst í tvítengi af trans-gerð.
Smjörlíki, sumar tegundir hnetusmjörs og bökunarfeiti eru dæmi um tilbúnar vetnaðar transfitur. Nýlegar rannsóknir hafa sýnt að aukning á transfitu í mataræði manna getur leitt til hærra magns af lágþéttni lípópróteinum (LDL), eða „slæmu“ kólesteróli, sem aftur getur leitt til útfellingar skellu í slagæðum, sem getur leitt til hjartasjúkdóma. Margir skyndibitastaðir hafa nýlega bannað notkun transfitu og krafist er að matvælamerkingar sýni innihald transfitu.
Ómega fitusýrur
Lífsnauðsynlegar fitusýrur eru þær sem mannslíkaminn þarfnast en myndar ekki sjálfur. Þar af leiðandi verður að fá þær úr fæðunni. Ómega-3 fitusýrur (eins og þær á Mynd 3.17) falla í þennan flokk og eru annar af tveimur flokkum lífsnauðsynlegra fitusýra sem þekktir eru hjá mönnum (hin er ómega-6 fitusýra). Þetta eru fjölómettaðar fitusýrur og eru ómega-3 vegna þess að tvítengi tengir þriðja kolefnið frá enda vetniskolefniskeðjunnar við aðliggjandi kolefni.
Kolefnið sem er lengst í burtu frá karboxýlhópnum er númerað sem ómega (ω) kolefnið, og ef tvítengið er á milli þriðja og fjórða kolefnis frá þeim enda, er það ómega-3 fitusýra. Ómega-3 fitusýrur eru næringarfræðilega mikilvægar því líkaminn framleiðir þær ekki, og innihalda alfa-línólensýru (ALA), eikósapentaensýru (EPA) og dókósahexaensýru (DHA), sem allar eru fjölómettaðar. Lax, silungur og túnfiskur eru góðar uppsprettur ómega-3 fitusýra. Rannsóknir benda til þess að ómega-3 fitusýrur dragi úr hættu á skyndidauða af völdum hjartaáfalla, lækki þríglýseríð í blóði, lækki blóðþrýsting og komi í veg fyrir segamyndun með því að hamla blóðstorknun. Þær draga einnig úr bólgu og geta hjálpað til við að minnka hættu á sumum krabbameinum í dýrum.
Líkt og kolvetni hefur fita fengið talsverða slæma umfjöllun. Það er satt að neysla á of miklu af steiktum mat og öðrum „fituríkum“ mat leiðir til þyngdaraukningar. Hins vegar hefur fita mikilvæg hlutverk. Mörg vítamín eru fituleysanleg og fita þjónar sem langtímageymsla fitusýra og orkugjafi. Hún veitir einnig einangrun fyrir líkamann. Þess vegna ættum við að neyta „hollrar“ fitu í hóflegu magni reglulega.
Vax
Vax þekur fjaðrir sumra vatnafugla og laufyfirborð sumra plantna. Vegna vatnsfælins eðlis vaxs kemur það í veg fyrir að vatn loði við yfirborðið (Mynd 3.18). Vax er myndað úr löngum fitusýrukeðjum sem eru estertengdar við langkeðjualkóhól.
Fosfólípíð
Fosfólípíð eru helstu byggingarefni frumuhimna, ysta lags frumna. Líkt og fita eru þau samsett úr fitusýrukeðjum tengdum við glýseról- eða sfingósíngrind. Í stað þriggja fitusýra, eins og í þríglýseríðum, eru tvær fitusýrur tengdar og mynda tvíasýlglýseról; breyttur fosfathópur situr á þriðja kolefni glýserólgrindarinnar (Mynd 3.19). Fosfathópur einn og sér tengdur við tvíasýlglýseról telst ekki vera fosfólípíð. Það er fosfatídat (tvíasýlglýseról 3-fosfat), forveri fosfólípíða. Alkóhól breytir fosfathópnum. Fosfatidýlkólín og fosfatidýlserín eru tvö mikilvæg fosfólípíð sem eru í frumuhimnum.
Fosfólípíð er tvíeðla sameind, sem þýðir að hún hefur vatnsfælinn og vatnssækinn hluta. Fitusýrukeðjurnar eru vatnsfælnar og geta ekki víxlverkað við vatn; en fosfatinnihaldandi hópurinn er vatnssækinn og víxlverkar við vatn (Mynd 3.20).
Hausinn er vatnssækni hlutinn og halinn inniheldur vatnsfælnu fitusýrurnar. Í himnu myndar tvílag fosfólípíða grunnbygginguna, fitusýruhalar fosfólípíðanna snúa inn, burt frá vatni; en fosfathópurinn snýr út, að vatnsríku hliðinni (Mynd 3.20).
Fosfólípíð bera ábyrgð á kviku eðli frumuhimnunnar. Ef dropi af fosfólípíðum er settur í vatn, myndar hann sjálfkrafa byggingu sem vísindamenn kalla micellu, þar sem vatnssæknu fosfathausarnir snúa út og fitusýrurnar snúa inn í bygginguna.
Sterar
Ólíkt fosfólípíðum og fitu sem við ræddum fyrr, hafa sterar samrunna hringlaga byggingu. Þó að þeir líkist ekki hinum lípíðunum, flokka vísindamenn þá með þeim vegna þess að þeir eru einnig vatnsfælnir og óleysanlegir í vatni. Allir sterar hafa fjóra tengda kolefnishringi og margir þeirra, eins og kólesteról, hafa stuttan hala (Mynd 3.21). Margir sterar hafa einnig –OH virkan hóp, sem setur þá í alkóhólflokkunina (steról).
Kólesteról er algengasti sterinn. Lifrin myndar kólesteról og það er forveri margra sterahormóna eins og testósteróns og estradíóls, sem kynkirtlar og innkirtlar seyta. Það er einnig forveri D-vítamíns. Kólesteról er einnig forveri gallsalta, sem hjálpa til við að fleyta fitu og auðvelda frásog hennar í frumum. Þó að almenningur tali oft neikvætt um kólesteról, er það nauðsynlegt fyrir eðlilega starfsemi líkamans. Steról (kólesteról í dýrafrumum, fýtósteról í plöntum) eru hluti af frumuhimnu frumna og finnast innan fosfólípíð-tvílagsins.
Tengill í námsefni
Til að fá frekari sýn á lípíð skaltu horfa á þetta myndband um tegundir fitu.