Rasvhapped: definitsioon, struktuur, tüübid ja bioloogiline roll

Rasvhapped: definitsioon, struktuur, tüübid ja bioloogiline roll — põhjalik ülevaade, metabolism, küllastunud vs küllastumata, energiaallikas ja funktsioonid organismis.

Rasvhape on üldreeglina karboksüülhape (-C(=O)OH), mille küljes on pikk enamasti hargnemata süsivesinike saba. Keemiliselt kirjeldatakse rasvhappeid tavaliselt üldvalemiga R–COOH, kus R esindab hüdrofoobset ahelat. Rasvhapete kaksikku komponenti — polaarne karboksüülrühm ja mittesegunev süsivesinikahel — teeb neist amfifiilsed molekulid, mis osalevad nii struktuursetes kui ka energiavarustuse protsessides. Rasvhappeid uuritakse nii orgaanilises keemias kui ka biokeemias, kuna nende keemiline struktuur ja metoodid (nt hüdrolüüs, esterifikatsioon, oksüdatsioon) on olulised nii laboris kui organismis.

Struktuur ja nomenklatuur

Rasvhapped koosnevad kahest põhiosast: hüdrofiilsest karboksüülpeast (-COOH) ja hüdrofoobsest süsivesinike ahelast. Looduses esinevatel rasvhapetel on tavaliselt 4–28 süsinikuaatomit; sagedasemad on 16–18 aatomit (nt palmitaan- ja stearhape). Ahel võib olla hargnemata või harunenud, ja sellel võivad olla üks või mitu kaksiksidet. Kahe levinud numbrimissüsteemi vahel kasutatakse Δ-süsteemi (kaksiksideme positsioon loetakse karboksüülhappest) ning ω- (omega) süsteemi (positsioon loetakse ahela hüdroksüülotsast). Nimetuste näited: palmitaat (16:0), stearaat (18:0), oleiinhape (18:1 Δ9 või 18:1 ω‑9), linoolhape (18:2 Δ9,12 või 18:2 ω‑6).

Tüübid: küllastunud, küllastumata ja konfiguratsioon

• Küllastunud rasvhapped ei sisalda kaksiksidemeid (nt palmitiinhape, steariinhape). Need on tavaliselt tahkemad toatemperatuuril ja tõstavad küllastatult tarbitult vere kolesterooli taset.
• Küllastumata rasvhapped sisaldavad ühte või mitut kaksiksidet. Need jagunevad monoküllastumatuteks (ühe kaksiksidemega, nt oleiinhape) ja polüküllastumatuteks (rohkem kui üks kaksiksideme, nt linoolhape, alfa‑linoleenhape).
• Cis- ja trans-isomeerid: looduses esinevad kaksiksidemed on enamasti cis-konfiguratsioonis, mis põhjustab ahela kõveruse ja suurendab membraani vedelikkust. Trans-rasvhapped tekivad tööstusliku vesinamise käigus; need on lähemal küllastunud rasvhapetele ja seotakse halvemate tervisemõjudega.
• Pika ja lühikese ahelaga: lühikese ahelaga (C2–C6), keskmise ahelaga (C8–C12), pika ahelaga (C14–C20) ja väga pika ahelaga (>C22) rasvhapped erinevad seedimis-, transpordi- ja biosünteesiomaduste poolest.

Füüsikalised omadused

Ahela pikkus ja kaksiksidemete arv/positsioon määravad rasvhapete sulamispunkti ja vedelikuviskoossuse. Pikem ja küllastunud ahel tõstab sulamispunkti; kaksiksidemed (eriti cis) langetavad seda. See seletab, miks loomarasvad (rohkem küllastunud) on tahkemad ja taimeõlid (rohkem küllastumata) vedelamad.

Bioloogiline roll

Rasvhapped on organismis mitme olulise funktsiooniga:

• Energiaallikas: rasvhapete oksüdatsioon annab palju ATP-d — neid hoitakse triglütseriididena rasvakudedesse ja vabastatakse vajadusel β‑oksüdatsiooniks. Nende metaboliseerimisel vabaneb rohkem energiaühikuid rasvadest kui samast kogusest süsivesikutest. Paljud rakutüübid kasutavad energiana kas glükoosi või rasvhappeid; eelkõige eelistavad rasvhappeid südame- ja skeletilihas.
• Rakumembraanide komponendid: fosfolipiidide ja sfingolipiidide rasvhapped mõjutavad membraani vedelikkust, lokaalseid signalisatsiooniradasid ja transpordikanalite tööd.
• Signaalmolekulide eelkäijad: polüküllastumata rasvhapped (nt arahhidoonhape) on eikosanoidsüsteemi (prostaglandiinid, tromboksaanid, leukotrieenid) lähteained, mis reguleerivad põletikku, vereliistakute agregatsiooni ja vasokonstriktsiooni/dilatatsiooni.
• Iseloomulikud keemised signaalid: naha ja sülje rasvhapete segud võivad olla osa lõhnamärgistusest. Näiteks imetajate naha rasvhapete kooslus koos piimhappe ja pürurohappega aitab terava haistmismeelega loomadel indiviide identifitseerida.
• Struktuurne ja kaitsefunktsioon: rasvkiht isolatsioonina, tolmu ja niiskuse tõrjumine (vahad) ning energiavarude amortiseerimine.

Metabolism, transport ja süntees

Rasvhapete lagundamine toimub peamiselt mitokondrites β‑oksüdatsiooni käigus, kus ahel lõigatakse kahe-süsinikuliseks atsetüül‑CoA‑ks, mis seejärel siseneb tsitraaditsüklisse ja hingamiseliinile ATP tootmiseks. Rasvhapete transport vereringes toimub peamiselt triglütseriididena lipoproteiinide (nt kidasmükrônid, LDL, HDL) kaudu. De novo rasvhapete süntees (lipogenees) toimub peamiselt maksas ja rasvkoes ning algab atsetüül‑CoAst. Mõned rasvhapped on organismile hädavajalikud ja peavad tulema toidust (nt omega‑3 ja omega‑6 linool- ja alfa‑linoleenhape).

Tervis ja keskkond

• Olulised toitumisalased rasvhapped: omega‑3 (n‑3) ja omega‑6 (n‑6) polüküllastumata rasvhapped mängivad rolli arengu, aju toimimise ja põletikuregulatsiooni juures; nende tasakaal dieedis on oluline.
• Transrasvhapped: tööstuslikult tekkinud transrasvad seotakse suurenenud südameveresoonkonna haiguste riskiga.
• Ülemäärane tarbimine: suures koguses küllastunud rasvade tarbimine võib suurendada kardiovaskulaarsete haiguste riski, samas kui mõõdukas polüküllastumatute rasvade tarbimine võib olla kaitsev.

Majanduslikud ja tehnilised rakendused

Rasvhapped ja nende esterdatud vormid (õlid) on olulised toiduainetööstuses, kosmeetikas, seebitootmises (saponifikatsioon), biokütuste (biodiesel) valmistamises ja farmaatsias (nt rasvhapete derivaadid terapeutilistes preparaatides).

Rasvhapped on alifaatsed monokarboksüülhapped, mis on saadud loomsetest või taimsetest rasvadest, õlidest või vahadest või sisalduvad neis. Looduslikel rasvhapetel on tavaliselt neljast kuni 28 süsinikuaatomist koosnev ahel (tavaliselt hargnemata ja paarisarvuline), mis võib olla küllastunud või küllastumata. Siia kuulub ka äädikhape, kuigi seda ei peeta tavaliselt rasvhappeks (mitte lipiidiks), kuna selle lühike ahel muudab selle füüsikalisi ja bioloogilisi omadusi.

Küsimused ja vastused

K: Mis on rasvhape?

K: Milleks kasutatakse organismis rasvhappeid?

K: Millised rakuliigid eelistavad rasvhappeid kütusena kasutada?

K: Mis vahe on küllastunud ja küllastumata rasvhapete vahel?

K: Kust pärinevad rasvhapped?

K: Milline on looduslike rasvhapete tavaline ahela pikkus?

K: Milline on imetajate nahas leiduvate kemikaalide iseloomulik segu?

Otsing