Rasvhapete süntees

Rasvhapete süntees Mõiste "rasvhapped" hõlmab rasvhapete mitmeastmelist sünteesi organismis energia salvestamiseks. See moodustab ainult osa rasvade ainevahetusest, mis on omakorda integreeritud üldisesse metabolismi. Normaalsetes toitumistingimustes on rasvhapete süntees inimesele vähem oluline, kuna dieet sisaldab juba rasvu.

Mis on rasvhapete süntees?

Rasvhapete sünteesi tuntakse ka teadusliku nimetuse lipogenees all. See kujutab anaboolset, assimileerivat ainevahetusprotsessi, mille eesmärk on säilitada organismi energiavarusid. See kehtib nii bakterite ja seente kui ka taimede ja loomade kohta.

Lipogenees põhineb mitmete oluliste lähteühendite, vitamiinide ja ensüümide olemasolul. Sünteesis mängib keskset rolli malonüül-CoA, mis moodustub atsetüül-CoA-st ensümaatilistes tingimustes karboksüülimisel (süsinikdioksiidi lisamisel). Atsetüül-CoA pärineb erinevatest metaboolsetest radadest. See toimub vaheproduktina glükolüüsil (suhkru metabolism), rasvhapete lagunemisel või valkude metabolismil. Seejärel kontrollitakse ensüümide (atsetüül-CoA karboksülaas, rasvhapete süntetaas), energia edasikandjate (ATP, ADP) ja vitamiinide (biotiin, pantoteenhape) abil rasvhapete sünteesi.

Funktsioon ja ülesanne

Energia salvestamine on iga organismi ellujäämiseks väga oluline. Rasvhapete süntees tekkis ideaalse võimalusena energia salvestamiseks evolutsiooni varases staadiumis. Rasvhappeid hoitakse esterdatud kujul rasvade või õlidena teatud selleks ette nähtud rakkudes. Teistel rasvhapete estritel on rakumembraanide ehitamisel samuti suur tähtsus.

Energiasalvestusseadmete tootmiseks esterdatakse rasvhapped trihüdroksüülglütserooliga. Neid esterdatakse rakumembraanides fosforit sisaldavate ühenditega. Lisaks moodustavad rasvhapped kolesterooli ja erinevate hormoonide (suguhormoonid, glükokortikoidid, mineralokortikoidid) sünteesi aluse.

Keemiliselt esindavad nad pikaahelalisi molekule koos süsinikuahela ja karboksüülrühmaga.Vahel on see ahel ka hargnenud. Mõnikord võivad süsinikahelas esineda ka kaksiksidemeid. Siis on see küllastumata rasvhapped. Küllastunud rasvhapped sisaldavad ainult üksiksidemeid.

Need väikesed struktuurilised erinevused põhjustavad selle ainerühma võimalike funktsioonide paljusid. Nende peamine ülesanne on aga energia salvestamine. Rasvhapete sünteesi lähteaineid toodetakse igal ainevahetuse teel. Atsetüül-CoA moodustub alati vaheproduktina süsivesikutest, valkudest ja rasvadest, kui need lagunevad. Mitokondrites laguneb atsetüül-CoA energia tootmisel süsinikdioksiidiks ja veeks.

Kuid seda saab kasutada ka tsütoplasmas rasvhapete uueks sünteesiks. Selleks muundatakse see kõigepealt ATP abil malonüül-CoA-ks ja ADP-ks karboksüülimise ja energia neeldumisega. Malonüül-CoA omakorda allub ensümaatilisele kondensatsioonile atsetüül-ACP-ga. Saadud butürüül-ACP kondenseeritakse uuesti malonüül-CoA-ga. Neid kondenseerumisi korratakse, kuni on toodetud rasvhappeid, mille ahela pikkus on kuni 16 süsinikuaatomit.

Normaalsetes tingimustes on rasvhapete sünteesil inimestel vaid väike tähtsus. Selle üheks põhjuseks on see, et toit sisaldab tavaliselt piisavalt suurt osa rasva. Sel viisil lagundatakse toidus sisalduvad rasvad rasvhapeteks ja vajadusel esterdatakse rasvadeks. Lisaks on tasakaalustatud toitumise korral energiavarustus ja energiavajadus tasakaalus.

Varem oli aga nälga sageli faase, nii et keha pidi võtma liiga palju energiat toidu kujul, kui toitu oli liiga palju, et rasvavarusid vajalikuks ajaks säilitada. Sama kehtib ka täna loomade kohta, kes peavad talve üle talvituma. Nende jaoks on rasvhapete süntees suur tähtsus, kuna rasvavarude moodustamiseks sõltuvad nad ka süsivesikuterikast toidust.

Haigused ja tervisehäired

Terviseprobleemidega seoses mängib suurt rolli nii liigne kui ka ebapiisav rasvhapete tootmine. Tänapäeval muutuvad toitumisega seotud haigused üha tavalisemaks. Toidu ülejäägi ajal suureneb ülekaaluliste või isegi rasvunud inimeste arv üha enam. Kalorivaese ja süsivesikutevaese dieedi tulemusel hoogustub kehas rasvhapete süntees.

Tavaliselt peaks rasvhapete biosüntees mängima tänapäeval vaid alluvat rolli. Kuid ülesöömine on tavaline liigse toidu, stressi või vaimse tervise probleemide tõttu.

Sellest tulenev rasvumine tekitab tervishoiusektorile suuri väljakutseid. Sekundaarseteks haigusteks on näiteks suhkurtõbi, arterioskleroos, südame-veresoonkonna haigused, dementsus või muud degeneratiivsed haigused.

Selle suundumuse vastu saab vaid tervisliku eluviisi kaudu vähese süsivesikute sisaldusega toitu ja füüsilist aktiivsust. Lisaks peaksid energiatarbimine ja energiatarbimine olema taas tasakaalus.

Hormooninsuliin kontrollib glükoosi imendumist rakkudesse energia tootmiseks. Kui aga kulutatakse vähem energiat kui eraldatakse, vastutab rasvhapete sünteesi kiirendamise eest insuliin. Sel juhul suunatakse glükoos rasvarakkudesse, kus kohe algab uus rasvhapete moodustumine.

Mida rohkem rasvkoe rasva täidetakse, seda vähem efektiivseks muutub insuliin. Keerulised metaboolsed protsessid vähendavad rakumembraanide insuliiniretseptorite arvu. Selle tulemuseks on veresuhkru taseme tõus ja insuliini tootmise suurenemine, kuni see võib täielikult lakkuda. Ka rasvhapete süntees seisab. Energia tootmiseks suureneb rasvarakkude lipolüüs ketooni suurenenud moodustumisega, mis verd ülehappeldab ja võib põhjustada diabeetilist koomat.