Rasvahappojen synteesi Termi "rasvahapot" sisältää monivaiheisen rasvahappojen synteesin organismin energian varastointia varten. Se edustaa vain osa rasvan aineenvaihdunnasta, joka puolestaan integroituu kokonaismetaboliaan. Normaalissa ruokavaliossa rasvahappojen synteesi on vähemmän tärkeätä ihmisille, koska ruokavalio sisältää jo rasvoja.
Mikä on rasvahappojen synteesi?
Rasvahappojen synteesi tunnetaan myös tieteellisellä nimellä lipogenesis. Se edustaa anabolista, assimiloivaa aineenvaihduntaprosessia, jonka tehtävänä on varastoida organismin energiavarantoja. Tämä pätee bakteereihin ja sieniin sekä kasveihin ja eläimiin.
Lipogeneesi perustuu useiden tärkeiden lähtöyhdisteiden, vitamiinien ja entsyymien läsnäoloon. Malonyyli-CoA, joka muodostuu asetyyli-CoA: sta karboksyloimalla (lisäämällä hiilidioksidia) entsymaattisissa olosuhteissa, on keskeisessä asemassa synteesissä. Asetyyli-CoA tulee erilaisista metaboliareiteistä. Se esiintyy välituotteena glykolyysiin (sokeriaineenvaihdunta), rasvahappojen hajoamiseen tai proteiinimetaboliaan. Entsyymien (asetyyli-CoA-karboksylaasi, rasvahapposyntetaasi), energianlähettimien (ATP, ADP) ja vitamiinien (biotiini, pantoteenihappo) avulla rasvahappojen synteesiä hallitaan.
Toiminto ja tehtävä
Energian varastointi on erittäin tärkeää minkä tahansa organismin selviytymiselle. Rasvahapposynteesi nousi ihanteelliseksi tapaksi varastoida energiaa evoluution varhaisessa vaiheessa. Rasvahapot varastoidaan esteröityyn muotoon rasvoina tai öljyinä tietyissä tätä tarkoitusta varten toimitetuissa soluissa. Muilla rasvahappoestereillä on myös suuri merkitys solukalvojen rakenteessa.
Energian varastointilaitteiden tuottamiseksi rasvahapot esteröidään kolmiarvoisella alkoholiglyserolilla. Ne esteröidään fosforipitoisilla yhdisteillä solukalvoissa. Lisäksi rasvahapot muodostavat perustan kolesterolin ja erilaisten hormonien (sukupuolihormonit, glukokortikoidit, mineralokortikoidit) synteesille.
Kemiallisesti ne edustavat pitkäketjuisia molekyylejä, joissa on hiiliketju ja karboksyyliryhmä, ja joskus myös ketju on haarautunut. Toisinaan kaksoissidoksia voi olla myös hiiliketjussa. Sitten se on tyydyttymättömiä rasvahappoja. Tyydyttyneet rasvahapot sisältävät vain yksinkertaisia sidoksia.
Nämä pienet rakenteelliset erot ovat vastuussa tämän aineryhmän mahdollisista toiminnoista. Niiden päätehtävä on kuitenkin energian varastointi. Rasvahappojen synteesin lähtöaineet tuotetaan jokaisella metaboliareitillä. Asetyyli-CoA muodostuu aina välituotteena hiilihydraateista, proteiineista ja rasvoista, kun ne hajoavat. Mitokondrioissa asetyyli-CoA hajoaa hiilidioksidiksi ja vedeksi samalla, kun tuottaa energiaa.
Sitä voidaan kuitenkin käyttää myös sytoplasmassa rasvahappojen uudeksi synteesiksi. Tätä varten se muunnetaan ensin malonyyli-CoA: ksi ja ADP: ksi ATP: n avulla karboksyloinnin ja energian imeytymisen avulla. Malonyl-CoA puolestaan altistetaan entsymaattiselle kondensaatiolle asetyyli-ACP: n kanssa. Saatu butyryyli-ACP kondensoidaan jälleen malonyyli-CoA: n kanssa. Nämä kondensaatiot toistetaan, kunnes on muodostettu rasvahappoja, joiden ketjun pituus on korkeintaan 16 hiiliatomia.
Normaaliolosuhteissa rasvahappojen synteesillä on vain vähäinen merkitys ihmisillä. Yksi syy tähän on, että ruoka sisältää yleensä riittävän suuren osan rasvasta. Tällä tavoin ruoassa läsnä olevat rasvat hajoavat rasvahapoiksi ja esteröidään tarvittaessa uudelleen rasvoiksi. Lisäksi tasapainoisella ruokavaliolla energian saanti ja energiantarve ovat tasapainossa.
Aikaisemmin oli kuitenkin usein nälän vaiheita, joten kehon piti ottaa enemmän energiaa ruoan muodossa, kun ruokaa oli liikaa, jotta rasvavarastot voitaisiin varastoida tarpeellisiksi aikoiksi. Sama pätee edelleen eläimiin, joiden on hibernoitava talven selviytymiseksi. Heille rasvahappojen synteesillä on suuri merkitys, koska ne ovat myös riippuvaisia hiilihydraattipitoisesta ruoasta rasvavarastojen keräämiseksi.
Sairaudet ja vaivat
Terveysongelmien yhteydessä sekä liiallisella että riittämättömällä rasvahappotuotannolla on suuri merkitys. Nykyään ruokavalioon liittyvät sairaudet ovat yleistymässä. Ruokaylijäämän aikoina ylipainoisten tai jopa lihavien ihmisten määrä kasvaa yhä enemmän. Kalori- ja hiilihydraattiruokavalion seurauksena rasvahappojen synteesi kiihtyy kehossa.
Tavallisesti rasvahappojen biosynteesillä pitäisi olla vain nykyään alisteinen rooli. Mutta ylensyöminen on yleistä liiallisen ruuan, stressin tai mielenterveysongelmien vuoksi.
Tästä johtuva liikalihavuus asettaa suuria haasteita terveydenhuollon alalle. Toissijaisia sairauksia ovat esimerkiksi diabetes mellitus, arterioskleroosi, sydän- ja verisuonisairaudet, dementia tai muut rappeuttavat sairaudet.
Tätä suuntausta voidaan torjua vain terveellisillä elämäntavoilla, joissa on vähän hiilihydraatteja sisältävää ruokaa ja fyysistä aktiivisuutta. Lisäksi energian ja energiankulutuksen pitäisi olla jälleen tasapainossa.
Hormoninsuliini säätelee glukoosin imeytymistä soluihin energian tuotantoa varten. Kuitenkin, kun käytetään vähemmän energiaa kuin vapautuu, insuliini on vastuussa rasvahappojen synteesin tehostamisesta. Tässä tapauksessa glukoosi kanavoidaan rasvasoluihin, missä uusi rasvahappojen muodostuminen alkaa heti.
Mitä enemmän rasvakudos täytetään rasvalla, sitä vähemmän tehokkaaksi insuliini tulee. Monimutkaiset metaboliset prosessit vähentävät insuliinireseptoreiden määrää solukalvoilla. Tuloksena on kohonnut verensokeritaso ja lisääntynyt insuliinituotanto, kunnes se voi loppua kokonaan. Rasvahappojen synteesi pysähtyy myös. Energian tuottamiseksi lipolyysi rasvasoluissa kasvaa lisääntyneessä ketonin muodostumisessa, mikä verestä tekee happea liian happea ja voi johtaa diabeettiseen koomaan.
