Умения за развитие

  • Обяснете как структурата на всеки липид влияе върху неговата функция, свързана със здравето и заболяванията.
  • Сравнете и сравнете структурата на следните видове мазнини: триацилглицероли (мононенаситени, полиненаситени, омега-3 и омега-6), фосфолипиди и стерини.
  • Обяснете как мастните киселини, които консумирате, са свързани с мастно-киселинния състав на телесните мазнини.

Липидите са уникални органични съединения, всеки от които изпълнява ключови роли и изпълнява специфични функции в тялото. Докато обсъждаме по-подробно различните видове липиди (триацилглицероли, фосфолипиди и стероли), ще сравним техните структури и функции и ще проучим тяхното въздействие върху човешкото здраве.

Структура и функции на триацилглицеролите

Триацилглицеролите са основната форма на липиди, намираща се в организма и в диетата. Мастните киселини и глицеролът са градивните елементи на триацилглицеролите. Глицеролът е гъсто, гладко, сиропирано съединение, което често се използва в хранителната промишленост. За да се образува триацилглицерол, молекулата на глицерола се свързва от три вериги на мастни киселини. Триацилглицеролите съдържат различни смеси от мастни киселини.

Мастни киселини

Мастните киселини определят дали съединението е твърдо или течно при стайна температура. Мастните киселини се състоят от карбоксилна киселина (-OOH) група от единия край на въглеродната верига и метилова група (-CH3) от другия край. Мастните киселини могат да се различават една от друга по два важни начина - дължината на въглеродната верига и степента на насищане.

Всичко е във веригата

Мастните киселини имат различна дължина на веригата и различен състав. Храните имат мастни киселини с дължина на веригата между четири и двадесет и четири въглерода и повечето от тях съдържат четен брой въглеродни атоми. Когато дължината на въглеродната верига е по-малка, точката на топене на мастната киселина става по-ниска - и мастната киселина става по-течна.

работят

Фигура 4.3.1: Структури на наситени, мононенаситени и полиненаситени мазнини

Кратковерижните мастни киселини (SCFAs) са с дължина 6 въглерода или по-малко. Средноверижните мастни киселини (MCFAs) са с дължина от осем до четиринадесет въглерода, докато дълговерижните мастни киселини (LCFAS) са шестнадесет или повече въглерода.

Степени на насищане

Веригите на мастните киселини се държат заедно от въглеродни атоми, които се свързват един с друг и с водородните атоми. Терминът наситеност се отнася до това дали веригата на мастна киселина е запълнена (или „наситена“) до капацитет с водородни атоми. Ако всяка налична въглеродна връзка съдържа водороден атом, ние наричаме това наситена верига на мастните киселини. Всички въглеродни атоми в такава верига на мастните киселини са свързани с единични връзки. Понякога веригата има място, където водородните атоми липсват. Това се нарича точка на ненаситеност .

Когато една или повече връзки между въглеродните атоми са двойна връзка (C = C), тази мастна киселина се нарича ненаситена мастна киселина, тъй като има една или повече точки на ненаситеност. Всяка мастна киселина, която има само една двойна връзка, е мононенаситена мастна киселина, пример за това е зехтинът (75 процента от нейните мазнини са мононенаситени). Мононенаситените мазнини спомагат за регулирането на нивата на холестерола в кръвта, като по този начин намаляват риска от сърдечни заболявания и инсулт. Полиненаситената мастна киселина е мастна киселина с две или повече двойни връзки или две или повече точки на ненаситеност. Соевото масло съдържа големи количества полиненаситени мастни киселини. Както мононенаситените, така и полиненаситените мазнини осигуряват хранене, което е от съществено значение за нормалното развитие на клетките и здравата кожа.

Фигура 4.3.2: Верижни структури от наситени мастни киселини, мононенаситени и полиненаситени мастни киселини

Храните, които имат висок процент наситени мастни киселини, са твърди при стайна температура. Примери за това са мазнините, открити в шоколада (стеаринова киселина, осемнадесет въглеродни наситени мастни киселини е основен компонент) и месото. Често срещаните наситени мастни киселини са палмитинова киселина (16 въглерода; масло от палмови ядки, кокосово масло и животински мазнини), стеаринова киселина (дължина 18 въглерода; какаово масло, животински мазнини), лауринова киселина (дължина 12 въглерода; масло от кокосови и палмови ядки) и миристинова киселина (14 въглеродни дължини; маслена мазнина, кокосово масло).

Храните, богати на ненаситени мастни киселини, като зехтин (олеиновата киселина, осемнадесет въглеродна ненаситена мастна киселина е основен компонент) са обикновено течни при стайна температура. Лененото масло е богато на алфа-линоленова киселина, която е ненаситена мастна киселина и става тънка течност при стайна температура. Ненаситените мазнини имат по-ниска температура, която се топят в сравнение с наситените мазнини.

Познаването на връзката между дължината на веригата, степента на насищане и състоянието на мастната киселина (твърда или течна) е важно за избора на храна. Ако решите да ограничите или пренасочите приема на мастни продукти, тогава изборът на ненаситени мазнини е по-полезен от избора на наситени мазнини. Този избор е достатъчно лесен за правене, тъй като ненаситените мазнини са склонни да бъдат течни при стайна температура (например зехтин), докато наситените мазнини са твърди при стайна температура (например масло). Авокадото е богато на ненаситени мазнини. Повечето растителни и рибни масла съдържат големи количества полиненаситени мазнини. Зехтинът и маслото от рапица също са богати на мононенаситени мазнини. И обратно, тропическите масла са изключение от това правило, тъй като те са течни при стайна температура, но с високо съдържание на наситени мазнини. Палмовото масло (често използвано в преработката на храни) е силно наситено и доказано повишава холестерола в кръвта. Съкращаване, маргарин и търговски приготвени продукти (като цяло) съобщават, че при преработката им се използват само растителни мазнини. Но въпреки това голяма част от мазнините, които използват, може да са в категориите наситени и транс-мазнини.

Цис или транс-мастни киселини?

Въвеждането на въглеродна двойна връзка във въглеродна верига, както в ненаситена мастна киселина, може да доведе до различни структури за един и същ състав на мастни киселини. Когато водородните атоми са свързани към една и съща страна на въглеродната верига, тя се нарича цис мастна киселина. Тъй като водородните атоми са от една и съща страна, въглеродната верига има огъната структура и се топи при по-ниска температура. Естествените мастни киселини обикновено имат цис конфигурация.

В трансмастната киселина водородните атоми са прикрепени от противоположните страни на въглеродната верига. За разлика от цис мастните киселини, повечето транс мастни киселини не се намират естествено в храните, а са резултат от процес, наречен хидрогениране. Хидрогенирането е процес на добавяне на водород към въглеродните двойни връзки, като по този начин мастната киселина се насища (или по-малко ненаситена, в случай на частично хидрогениране), въглеродната верига е по-права във формата и увеличава точката на топене. Ето как растителните масла се превръщат в полутвърди мазнини за използване в производствения процес.

Според текущото проучване на здравето на медицинските сестри в Харвард, транс-мастните киселини са свързани с повишен риск от коронарна болест на сърцето поради начина, по който влияят отрицателно на нивата на холестерола в кръвта. Харвардското училище за обществено здраве. „Време е да сложим край на мита с ниско съдържание на мазнини.“ Въведение в „Мазнини и холестерол: навън с лошото, в доброто” в The Nutrition Source. http://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/what-should-you-eat/fats-full-story/#references.

Интересното е, че някои срещащи се в природата транс-мазнини не представляват същите рискове за здравето като техните изкуствено конструирани аналози. Тези транс-мазнини се намират в преживни животни като крави, овце и кози, в резултат на което транс-мастните киселини присъстват в доставките ни на месо, мляко и други млечни продукти. Докладите от Министерството на земеделието на САЩ (USDA) показват, че тези транс-мазнини съставляват 15 до 20 процента от общия прием на транс-мазнини в нашата диета. Макар да знаем, че транс-мазнините не са точно безвредни, изглежда, че всяко отрицателно въздействие на естествените трансмазнини се противодейства от наличието на други молекули на мастни киселини в тези животински продукти, които работят за укрепване на човешкото здраве.

Несъществени и основни мастни киселини

Мастните киселини са жизненоважни за нормалната работа на всички телесни системи. Кръвоносната система, дихателната система, покривната система, имунната система, мозъка и други органи се нуждаят от мастни киселини за правилната функция. Тялото е способно да синтезира повечето от мастните киселини, от които се нуждае, от храната. Тези мастни киселини са известни като несъществени мастни киселини. Има обаче някои мастни киселини, които тялото не може да синтезира и те се наричат ​​незаменими мастни киселини. Важно е да се отбележи, че несъществените мастни киселини не означават маловажни; класификацията се основава единствено на способността на организма да синтезира мастната киселина. Тези мастни киселини, алфа-линоленова киселина и линолова киселина са необходими в диетата. Без тези мастни киселини бебетата не успяват да растат и имат лошо зрение, кожата се лющи, репродуктивните процеси се провалят и човек изпитва лош имунитет и податливост към инфекциозни заболявания.

Незаменимите мастни киселини трябва да се набавят от храната. Те попадат в две категории - омега-3 и омега-6. 3 и 6 се отнасят до положението на първата въглеродна двойна връзка, а омегата се отнася до метиловия край на веригата. Омега-3 и омега-6 мастните киселини са предшественици на важни съединения, наречени ейкозаноиди. Ейкозаноидите са мощни хормони, които контролират много други хормони и важни функции на тялото, като централната нервна система и имунната система. Известно е, че ейкозаноидите, получени от омега-6 мастни киселини, повишават кръвното налягане, имунния отговор и възпалението. За разлика от него, за ейкозаноидите, получени от омега-3 мастни киселини, се знае, че имат здравословни ефекти върху сърцето. Предвид контрастните ефекти на омега-3 и омега-6 мастните киселини, трябва да се постигне правилен хранителен баланс между двете, за да се осигурят оптимални ползи за здравето.

Някои линолова киселина (омега-6) се превръщат в арахидонова киселина в нашето тяло .

Фигура 4.3.4: Омега-6 мастната киселина, показваща първия двойно свързан въглероден атом от метиловата група, е шестият въглероден атом.

Малък процент, около 17% от диетичната алфа-линоленова киселина се превръща в ейкозапентаенова киселина (EPA) и докозахексаенова киселина (DHA). Омега-3 мастните киселини участват в регулирането на различни процеси, включително кръвно налягане, мускулни контракции, съсирване на кръвта, производство на имунни клетки и триглицериди в кръвта.

Незаменимите мастни киселини играят важна роля в живота и смъртта на сърдечните клетки, функцията на имунната система и регулирането на кръвното налягане. Докозахексаеновата киселина (DHA) е омега-3 есенциална мастна киселина, за която е доказано, че играе важна роля в синаптичното предаване в мозъка по време на развитието на плода.

Някои отлични източници на омега-3 и омега-6 есенциални мастни киселини са риба, ленено масло, коноп, орехи и листни зеленчуци. Тъй като тези незаменими мастни киселини са лесно достъпни, дефицитът на есенциални мастни киселини е изключително рядък.

Инструменти за промяна

Важно е да постигнете подходящ баланс между омега-3 и омега-6 мазнини във вашата диета. Изследванията показват, че диетата с прекалено високо съдържание на омега-6 мазнини нарушава баланса на провоспалителните агенти, насърчавайки хронично възпаление и причинявайки потенциал за здравословни проблеми като астма, артрит, алергии или диабет. Омега-6 мазнините се конкурират с омега-3 мазнините за ензими и всъщност ще заменят омега-3 мазнините. Типичната западна диета се характеризира с прекомерна консумация на храни с високо съдържание на омега-6 мастни киселини. За да постигнете правилен баланс между двете, увеличете приема на омега-3 мазнини, като ядете повече мазни риби или други източници на омега-3 мастни киселини поне два пъти седмично.

Фигура 4.3.6: Има много източници на храни с омега-3.

Състав на мастнокиселините в диетата и в тялото

Мастно-киселинният профил на диетата директно корелира с липидния профил на тялото в тялото. Възможно е не само количеството хранителни мазнини да е от значение. По-директно е доказано, че видът на приетите с храната мазнини влияе върху телесното тегло, състава и метаболизма. Консумираните мастни киселини често се включват в триацилглицеролите в тялото. Доказателствата потвърждават, че наситените мастни киселини са свързани с по-високи нива на задържане на тегло в сравнение с други видове мастни киселини. Алтернативно, доказано е, че мастните киселини, открити в рибеното масло, намаляват скоростта на наддаване на тегло в сравнение с други мастни киселини. Мори, Т. „Диетичното рибено масло повишава регулирането на липидния метаболизъм в червата и намалява наддаването на телесно тегло при мишки C57BL/6J.“ J Nutr. 2007 декември; 137 (12): 2629-34. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18029475

Фосфолипиди

Подобно на триацилглицеролите, фосфолипидите имат глицеролов скелет. Но за разлика от триацилглицеролите, фосфолипидите са диглицериди (две молекули на мастните киселини, прикрепени към глицероловия скелет), докато тяхната трета мастнокиселинна верига има фосфатна група, свързана с азотсъдържаща група. Тази уникална структура прави фосфолипидите водоразтворими. Фосфолипидите са това, което наричаме амфифилни - страните на мастните киселини са хидрофобни (не харесват водата), а фосфатната група е хидрофилна (харесва водата). Яйчните жълтъци, черният дроб, соята и фъстъците са богати на фосфолипиди.

В организма фосфолипидите се свързват заедно, за да образуват клетъчни мембрани. Амфифилната природа на фосфолипидите управлява тяхната функция като компоненти на клетъчните мембрани. Фосфолипидите образуват двоен слой в клетъчните мембрани, като по този начин ефективно предпазват вътрешността на клетката от външната среда, като в същото време позволяват транспорт на мазнини и вода през мембраната. Фосфолипидите също са важни за поддържане на целостта на клетката и регулиране на имунната, сърдечно-съдовата и мускулната системи.

Фосфолипидите са идеални емулгатори, които могат да поддържат масло и вода смесени. Емулсиите са смеси от две течности, които не се смесват. Без емулгатори съдържанието на мазнини и вода би се отделило в храната. Лецитинът (фосфатидилхолин), намиращ се в яйчен жълтък, мед и горчица, е популярен хранителен емулгатор. Майонезата демонстрира способността на лецитина да смесва оцет и масло, за да създаде стабилна подложка за мазане, която толкова много се радва. Хранителните емулгатори играят важна роля, за да направят външния вид на храната апетитен. Добавянето на емулгатори към сосове и кремове не само подобрява външния им вид, но и увеличава свежестта им.

Решаващата роля на лецитина в тялото е ясна, защото той присъства във всяка клетка в тялото; 28 процента от мозъчното вещество се състои от лецитин, а 66 процента от мазнините в черния дроб са лецитин. Много хора приписват на лецитините свойства, които насърчават здравето, като способността му да понижава холестерола в кръвта и да помага при загуба на тегло. На пазара има няколко добавки лецитин, които излъчват тези твърдения. Тъй като обаче тялото може да произвежда повечето фосфолипиди, не е необходимо да ги консумирате на хапчета. Тялото произвежда целия лецитин, от който се нуждае.

Стерили

Стерилите имат много различна структура от триацилглицеролите и фосфолипидите. Повечето стерини не съдържат никакви мастни киселини, а по-скоро многопръстенни структури. Те са сложни молекули, които съдържат взаимосвързващи пръстени от въглеродни атоми, с прикрепени странични вериги от въглерод, водород и кислород. Те могат да бъдат бистро, восъчно вещество, разтворимо в липиди и липофилно (подходящо за липиди).

Холестеролът е най-известният стерол поради ролята му в сърдечните заболявания. Той образува голяма част от плаката, която стеснява артериите при атеросклероза. За разлика от това, холестеролът има специфични полезни функции, които да изпълнява в тялото. Подобно на фосфолипидите, холестеролът присъства във всички телесни клетки, тъй като е важно вещество в структурата на клетъчната мембрана. Приблизително 25 процента от холестерола в тялото се локализира в мозъчната тъкан. Холестеролът се използва в тялото, за да направи редица важни неща, включително витамин D, глюкокортикоиди, жлъчка и полови хормони, прогестерон, тестостерон и естрогени.

Въпреки че холестеролът се предшества от скандалната му репутация, той очевидно е жизненоважно вещество в организма, което поражда безпокойство само когато има излишно натрупване в кръвта. Подобно на лецитина, тялото може да синтезира холестерол.

Фитостеролите и фитостанолите са две други форми на стерини, открити в нашата диета. Ще ги намерите в някои растения и животни. Забележително е, че стерилите, открити в растенията, наподобяват холестерол по структура. Растителните стероли обаче инхибират усвояването на холестерола в човешкото тяло, което може да допринесе за понижаване на нивата на холестерола.