Metabolizam masnoća

Masnoće iz prehrane nisu neprijatelj. Ustvari, kada u svoje tijelo unesemo adekvatnu količinu dobrih masti (nezasićenih) možemo poboljšati svoje zdravlje i fizičke performanse. Naučite koje su to dobre masnoće i kako vam mogu pomoći živjeti bolje i izgledati mlađe.

Masti su poznate kao lipidi. Riječ lipid dolazi iz grčke riječi „lipos“ što znači mast i često se koristi da bi opisala masti, ulja, vosak i bilo koju drugu sličnu komponentu.

Lipidi poput ugljikohidrata sastavljeni su od ugljika, vodika i kisika, ali u različitim omjerima za svaku molekulu. Na primjer, molekularna struktura lipida stearina je C57H11O6. Omjer H:O je 18.3:1 u ovoj masti, dok su ugljikohidrati konstantni, 2:1.

Tipovi masnoća

Lipidi se klasificiraju u jednu od tri grupe: jednostavni lipidi, složeni lipidi i derivirani lipidi.

Jednostavni lipidi

Jednostavni lipidi, često nazivani i „neutralnim masnoćama“, sastavljeni su od triglicerida. Triglicerid je kombinacija tri masne kiseline vezane na molekulu glicerola. Većina masti iz prehrane (98%) su trigliceridi.

Masti se također pohranjuju u tijelu u obliku triglicerida. Jednostavni lipidi se dalje klasificiraju kao zasićene ili nezasićene masne kiseline.

Zasićene masne kiseline

Zasićene masne kiseline sastoje se samo od pojedinačnih veza između atoma ugljika, dok su sve ostale veze vezane za vodikove atome. Molekula je tada vezana atomima vodika u što je moguće većoj mjeri, pa od tuda i naziv zasićene.

Ovaj nedostatak dvostrukih veza uzrokuje da se tri masne kiseline pakiraju što bliže jedna drugoj, čime se uvelike otežava njihovo razlaganje. Ove se zasićene masnoće nalaze u životinjskim (junetina) i mliječnim proizvodima (mlijeko, maslac).

Nezasićene masne kiseline

Za razliku od zasićenih masnih kiselina, nezasićene masne kiseline sastavljene su od jedne ili više dvostrukih veza duž glavnog ugljikovog lanca. Svaka dvostruka veza reducira broj vodikovih atoma koji se mogu vezati za masnu kiselinu.

Dvostruka veza djeluje i kao „uvrnuto mjesto“ u masnoj kiselini, čime se sprječava njihovo pakiranje što bliže jedna drugoj. Nezasićene masne kiseline nalaze se u biljnim izvorima.

Termin mononezasićena masna kiselina koristi se kad treba opisati masnu kiselinu sa samo jednom vezom (npr. maslinovo ulje), a termin polinezasićena masna kiselina opisuje masnu kiselinu s dvije ili više dvostrukih veza (laneno ulje).

Hidrogenacija

Postupak hidrogenacije uključuje promjenu nezasićenih masnih kiselina u zasićene masne kiseline ulijevanjem ključajuće vodikove tekućine u ulja. Na taj se način reduciraju dvostruke veze na jednostruke, stvara se snažnija masnoća i povećava njena temperatura topljenja. Postupak se koristi i u čokoladnoj industriji tako da ste vjerojatno za većinu čokoladnih slatkiša čuli „neka se istopi u ustima, a ne u ruci“.

Ovaj proces može rezultirati i formiranjem trans-masnih kiselina. Trans masna kiselina nastaje kada se atom vodika pomakne iz svog prirodnog položaja (cis položaj) na suprotnu stranu dvostruke veze (trans položaj). Trans masne kiseline često se dovode u korelaciju sa srčanim bolestima tako da su postale sastavnim dijelom etiketa na poleđini hrane.

Složeni i derivirani lipidi

Složeni lipidi

Složeni lipid je triglicerid ukombiniran s drugim kemikalijama.

• Fosfolipidi – Jedna ili više masnih kiselina ukombiniranih s fosforovom grupom i dušikovom bazom.
• Glikolipidi – Masne kiseline u kombinaciji s glukozom i dušikom.
• Lipoproteini – Lipidi u kombinaciji s proteinima. Lipoproteini služe kao transportni sustav lipida u tijelu.

Derivirani lipidi

Derivirani lipidi sadrže ugljikohidratne prstenove umjesto lanaca.

• Kolesterol – Voskasta supstanca slična masti prisutna u svakoj tjelesnoj stanici i u mnogoj hrani. Pojedini kolesterol u krvi je jako potreban, ali visoke razine mogu dovesti do srčanih oboljenja.

Unos i probava

Probavni sustav

Budući da masti iz prehrane nisu topive u vodi, u gornjem želucu kondenziraju u velike kapljice lipida. Probava masnoća gotovo se u potpunosti obavlja u tankom crijevu. U tankom crijevu pankreatski enzim lipaza katalizira (ubrzava) razdvajanje veza između masnih kiselina i glicerola, proizvodeći monoglicerid (glicerol + jedna masna kiselina) i dvije masne kiseline.

Ova se reakcija može odvijati samo na površini kapljice lipida jer je lipaza enzim koji je topiv u vodi. Kako bi ubrzali probavu, velike se kapljice lipida emulgiraju u manje kapljice, čime nastaje veća površina na kojoj lipaza može ordinirati.

U svrhu još većeg ubrzanja probave, pod utjecajem žučnih soli, formiraju se micele (površinski aktivne tvari). Micele su slične emulzijskim kapljicama, ali su još manje. Micele se kontinuirano razlažu i obnavljaju. Kada razlože masti, probavni proizvodi su u mogućnosti difuzirati preko probavne obloge.

Za vrijeme njihova prolaza kroz epitelne stanice, monogliceridi i masne kiseline se resintetiziraju u trigliceride. Ova resinteza, koja se obavlja u finom endoplazmatskom retikulumu, smanjuje koncentraciju slobodnih masnih kiselina i monoglicerida, čime zadržava koncentracijski gradijent i dozvoljava drugim masnim kiselinama i monogliceridima difuzirati.

Sada se resintetizirane masnoće opet agregiraju u još manje kapljice. Kapljice izlaze iz stanice istiskujući se iz endoplazmatskog retikuluma nakon čega ulaze u intersticijalnu tekućinu. Pri ovoj točki kapljice  su poznate kao kilomikroni koji sadrže trigliceride i druge lipide (kolesterol, vitamine topive u mastima, itd.)

Za razliku od aminokiselina i glukoze, kilomikroni putuju limfnim sustavom umjesto krvotokom. Limfa naposljetku utječe u krvotok.

Limfni čvorovi

Jednom kada se nađu u optoku krvi, masne se kiseline otpuštaju s kilomikrona. Ovo se primarno događa u kapilarama adipoznog tkiva. Masne kiseline tada ulaze u adipocite (masne stanice) gdje se kombiniraju s glicerol fosfatom iz metabolizma glukoze kako bi oformile trigliceride. Masne kiseline također se mogu iskoristiti kao energija u drugim stanicama (osim živčanog sustava).

Da bi se masna kiselina mogla iskoristiti, a stanica iskoristila energiju, mora se krvotokom transportirati točno u tu stanicu, odnosno u matricu mitohondrija. Masna kiselina podliježe beta oksidaciji, čime stvara atome vodika (za oksidatvinu fosforilaciju) i acetil CoA (za Krebsov ciklus).

Što je limfni sustav?

Limfni sustav su tkiva i organi koji proizvode, pohranjuju i nose bijele krvne stanice kojima se tijelo bori protiv infekcija i drugih bolesti. Ovaj sustav uključuje koštanu srž, slezenu, timus, limfne čvorove i limfne žile (mrežu malih cjevčica kojima putuju limfa i bijele krvne stanice). Limfne žile, poput svih krvnih žila, zalaze u sva tjelesna tkiva.

Pohranjeni triglicerdi (masnoće)

Iako sve stanice sadrže nešto masti, ona je većinom pohranjena u mišićima (intramuskularni trigliceridi) i u tjelesnim masnoćama. Tjelesna masnoća poznata je i kao adipozno tkivo te je kao takvo glavno mjesto u tijelu za pohranu viška masnoća. Adipozno tkivo podijeljeno je u individualne stanice zvane adipociti.

Ovi adipociti čuvaju pohranjene kapljice triglicerida (jedna molekula glicerola je vezana za tri masne kiseline) koje služe kao rezervni izvor tjelesne energije. Ove kapljice zauzimaju 95% volumena adipocita. Da bi ovo ogromno skladište potencijalne energije (60,000 – 100,000 kcal) moglo biti iskorišteno, mora biti mobilizirano lipolizom.

Lipoliza uključuje hidrolizu (razdvajanje vodom) triglicerida na molekulu glicerola i tri zasebne masne kiseline. Ova se reakcija katalizira enzimatskim hormonom lipazom.

Jednom kada masna kiselina difuzira (izađe) iz adipocita, veže se na plazmatski albumin (protein u krvi) kako bi bila transportirana aktivnom tkivu.

Katabolizam masnih kiselina

Kada albumin s masnim kiselinama dotakne mišićnom tkivo, masne kiseline se otpuštaju i transportiraju u mišićnu stanicu. Jednom kada su u mišićnoj stanici masne kiseline se mogu ponovno vezati s glicerolom i oformiti trigliceride ili se mogu vezati na intramuskularne proteine da bi bile iskorištene kao energija u mitohondriju.

U mitohondriju masne kiseline podliježu beta oksidaciji. Za vrijeme beta oksidacije, masne kiseline pretvaraju se u acetil CoA. Jednom kada se čitava molekula masne kiseline razgradi u acetil CoA molekule one se šalju u ciklus limunske kiseline. ATP fosfolira ovu reakciju, dodaje se voda, H+ prelazi na NAD+, a FAD se šalje u respiratorni lanac kako bi bio oksidiran.

Građa mitohondrija

Beta oksidacija je aerobna reakcija zato što se kisik treba vezati s H+ ionom. Sjetite se, bez kisika ion H+ ostaje vezan za NAD+ i FAD i respiratorni lanac ne mogu prenijeti elektrone, NADH i FADH2 razine rastu, čime staje katabolizam masnih kiselina.

Što su mitohondriji?

Mitohondriji su stanične tvornice energije, odnosno organele sastavljene od dviju membrana. Vanjska membrana odvaja organelu od ostatka stanice, dok se unutarnja membrana nalazi u mitohondriju i čini omotač oko matriksa zvan „cristae mitochondriales“.

Katabolizam glicerola

Molekule glicerola topive u vodi, nastale iz lipolize mogu difuzirati iz adipocita u cirkulaciju. Jetra može iskoristiti glicerol iz cirkulacije za proizvodnju glukoze putem glukoneogeneze. Glicerol prihvaćaju 3-fosfogliceraldehid, koji degradira u piruvat da bi mogao biti oksidiran za ATP u ciklusu limunske kiseline.

H+ ion prihvaća NAD+ i šalje ga elektronskom transportnom lancu. Glicerol također ima glukoneogensku ulogu s obzirom na to da osigurava ugljični kostur za sintezu glukoze. Glicerol je vrlo važan izvor goriva.

Što je ciklus limunske kiseline?

Poznatiji kao Krebsov ciklus, ciklus limunske kiseline je jedan od tri faze staničnog disanja, zajedno uz glikolizu i oksidativnu fosforilaciju/transport elektrona.

Prehrambene potrebe

Lipidi služe kao rezerva (adipozno tkivo) i izvor energije, štite organe, pružaju zaštitu i nose vitamine topive u mastima. Usprkos ludilu koje vlada za prehranom s malo masnoća, masti iz hrane vrlo su važne.

Poput esencijalnih aminokiselina postoji i esencijalna masna kiselina: Linoleična kiselina. Linoleična kiselina je polinezasićena masna kiselina koju tijelo ne može sintetizirati. Ova je kiselina vitalna za očuvanje integriteta stanične membrane, rast, reprodukciju i druge životne funkcije. Kako bismo je zadržali i očuvali, moramo ju unijeti hranom.

Preporučljivo je da oko 30% ukupno unesenih kalorija dolazi iz masnoća, s tim da od toga 70-80% čine nezasićene masti, a 20-30% zasićene masnoće. Na primjer, ako netko konzumira 60 grama masti samo 12-18 grama bi trebalo biti iz zasićenih masnoća. Drugih 42-48 grama treba biti iz nezasićenih masnoća koje možemo naći u hrani poput lanenog ulja, maslinova ulja, oraha i ribe.

Masnoće iz prehrane nisu neprijatelj. Ustvari, kada u svoje tijelo unesemo adekvatnu količinu dobrih masti (nezasićenih) možemo poboljšati svoje zdravlje i fizičke performanse. Međutim, neke zasićene masnoće mogu biti vrlo beneficijalne za sportaše, ali, da sam ja na vašem mjestu, ne bih se na to previše oslanjao.