Az eddigi írásokban többször érintettem olyan kérdéseket, melyek igényelnek némi alapozást. A visszajelzések alapján mindenképpen érdemes frissíteni vagy bővíteni az élelmiszerekhez kapcsolódó alapvető kémiai, biológiai, élettani tudásanyagot, amik részben a manapság közkézen forgó, szakzsargonnal teletűzdelt írások értelmezéséhez hasznosak lehetnek, s talán segítenek egy kicsit átlátni a világhálón terjedő téveszméken.

Figyelem, a következő írásban a nyugalom megzavarására alkalmas kémiai, biológiai ismeretek találhatók. Akár még a kovalens kötés is előfordulhat!

A táplálkozással kapcsolatos ismereteket alapozó sorozatot egy általános írással kezdtem, de most (kissé hosszúra nyúlt szünet után) egy kicsit alámerülünk a táplálkozástudomány mélyebb vizeibe. Először a zsírokkal fogunk egy pár cikkben foglalkozni, terveim szerint az alapvető kémiai-biológiai érdekességtől indulva eljutunk odáig, hogy az egyes zsiradéktípusok összetevőit, tulajdonságait és élettani hatásait is megismerjük. Aztán (egyszer csak) utána folytatjuk a többiekkel, szénhidrátokkal, fehérjékkel, kémiai elemekkel (közismert, de nem túl pontos nevükön ásványi anyagok), szerves vegyületekkel. A leírások korántsem teljesek, hiszen mindegyik témában ezer oldalnyi nagyságrendben találunk értékes szakirodalmat, de a cél nem is a teljes körű tájékoztatás, hanem bizonyos alapkérdések tisztázása. Ahol lehetséges, ott a felvezetést természetesen összekapcsolom a táplálkozási vonatkozásokkal.

ZSÍROK

Amikor zsírokról esik szó, akkor általában az élő szervezetben előforduló zsírsavakra, illetve az ezekből felépülő trigliceridekre gondolunk. Tágabb értelemben ide soroljuk a zsírok anyagcseréjével szorosan összekapcsolódó vegyületeket (pl. koleszterin, fitoszterinek) is.

Kezdjük hát az alapokkal: az élő szervezetre jellemző zsírsavak nyílt, el nem ágazó, telített vagy telítetlen szénláncra épülő molekulák. A zsírsavakban a molekula egyik végén egy un. karboxil-csoport található, ettől lesz sav, a másik végét pedig metil-csoportnak hívjuk. Mindamellett, hogy ez a kettősség igen praktikus módon megkülönböztethetővé teszik a molekula egyik végét a másiktól, fontos szerepe van a zsír fizikai-kémiai tulajdonságainak kialakításában.

Ez a kedves kis görbe kukac az arachidonsav, az egyik legfontosabb omega-6 zsírsav. A piros pöttyös rész a karboxil csoport (COOH). A szürke golyók a szénatomok, a világosak a hidrogének, a piros pedig az oxigén. Forrás

A zsírsavak képesek a glicerinnel (ami egyébként egy alkohol) glicerideket képezni (és pl. ehhez kell a karboxil-csoport), a zsírsavakat a nagy többségben ebben a formában találjuk meg. A glicerinnek 3 szabad kapcsolódási pontja van, zsírsavak számától függően beszélünk a mono-, di- és trigliceridekről. A szervezetben ilyen formában találkozhatunk a zsírokkal. A zsírsav-glicerin észterhez kapcsolódhatnak még más kémiai anyagok (pl. foszforsav - ettől lesz foszfolipid) ezek a szervezetben számtalan formában és feladatkörben előfordulhatnak, igazi kémiai tarkabarkaság veszi körül a zsírokat.

Kukac-gruppen: egy triglicerid. A piros pöttyös rész nem Túró Rudi, hanem a glicerin.

ZSÍRSAVAK NEVEZÉKTANA

Elég bonyolult dolog következik, de mindenképpen beszélnünk kell a zsírok neveiről, mert a médiában csak úgy röpködnek a különböző kifejezések, sokszor anélkül, hogy e mögött lenne valami értelmes magyarázat – ez pedig sokszor komoly félreértések melegágya. A zsírsavak esetében négy olyan elnevezés van, amiről érdemes szót ejteni: a triviális név, a tudományos (IUPAC) elnevezés, a névre utaló rövidített jelölés illetve a kémiai szerkezetre utaló rövidített jelölések (lipidszám, n-x nomenklatúra).

A zsírsavak jelentős része rendelkezik triviális névvel, mely általánosan használt. Az elnevezés általában a zsírsav előfordulási helyére, származására utal, ahonnan először kimutatták, illetve nagyobb mennyiségben kinyerhető (pl. olajbogyó – olajsav). Sajnos itt gyakran vannak keveredések, mert vannak hasonló elnevezések (pl. arachinsav – arachidonsav, palmitinsav - palmitoleinsav), sőt előfordul, hogy két, kémiailag eltérő szerkezetű zsírsavval azonos néven találkozhatunk (pl. eikozatriénsavból 2 is van).

Tudományos szempontból fontos az IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) által adott elnevezés, mely a kémiai szerkezetre épül. A név alapját a szénatomszámnak megfelelő görög számnév és egy, a vegyület jellegének megfelelő végződés adja. A telített zsírsavaknál ez a végződés „-(dek)ánsav”. A telítetlen zsírsavaknál egy kettős kötés esetén -(dec)énsav végződés használatos. Hogy igazán bonyolult legyen a helyzet, a több kettős kötés esetén beviszik a névbe a telítetlen kötések számát is: így születnek a „-diénsav” (2), „-triénsav” (3), „-tetraénsav” (4), „-pentaénsav” (5) ill. „hexaénsav” (6 telítetlen kötés) végű nevek. Hála az égnek, élő szervezetben hatnál több telítetlen kötést tartalmazó zsírsavak nincsenek - de ha lennének, nevet biztos tudnánk nekik is adni.

A szénatomok számozása a karboxil-csoport felőli végen (α szénatom = 1.) kezdődik. A nevezéktan a kettős kötéseket azok első szénatomja alapján számozza (a 9. és 10. szánatom közötti kettős kötés így a névben 9-es számmal jelenik meg). A kettős kötésnél a cisz/transz izoméria is megjelenik, ezt vagy kiírják vagy betűvel jelzik: cisz izomériánál "Z", a német „zusammen” szóból és a transz izomériánál "E", a német „entgegen” kifejezésből, de hogy még bonyolultabb legyen, az angol nyelvű irodalomban sok helyen a „c” vagy „t” betűt használják.(nehogy már valami német szakkifejezést átvegyenek...)  Amennyiben az összes telítetlen kötés azonos helyzetű, találkozhatunk a név elején az „all-cis” vagy „all-trans” jelöléssel. Ez az elnevezési gyakorlat igen részletes, de egyben hosszú és nehézkes is, ráadásul, aki ebben nem járatos, azt még jól össze is zavarja.

Bár a hosszú és bonyolult kémiai elnevezésekkel nagyon be lehet vágódni egy vitában, azért a tudósok is törekednek némi egyszerűsítésre: a leggyakoribb zsírsavaknál találkozhatunk rövidített betű-jelölésekkel, ezek alapja általában az angol (mi más) triviális vagy IUPAC név. Ezek a rövidítések tudományos publikációkban igen gyakoriak, ilyen pl. a linolsavnál az LA (itt nem Los Angelest jelenti), az alfa-linolénsavnál ALA, arachidonsavnál AA vagy a borzalmas nevű dokozahexaénsavnál a DHA. Érdemes ezeket megjegyezni, mert publikációkban terjedelmi okokból legtöbbször ezeket alkalmazzák.

Telítetlen zsírsavaknál használatos még a „Δ-x” vagy „delta-x” nomenklatúra is. Ez a szabványos elnevezéstől annyiban tér el, hogy a kettős kötés helyét és annak izomériáját „cis/trans Δ-x” formában jelöli meg. A nomenklatúra a számozást az IUPAC szabvánnyal azonos módon, a karboxilcsoport szénatomjától kezdi. Ezzel a populáris irodalomban viszonylag ritkán találkozhatunk.

Az „n-x” nomenklatúrában (vagy közismertebb nevén az omega-x, ω-x) a zsírsav kettős kötéseinek helyzete alapján képezik a neveket. A szabványos nevezéktannal ellentétben a számozást a lánc másik végéről (metil-csoport = 1.) indítja, melyet a karboxilcsoport szénatomjától (α) való távolságtól függetlenül ω szénatomként jelölnek. Tehát az omega-3 zsírsavakban a metil csoporttól indulva a 3. atomnál van egy kettős kötés, az omega-6-nál a 6., az omega 9-nél pedig értelemszerűen a 9. atomnál. Bár a jelölés kémiailag pontatlan, a közirodalomban igen nagy népszerűségnek örvend (gondolom az omega szó hangzatos misztikuma miatt, holott szerencsétlen betű csak a görög hosszú Ó-nak felel meg) A zsírsavak egy teljes osztályozási rendszere erre a koncepcióra épül, ráadásul ennek a szempontrendszernek fontos biológiai szerepe is van (gondoljunk az omega-3 és 6 zsírok különböző élettani szerepére), amivel a későbbiekben fogunk még foglalkozni

Hogy ne legyen olyan egyszerű, vannak még lipid számok is. Ezekben „C:D” formátumban jelölik a szénatomszámot (C) és a telítetlen kötések (D) számát, pl. a linolsav „C18:2”, az alfa-linolénsav pedig „C18:3”. Ez a jelölés sem teljesen egyértelmű, ugyanis több, szerkezetében eltérő zsírsav lipidszáma lehet azonos, ezért gyakran az omega-x nomenklatúrával együtt használják, pl a linolsav esetében C18:2 n-6 formában.

A szénlánc számozása a szabványos (kék) és az „ω-x” nomenklaúra (piros) szerint, ő itt egy alfa-linolénsav, más néven ALA vagy (9Z,12Z,15Z)-9,12,15-Oktadekatriénsav, esetleg C18:3, n-3. Forrás

CSOPORTOSÍTSUNK

Az élő szervezetben előforduló zsírsavak a kémiai lehetőségek töredékét merítik csak ki, mégis több tucat vegyületről beszélünk. Ha meg ilyen sokan vannak, adott egy remek lehetőség arra, hogy különféle szempontok szerint csoportosítsuk őket.

Rövid – hosszú

A legegyszerűbb megnézni, hogy milyen hosszú is a szénlánc. Itt az alábbi kategóriák léteznek:

Rövid szénláncú zsírsavak (SCFA - short chain fatty acid): itt a lánc 1-5 szánatomot tartalmaz, ide tartozik a hangyasav (C1:0) az ecetsav (C2:0), a propionsav (C3:0), a vajsav (C4:0) és a valeriánsav (C5:0). A sor elején van némi vita, a hazai irodalom általában az ecetsavat tekinti az első zsírsavnak (mert annak már van metil-csoportja, a hangyasavnak nincs), angol nyelvű irodalomban már a hangyasav is ide tartozik - ez részletkérdés. A csapatot majd részletesen is bemutatom, előre csak annyit, hogy ezek a vegyületek jellemzően nem trigliceridként fordulnak elő és csak telített változatban találkozhatunk velük. Tiszta állapotban átlátszó folyadékok, agresszív szerves savként viselkednek, vízben, alkoholban és zsírban is jól oldódónak, elegyednek. Nem mellesleg illékonyak, szeretnek párologni, s ezen tulajdonságuk igen jól megtapasztalható, ugyanis  rendkívül büdösek (bocs, a hivatalos kifejezés a szúrós szagú).

Hangyasav. Az első Bosszúálló zsírsav.

A közepes szénláncú zsírsavak (MCFA - medium chain fatty acid) esetében 6-12 szénatomból épül fel a lánc. Jellemzően már trigliceridekként (MCT - medium chain triglicerides) fordulnak elő, telítetlen kötések nem tartalmaznak. Ebben a kategóriában már érvényesül az a főszabály, hogy az élő szervezetben előforduló zsírsavak általában véve páros számú szénatomból (C= 6, 8, 10, 12) épülnek fel, a páratlan számú szénatomra épülő szénláncok ritkaságszámba mennek. Tiszta állapotban áttetsző folyadékok vagy viaszos tapíntású szilárd (de alacsony olvadáspontú) anyagok, vízben már alig vagy egyáltalán nem oldhatóak. Tiszta állapotban még mindig irritáló hatásúak, szaguk sem kellemes (=büdös). Az MCFA/MCT csoport jelentőségét az anyagcserében való sajátos viselkedésük adja, illetve majd később rátérünk arra, hogy vannak olyan járulékos hatásaik (pl. mikroba-ellenes hatás), ami miatt még érdemes őket szemmel tartani.

A kókusz zsiradéka gazdag MCFA forrás. De akár említhettem volna a tejzsiradékot is...

A hosszú szénláncú zsírsavak (LCFA - long chain fatty acid) 14-20 szénatomból épülnek fel, a leggyakoribb a 16 és 18 szánatomos lánc, erre épülnek az élő szervezet leggyakoribb telített (palmitinsav, sztearinsav) és egyszeresen vagy többszörösen telítetlen (olajsav, linolsav, linolénsav) zsírsavai.

A nagyon hosszú szénláncú zsírsavak (VLCFA - very long chain fatty acid) esetében 22, vagy annál is több szénatom van a láncban. Ilyen hosszú láncban már több telítetlen kötés is elfér. Szobahőmérsékleten szilárd, fehér, viaszos anyagok. Az emberi anyagcserében a „plafon” kb. 24 szénatomnál van, a hosszú zsírsavak esetében a felszívódás és az anyagcserében való részvétel is problémás, egyszerűen „nem férnek be” sehova, ahova kellene (még a felgöngyölített telítetlen zsírsavak anyagcseréje is elég speciális). Egyes növényekben vagy a méhviaszban akár 30 szénatomos molekulák is előfordulhatnak, ezek az emberi emésztőrendszer és anyagcsere számára gyakorlatilag feldolgozhatatlanok, de van pár trükk, amire lehet őket használni - pl. az epesavakat megkötik, így gátolják azok visszaszívódását.

A méhviasz önmagában nem emészthető, ellenben számos jó dolgot lehet belőle csinálni, s nem utolsó sorban a méhek ebből építik a lépet.

Telített – telítetlen

Először is vegyük elő ismereteinket a kovalens kötésekről (ugye mondtam, hogy lesz ilyen)! Ahogy anno általános iskolában is mesélték, a szén egy olyan atom, aminek 4 „keze” (vegyértéke) van. A klasszikus telített zsírsavakban a szén két kézzel egy-egy hidrogénatomot szorongat (akiknek csak egy kezük van), másik két kézzel egy-egy szomszédos szénatomba kapaszkodnak. A telítetlen kötés esetében két szomszédos szénatom nem egy, hanem két kézzel tartja egymást, így egy-egy hidrogénnel kevesebbet fognak - és ebből az apró trükkből nő ki az élet számtalan nagy csodája.

Gyakorlatban telített zsírsavnak (SFA - saturated fatty acid) nevezünk minden olyan zsírsavat, amiben nincs telítetlen kötés. Egyszeresen telítetlen zsírsav (MUFA – mono-unsaturated fatty acid) az, ahol csak egyetlen telítetlen kötés van. A többszörösen telítetlen zsírsav esetében (PUFA – poly-unsaturated fatty acid) pedig a telítetlen kötések száma az élő szervezetben jelentős esetekben 2 és 6 között változik. A többszörösen telítetlen zsírsavak elhelyezkedése sem véletlenszerű, általában két telített – egy telítetlen sorrendben követik egymást – persze itt is van kivétel, az un. konjugált zsírsavaknál (pl. a fogyasztószerként nagy karriert befutott CLA) egy telített – egy telítetlen kötés sorrend fordul elő (ráadásul itt vegyes, cisz-transz formációban).

Cisz és transz

Arról már írtam korábban (de ismétlés a tudás anyja), hogy a telítetlen kötés cisz és transz helyzetű is lehet, az élő szervezetek pedig a cisz formációt szeretik. Az élő szervezetek a cisz formációt szeretik, ettől a telítetlen zsírsav molekula jellegzetes, arachidonsavnál bemutatott „görbe kukac” formát vesz fel – ennek a későbbiekben lesz még szerepe, mert ebből az alakból "hajtogatja" a szervezet azokat a fontos vegyületeket, amik egy csomó mindent szabályoznak. A transz-zsírsavak esetében nincs ilyen görbület, a molekulában keletkezik egy kis zökkenő, de az egyenes vonal megmarad. A már említett konjugált zsírsavak itt is különcködnek, a konjugált kötések egyike cisz a másik meg transz helyzetű, ettől sajátos alakja lesz a molekulának, vélhetőleg ennek komoly szerepe van a konjugált zsírsavak élettani hatásaiban.

Cisz és transz kötések térbeli helyzete.

Omega

A telítetlen kötéseket tartalmazó zsírsavaknál a telítetlen kötés omega-szénatomhoz viszonyított helyzete jelentőséggel bír. A gondot az jelenti, hogy az evolúció során réges régen elveszítettük azt a képességünket, hogy tetszés szerinti helyre telítetlen kötést tegyen a szervezet. A változatosság kedvéért vannak omega 3, 5, 6, 7, 9 zsírsavak. Az omega 5, 7, 9 megjelöléssel ritkán futunk össze, pedig ilyen is van, pl. az olajsav az omega-9 csoport tagja.

Az omega 6 és omega 3 zsírsavak sok dologban közösködnek,

• Mindkét csoportba PUFA zsírsavak tartoznak.
• Mindkét esetben fontos, hogy a kiindulási alapot jelentő zsírsavat (linolsav ill. alfa-linolénsav) nem tudjuk előállítani. Ha elegendő mennyiséget viszünk be, akkor a szervezet képes korlátozott mennyiségben tovább alakítani őket, de általában a származékokat is érdemes étrendileg bevinni.
• Az omega-6 és omega-3 zsírsavak átalakítása egyazon enzimrendszeren történik, ennek jelentőségéről is lesz még szó.

Ha már idáig eljutottunk, beszéljünk egy keveset az omega-7 és 9 csoportról is:

1. Az élő szervezetben mindkét kategória jellemzően MUFA tagokkal büszkélkedhet.
2. Képesek vagyunk őket gond nélkül előállítani, hiányállapotuk nincsen, de az étrendben is jelentős mennyiségben fordulnak elő.
3. A két csoport metabolizmusa szintén egy "gyártósoron" fut.

Az omega 5 zsírsavak csoportja viszonylag kis jelentőségű, velük most nem fogunk sokat foglalkozni.

Állati - növényi

A hétköznapi életben gyakran esik szó arról, hogy egy adott zsiradék növényi vagy állati eredetű. Kémiai értelemben nem sok különbség van, mind a növényi, mind az állati zsiradékok döntően ugyanabból a 6 zsírsavból állnak össze: palimitinsav, sztearinsav, palmitoleinsav, olajsav, linolsav és alfa-linolénsav (példák ITT). A fő különbség ezen zsírsavak arányában van leginkább, illetve egy-egy faj képes néhány egzotikus zsírsavval megcifrázni a kínálatát, de ezek a kivételek inkább csak erősítik a szabályt.

Sokan gondolják, hogy a különbség az, hogy az állati zsírokban koleszterin van, ami a növényiben nincs. Ez így részben igaz is, mert koleszterin tényleg csak az állati eredetű zsírban van - na de a növények is tartalmaznak szterineket, csak ezeket fito-szterineknek nevezzük.  Furcsa módon a két szterin-csoport mintha eltérő módon viselkedne az emberi szervezetben, amíg a koleszterineket egyfajta sötét aura lengi körül, addig a fitoszterinek mintha védelmet nyújtanának több megbetegedés ellen - na de majd erről bővebben a maga idejében.Az azért előre borítékolható, hogy az a közhely, hogy az "állati zsír rossz, a növényi olaj meg jó" - így ebben a formában bizonyosan nem állja meg a helyét.

Nos, mára ennyit a technika és a tudomány világából a következő részben tovább boncolgatjuk a zsírok körüli kérdéseket, megismerkedünk újabb mágikus betűszavakkal és sok más érdekességgel.