Glükoos on väärtuslik kütus

BY ANN JÕELEHT

Veresuhkruks nimetatakse inimese või looma veres sisalduvat glükoosi. See veres ringlev glükoos on meie keha moodustavatele rakkudele kõige eelistatum energiaallikas, millega elutegevuseks vajalikke rakufunktsioone, kudesid ja organeid töös hoida. Veres sisalduva glükoosi taset kontrollitakse organismi poolt rangelt ja erinevate meetoditega – see tase peab keha heaolu tagamiseks jääma võrdlemisi kitsasse vahemikku.

Glükoosi leidub tegelikult looduslikult ja puhtal kujul ka paljudes taimedes – on ju glükoosi teine nimigi viinamarjasuhkur. Glükoosi leidub looduslikult palju ka teistes puuviljades peale viinamarjade – eriti kõrge on kuivatatud puuviljade glükoosisisaldus, sest vilja kuivades selle suhkrusisaldus kontsentreerub. Glükoosi leidub palju ka looduslikus mees ning valges ja pruunis suhkrus, kus see moodustab üldisest suhkrukogusest 50% (ülejäänud 50% moodustab fruktoos).

Taimedes säilitatakse glükoosivaru tärklisena, varusüsivesikuna, mis koosneb omavahel ühendatud glükoosimolekulidest. Kuna tärklise koostises olev glükoos vabaneb seedimisel aeglasemalt kui suhkru koostises olev glükoos, soovitataksegi inimestel tarbida glükoosi saamiseks suhkrurikaste toitude asemel tärkliserikkaid toiduaineid. Nii saab organism veresuhkru taseme reguleerimisega paremini hakkama ja meil püsib ka kõht kauem täis.

Glükoos ja selle seos insuliiniga

Pärast söömist ja glükoosi jõudmist vereringesse toodab keha hormooni nimega insuliin, mis aitab vere glükoosisisaldust langetama hakata. Insuliin võimaldab glükoosil verest keharakkudesse imenduda ja annab maksale signaali glükoosivaru koguda. Glükoosi ülejäägi suunab insuliin talletuma rasvana.

ETNÜ toitumisnõustaja Jane Maastiku sõnul omistatakse insuliinile tihti ainult veresuhkrutaset reguleeriv roll, jättes tähelepanuta selle, et insuliin paneb keha tootma rohkem rasvarakke. „Mida rohkem on toidus süsivesikuid, seda rohkem on veres ka glükoosi ning seda rohkem on vaja toota selle verest eemaldamiseks insuliini ja seega ka rasvarakke,“ selgitas ta. „Kui rasvarakk on juba moodustunud, saab aju signaali, mis tekitab söögiisu, et rakk saaks rasvaga täituda.“ Maastiku sõnul eritavad täitunud rakud (eriti kõhupiirkonnas) mitmeid ühendeid, mis nõrgendavad insuliini toimet ja soodustavad insuliiniresistentsust ning jätkuvat rasvumist, mis viib edaspidi järjest tõsisemate terviseprobleemideni.

Söögiaegade vahepeal ja veresuhkru langemisel aitabki vere glükoositaset esmalt reguleerida maksa talletatud glükoosivaru, millest söögiaegade vahepeal glükoosi aeglaselt verre vabastatakse. Glükoositase on madalaim hommikuti enne hommikusööki ja tõuseb peale söömist. Päeva jooksul toimuvad muutused veresuhkru tasemes sõltuvad söögiaegadest ning tarbitud süsivesikute hulgast ja tüübist. Laias laastus eristatakse kahte tüüpi süsivesikuid: aeglaselt ja kiirelt imenduvad süsivesikud.

Veresuhkur normi toitumise abil

Suured kõikumised veresuhkrus ja tihti ka kaaluprobleemide teke sõltuvad eeskätt liiga kiirelt imenduvate süsivesikute tarbimisest toiduga. Süsivesikud imenduvad kiirelt näiteks rohkelt valget jahu ja suhkrut sisaldavatest toitudest. Sellistes toitudes on rohkelt süsivesikuid (tihti nii tärklist kui suhkruid), kuid neis puudub kiudaine või on kiudainesisaldus väga madal. Sellisteks toitudeks on näiteks kõik maiustused, karastusjoogid ja enamus rafineeritud jahust valmistatud pagari- ja kondiitritooteid.

Sellised toidud mõjutavad ka meie veresuhkru- ja insuliinitaset rohkem ja kiiremini. Suhkru- ja insuliinitaseme pidev kõikumine tekitab aga kiiremini tühja kõhu tunde, tõstab isu, tekitab pideva vajaduse midagi näksida, tõstab kaalu ja kokkuvõttes koormab meie organismi. Veresuhkrutaseme paremaks reguleerimiseks on heaks valikuks toidud, kus suhkrusisaldus on madal ja kiudainesisaldus kõrge, näiteks köögiviljad, teravili ja täisteratooted. Toitumisnõustaja Jane Maastiku sõnul tasub aga kindlasti vältida sünteetiliste magustajate tarbimist ja kasutada vajadusel looduslikke magusaineid nagu suhkruleht, ksülitool või erütritool.

Veresuhkrut mõjutavad enim just toidule lisatud, mitte toidus looduslikult leiduvad suhkrud (nt. puuviljades sisalduv suhkur). Puuviljadest on suhkru imendumine aeglustunud tänu viljas leiduvatele kiudainetele. Kui kiudained puuviljadest eemaldada (näiteks mahla tehes), muutuvad puuviljas sisalduvad suhkrud ka palju kiiremini imenduvaks. Kuivatatud puuviljadest imenduvad suhkrud samuti kiiresti, sest seal sisalduvad suhkrud on vilja kuivades äärmiselt kontsentreerunud.

Glükoosi taseme määrab glükeemiline indeks ja koormus

Aeglaselt ja kiirelt imenduvate süsivesikute eristamiseks kasutatakse tihti näitajaid glükeemiline indeks (GI) ja glükeemiline koormus (GK), mis viitavad toidus leiduvate süsivesikute veresuhkrut tõstvatele omadustele. Glükeemiline koormus (GK) on toitumisnõustaja Jane Maastiku sõnul diabeedi ja südamehaiguste ennetamisel ning ka kaalulangetamisel olulisem kui GI, sest see arvestab korraga nii süsivesikute veresuhkru taset tõstvat toimet kui ka süsivesikute hulka kindlas toiduportsjonis. Mida kõrgem on toidu glükeemiline koormus, seda rohkem peab organism glükoosi verest eemaldamiseks insuliini tootma. Pidevalt kõrge insuliinitase, nagu kõrge glükoositasegi, tekitab aga terviseprobleeme.

Madala glükeemilise koormusega on näiteks järgmised toidud:

• naturaalsed magustamata piimatooted;
• kala;
• liha;
• muna;
• roheline lehtvili: lehtsalat, spinat, lehtkapsas, jm;
• köögiviljad;
• köögiviljamahlad;
• marjad (põldmarjad, mustikad, maasikad, vaarikad, kirsid);
• taimeõlid;
• pähklivõid;
• kaunvili (läätsed, oad, herned);
• teravili (kaer, rukis, kinoa, tatar);
• täisterajahu ja sellest valmistatud tooted;
• oliivid;
• pähklid;
• puuviljad (v.a. banaanid, rosinad ja datlid).

Toiduainete glükeemiline indeks ja -koormus sõltuvad lisaks süsivesikute tüübile ja -kogustele veel mõnedest faktoritest. Oma rolli mängivad GK ja GI puhul ka toidus sisalduvad rasvad, valgud ja kiudained ning toidu töötlemise viis. Lühidalt võib öelda, et mida vähem on toitu töödeldud, mida rohkem sisaldab see aeglaselt imenduvaid süsivesikuid ja mida rohkem kiudaineid, seda madalam on nii toidu GK kui GI ning seda stabiilsemaks jääb veresuhkru tase neid toite süües.

Veresuhkrut võib aidata kontrollida ka näiteks toitude või jookide maitsestamisel kaneeli, kurkumi, lambaläätse ja äädika kasutamine. Veresuhkrut alandav toime on leitud ka mõnedel seeneliikidel (nt. reishi ja maitake), mis on saadaval tervisepoodides. Samuti aitab veresuhkrutaset reguleerida roheline tee. Ka mineraalainel kroomil (Cr) arvatakse olevat roll veresuhkru taseme ja magusaisu reguleerimises.

Lisaks teadlikele toiduvalikutele aitavad veresuhkrut reguleerida ka piisav uni ja füüsiline aktiivsus, mis parandavad rakkude insuliinitundlikkust ja seega aitavad alandada ka veresuhkru taset. Veresuhkrutaseme kõikumist aitavad vähendada ka toidukordade mitte vahele jätmine ja tervislikud (madala suhkrusisaldusega) vahepalad.

Loe lisaks: Süsivesikute mõõdupuu: Glükeemiline indeks ja glükeemiline koormus

Vere glükoositaseme reguleerimise häired ja diabeet

Lühiajaline veresuhkru tõus (näiteks peale sööki) annab kehale märku sellest, et meie kõht on täis – seega alandab paar tundi kestev veresuhkru tõus mõneks ajaks meie söögiisu. Püsivalt kõrge veresuhkru tase kujutab endast aga tõsist terviseprobleemi. Tavaliselt ei anna organism kohe märku, kui midagi on korrast ära, seega võime püsivalt kõrge veresuhkru tasemega (hüperglükeemiaga) elada nii, et ei tunne endal olevat mingeid tervisehädasid.

Diabeet ehk suhkruhaigus on maailmas järjest enam levinud haigus, mida iseloomustab püsivalt kõrge veresuhkru tase (hüperglükeemia). Tavaolukorras kasutatakse veresuhkur rakus kütusena ära ja jääkained juhitakse rakust välja. Suhkruhaiguse puhul aga pole veres piisavalt insuliini või selle toime ei avaldu, mistõttu pole veresuhkrul võimalik rakkudesse pääseda. Vere püsivalt kõrge suhkrusisaldus võib kahjustada veresoonte seinu ja põhjustada arterite lubjastumist ehk ateroskleroosi. Kõrge veresuhkru tase võib mõjutada ka närve ja vähendada nende tundlikkust.

Üldiselt on nii, et 1. tüüpi suhkruhaiguse puhul ei tooda kõhunääre üldse insuliini, mistõttu peab inimene seda süstima. Suhkruhaiguse 2. tüübi puhul kujuneb keharakkudel esmalt välja n-ö tundetus insuliini suhtes (insuliiniresistentsus) ja insuliin kaotab oma mõju. Tihti on rakkude „insuliinitundetuse“ põhjuseks regulaarne suurtes kogustes kiirelt imenduvate süsivesikute tarbimine, mis sunnib keha tootma ka suurtes kogustes insuliini. Püsivalt kõrge insuliinitase veres muudab aga keharakud selle suhtes vähem tundlikumaks.

Liiga madala või järsult langenud veresuhkrutaseme (hüpoglükeemia) sümptomiteks võivad olla nt peavalu, ärevus, ärrituvus, hägune nägemine, ülemäärane higistamine, nõrkus, krambid, seosetu kõne ja veider käitumine, depressioon. Kõige tavalisem on hüpoglükeemia sümptomite teke 3–5 tundi pärast sööki. Seejuures on madalast veresuhkru tasemest isegi olulisem veresuhkru taseme langemise kiirus.

Diabeedi riskiteguriteks loetakse ülekaalu ja kiirelt imenduvate süsivesikute rikast toitu, vähest füüsilist koormust, vanemat iga, pärilikkust ning naistel ka rasedust. Liigne kehakaal ja vähene füüsiline aktiivsus mängivad suurt rolli just 2. tüüpi suhkruhaiguse väljakujunemisel.

Loe lisaks: Insuliin kui võtmemängija energia saamiseks

Toidust saadav energia: glükoos versus rasv

Veresuhkru ja insuliinitaseme paremaks kontrollimiseks ning diabeedi kontrolli all hoidmiseks kasutatakse ka süsivesikute tarbimise üleüldist ja ranget piiramist, mis tähendab, et tärkliserikkad toidud ja suhkrut sisaldavad tooted asendatakse sel juhul suures osas rasva- ja valgurikaste toitudega. Sellist toitumisstiili nimetatakse lühidalt LCHF-toitumiseks (Low Carb, High Fat) ehk süsivesikutevaeseks ja rasvarohkeks toitumiseks ning seda kasutatakse ka kehakaalu alandamiseks.

Toitumisnõustaja Jane Maastiku sõnul ei tasuks seda toitumisstiili siiski ise enda peal katsetama hakata, vaid tuleks eelnevalt nõu pidada toitumisspetsialisti või arstiga, kes antud dieedi vajaduse välja selgitavad. Kehakaalu ja veresuhkru taseme normaliseerimiseks sobivamaks osutub sageli GK-dieet.

LCHF-toitumisviisi põhimõte seisneb veresuhkrutaseme ja seeläbi ka insuliinitaseme kõikumiste maksimaalses vähendamises. Tarbides tärklise- ja suhkrurikkaid toite minimaalselt (või üldse mitte) ja suurendades rasvaste toitude tarbimist, suunatakse keha glükoosi asemel kasutama energiaallikana toidus (ja ka kehas) sisalduvat rasva. Kuna insuliini üks rolle on ka üleliigse glükoosi ladustamine rasva näol, on veresuhkru- ja insuliinitaseme hoolika reguleerimise abil võimalik vähendada ka keha rasvavarude kogumist ja soodustada keharasvade kasutamist rakukütusena.

See tähendab, et toiduvalmistamisel kasutatakse eelkõige:

• köögivilju: kapsas, lillkapsas, brokoli, rooskapsad, asparaagus, suvikõrvits, baklažaan, spinat, lehtkapsas, seened, kurk, tomat, avokaado, sibul, paprika, jm;
• valguallikaid: mahedalt kasvatatud liha, kana, kala ja mereannid, munad ja juust, pähklid;
• naturaalselt rasvarikkaid toiduaineid: pähklid ja seemned, oliivid (toidu koostises või toidukordade vahel energiataseme hoidmiseks);
• naturaalseid toidurasvu: või, koor, täisrasvane hapukoor, oliiviõli ja kookosõli;
• marju ja puuvilju (piiratud kogustes): mustikad, õunad, tsitruselised, mango, kirsid.

Tähele tuleb panna, et sellise toitumisviisi juures tarbitakse minimaalselt selliseid tärkliserikkaid toiduaineid nagu leib, sai, jm pagaritooted, pasta, kartul, riis või ei tarbita neid üldse. Kindlasti on sellise toitumise puhul välistatud ka kõik suhkrurikkad toidud, kuna nende mõju veresuhkrule on kõige äkilisem. Seega on välistatud ka kõik karastusjoogid ja suhkrut sisaldavad alkohoolsed joogid, kommid, šokolaadid, saiakesed, koogid, küpsised, jäätis ja paljud teised suhkrurikkad magustoidud.

Kokkuvõtteks

Veresuhkru- ja insuliinitaseme suuri kõikumisi on võimalik vältida:

• süües regulaarselt (5–6 korda päevas);
• juhindudes taldrikureeglist, kus poole taldrikul olevast moodustavad värsked või kuumtöödeldud köögiviljad, veerandi valgurikas toit (kaunviljad, kana, kala, liha, juust, jm) ja (soovi korral) veerandi tärkliserikas lisand (riis, tatar, kartul, leib);
• tarbides suhkrurikaste maiustuste ja magustoitude asemel puuvilju ja marju – kas eraldi vahepaladena või koos magustamata piimatoodete (jogurt, keefir, kohupiim, koor) ja pähklite-seemnetega;
• vähendades kodus valmistatavate magustoitude ja küpsetiste suhkrusisaldust, kasutades võimalusel alternatiive rafineeritud nisujahule ning lisades küpsetistesse maitseks ja värviks ka marju- ja puuvilju;
• tarbides magustoiduna vaid väikeses hulgas hommikusöögihelbeid, müslit, komme, saiakesi, küpsiseid, kondiitritooteid, šokolaadi – need ei peaks olema igapäevased toidukorrad või vahepalad;
• asendades karastus- ja energiajoogid tavalise või gaseeritud veega;
• arvestades „magustoiduks“ ka magusad, kõrge suhkrusisaldusega soojad joogid (siirupi- ja vahukoorega piimakohvid, kakaod, jm.);
• alkoholiga mitte liialdades, eriti suhkrurikaste alkohoolsete jookidega (kokteilid, magus vein, vahuvein, siidrid, liköörid);
• jälgides soovi korral toitude glükeemilist koormust.

Sissejuhatus

Kas olete kunagi mõelnud, miks toidupakenditel on eraldi välja toodud toidu süsivesikute ja suhkrute sisaldus?

Mari uurib vahetunnis enda bioloogiavihikut ning leiab, et vihiku tagumisele kaanele on kirjutatud Kohila Paberivabrik. Marit hakkab huvitama, et millest täpsemalt ja kuidas seal Kohilas seda paberit tehakse. Internetist leiab Mari, et Eestis toodetakse tselluloosi ja paberit Kehras ja Kundas. Esmakordselt suudeti puidust tselluloosi eraldada 1854. aastal Inglismaal ja 1970ndatel leiti viis kuidas tselluloosist nanotselluloosi toota. Nanotselluloos on väga kerge, läbipaistev ja juhib elektrit, tänu millele saaks seda kasutada painduvate ekraanide ja akude valmistamiseks. Selgub, et taimset päritolu tselluloos on struktuurse ülesandega süsivesik. Siiani arvas Mari, et süsivesikute tähtsus on vaid energeetiline, aga selgub, et süsivesikutel on veel palju teisi ülesandeid ja võimalikke kasutusalasid tulevikus.

Süsivesikud on peamiselt taimede poolt fotosünteesi teel toodetud biomolekulid. Süsivesikud koosnevad süsinikust (C), vesinikust (H) ja hapnikust (O). Süsivesikuid võib vastavalt ehitusele jaotada monosahhariidedeks, näiteks glükoos, disahhariidideks, näiteks sahharoos ja polüsahhariidideks, näiteks tärklis. Süsivesikud on organismide esmaseks energiaallikaks. Taimedel on varusüsivesikuks tärklis ja loomadel glükogeen. Struktuurset rolli täidab taimedes tselluloos ja putukate kestades ning seentes kitiin.

Süsivesikute ehitus

Kõik orgaanilised ained tekivad elusorganismides ja sisaldavad alati süsinikku (C). Süsivesikud ehk sahhariidid koosnevad süsinikust (C), vesinikust (H) ja hapnikust (O) ja on looduses enamlevinud orgaanilised ained. Loomad kasutavad toidus olevaid süsivesikuid energiaallikana. Taimed valmistavad oma elutegevuseks vajalikke süsivesikuid ise fotosünteesi teel.

Fotosüntees on peamiselt taimedes toimuv protsess, mille käigus valgusenergia muudetakse glükoosi molekulide keemiliseks energiaks. Sellest tulenevalt sisaldavad kõige rohkem süsivesikuid (kuni 90%) just taimed ja on seega ka parimateks süsivesikute allikaks meie toidulaual.

 

Süsivesikute jaotus

Süsivesikuid võib ehituse alusel jaotada kolme rühma: monosahhariidid, disahhariidid ja polüsahhariidid.

Mono-, di- ja polüsahhariidid   MONOSAHHARIIDID DISAHHARIIDID POLÜSAHHARIIDID koosnevad ühest molekulist koosnevad kahest monosahhariidist koosnevad tuhandetest monosahhariididest lahustuvad vees lahustuvad vees enamasti ei lahustu vees magusad magusad ei ole magusad glükoos fruktoos riboos desoksüriboos sahharoos laktoos maltoos tärklis glükogeen kitiin tselluloos

Erinevad sahhariidid toitudes
 

Monosahhariidid

Monosahhariidid on väikseimad süsivesikute ehituslikud üksused, mis on maitselt magusad ja vees lahustuvad.

Enimlevinud monosahhariidid

Glükoos

Glükoos on kõige tavalisem süsivesik kõikides elusorganismides, millest saadakse energiat. Veresuhkruks nimetatakse inimese või looma veres sisalduvat glükoosi, mida rakud kasutavad energiaallikana.

Glükoosi leidub looduslikult palju puuviljades, eriti rohkelt viinamarjades/rosinates ja seetõttu nimetatakse glükoosi ka viinamarjasuhkruks.

Taimedes moodustub glükoos fotosünteesi käigus ja tihti talletatakse see tärklisena. Loomad saavad glükoosi toiduga, näiteks tärklise lõhustamisel seedeelundkonnas.

Fruktoos

Fruktoos on monosahhariid, millel on glükoosiga sama molekulvalem aga aatomid molekulis paiknevad teisti. Fruktoosi leidub rohkelt puuviljades ja seetõttu nimetatakse seda ka puuviljasuhkruks. Fruktoosi leidub ka mees, marjades ja juurviljades. Fruktoos on glükoosist magusam ja vees paremini lahustuv.

Galaktoos

Galaktoos on monosahhariid, mida leidub piimas ja piimatoodetes. Galaktoos on glükoosist ja fruktoosist vähemmagus.

Riboos ja desoksüriboos

Riboos ja desoksüroboos on monosahhariidid, mida leidub nukleiinhapete ehituses. Riboos ribonulkeiinhappes (RNA) ja desoksüriboos desoksüribonukleiinhappes (DNA).

 

Disahhariidid

Disahhariidid moodustuvad kahe monosahhariidid liitumisel. Maitselt magusad ja lahustuvad vees.

Sahharoos
Sahharoosi molekulis on omavahel liitunud üks glükoosi molekul ja üks fruktoosi molekul. Sahharoos ehk lauasuhkur on toiduaine ja magustaja. Suhkrut toodetakse peamiselt suhkruroost (roosuhkur) või suhkrupeedist (peedisuhkur).

Maltoos

Maltoosi molekulis on omavahel liitunud kaks glükoosi molekuli. Maltoosi nimetatakse ka linnasesuhkruks, kuna seda leidub rohkelt linnastes ehk idanevas teraviljas nagu oder.

Laktoos

Laktoosi molekulis on omavahel liitunud üks glükoosi ja üks galaktoosi molekul. Laktoosi ehk piimasuhkrut sünteesitakse imetajate piimanäärmetes, seega leidub laktoosi imetajate piimas.

 

Polüsahhariidid

Polüsahhariidid moodustuvad tuhandete monosahhariidide liitumisel. Enamasti vees ei lahustu ja neil puudub magus maitse.

Glükogeen

Glükogeen on loomne varuaine, mida leidub loomade lihastes ja maksas. Glükogeeni hargnevad ahelad moodustuvad glükoosijääkidest. Kui organismi energiavajadus kasvab, siis suudab loomorganism muundada glükogeeni väga kiiresti tagasi glükoosiks, seega on glükogeen veresuhkru lühiajaliseks varuks.

Tärklis

Tärklis on taimne varuaine, mida leidub rohkelt mugulates- näiteks kartulis, sibulas, riisis, teraviljatoodetes ja banaanis. Tärklist on lihtne seedida, kuna glükoosi molekulid on liitunud pikaks ahelaks. Tärklise olemasolu on võimalik kindlaks teha joodilahuse abil, mille toimel muutub tärkliselahus sinakaslillaks.

Nisus leiduv tärklis on joodilahuse toimel värvunud lillaks

Tselluloos
Tselluloos on ehitusliku tähtsusega süsivesik taimede rakukestades. Kõige enam leidub tselluloosi puuvillas ja puidus. Tselluloosi on raskem seedida kui tärklist, kuna glükoosi molekulide vahel on rohkem sidemeid. Inimene tselluloosi seedida ei suuda, siiski on kiudained olulised meie menüüs, kuna aktiviseerivad seedeelundkonna tööd.

Puuvillas on tselluloodi sisaldus ligi 90%

Kitiin

Kitiin on ehitusliku tähtsusega süsivesik, mida leidub lülijalgsete toeses ja seente rakukestades.

Ninasarvikpõrnika kest koosneb kitiinist

Süsivesikute ülesanded

Energeetiline

Süsivesikud on organismi esmaseks energiaallikaks. Ligikaudu 60% energiast saadakse süsivesikute lõhustumisel. 1g süsivesikute oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat- see on umbes 4 kcal.

Ehituslik

Kitiin lülijalgsete toeses ja seenerakukestades on struktuurse funktsiooniga. Tselluloosil on tugifunktsioon taimede rakukestades.

Varuaine

Tärklis on taimne varuaine ja glükogeen moodustub loomsetes organismides.

Kaitse

Taimedes kaitseb rakutsütoplasma suhkrustumine külmumise eest.

Toitaineline

Laktoos rinnapiimas on vastsündinule ülioluline toitaine.

 

Kokkuvõte

Süsivesikud on organismi põhiliseks energiaallikaks. Toiduga süsivesikutest saadav energia on peamiselt tärklisest ja suhkrutest ning vähem kiudainetest ja suhkuralkoholidest. Süsivesikud koosnevad süsinikust (C), vesinikust (H) ja hapnikust (O).

 Rasvad e lipiidid

Sissejuhatus

Kas olete kunagi mõelnud, kui palju rasva on 100 g pirnis ja kui palju 82% 100 g võis?

Triin ja Liisa sõitsid suvevaheajaks maale vanaema-vanaisa juurde. Kuna kevad oli tavapärasest jahedam, siis oli lammaste pügamine maal lükkunud juuni algusesse ning nüüd said tüdrukud esmakordselt abiks olla. Mari ja Triin aitasin pügatud villa kokku korjata. Mõne aja möödudes märkasid nad, et nende käed on pisut rasvased, kleepuvad ja lõhnavad omapäraselt. Kurtes oma muret vanaemale, selgus, et tegemist on villavahaga, mis kaitseb villa märgumise eest. Villast saab eraldada puhast lanoliini ehk villavaha, mida kasutatakse näiteks kosmeetikatööstuses ja pesuvahendites.

Lipiidid koosnevad süsinikust, vesinikust ja hapnikust ning on enamasti hüdrofoobsed ehk vett tõrjuvad. Küllastunud rasvhapped on enamasti vedelad taimsed varulipiidid nagu oliivõli. Küllastumata rasvhapped on enamasti tahked loomsed varurasvad nagu seapekk. Vahad võivad olla taimsed ja loomsed, näiteks lanoliin lambavillal tõrjub vett. Fosfolipiidid on liitlipiidid, mis sisaldavad fosforhappejääki ja moodustavad rakumembraani. Kolesterool kuulub rakumembraani koostisesse ja osaleb sapi, osade rasvlahustuvate vitamiinide ja hormoonide sünteesil.

 

Rasvade ehitus, omadused ja jaotus

Lipiidid koosnevad süsinikust (C), vesinikust (H) ja hapnikust (O). Kusjuures hapnikku leidub lipiidides vähesel määral. Enamasti on lipiidid veest kergemad ja hüdrofoobsed (vett tõrjuvad). Rasvad annavad toidule lõhna ja maitse ning tekitavad söögiisu.

Lihtlipiidid koosnevad ühest glütserooli molekulist ja kolmest rasvhappejäägist.

Lihtlipiidi ehitus

 

Lihtlipiidide jaotus

Lipiidid võivad olla toatemperatuuril (20^oC) vedelad nagu oliivõlid või tahked nagu taluvõi.

Vedelad lipiidid on peamiselt taimsed õlid, mida leidub rohkelt seemnetes (päevalill) ja viljades (oliiv). Taimedes on õlid energiaallikaks ning seemnetes varuaineks.Taimsed õlid sisaldavad enamasti küllastamata rasvhappeid. Vedelal lipiidil on süsiniku aatomite vahel kaksiksidemed ja rasvhappe süsinikuahel käändub.

Tahked lipiidid on peamiselt loomsed rasvad (kanarasv, piimarasv), erandiks on siinkohal mereloomad. Rasvavarusid talletatakse rakkudes ja kasutatakse energiaallikana. Loomsetes rasvades domineerivad küllastatud rasvhapped. Tahkel lipiidil on süsiniku aatomite vahel üksiksidemed.

Küllastatud rasvhapped (A ja C) ja küllastamata rasvhapped (B ja D)

Transrasvad on enamasti hüdrogeenitud (keemiliselt tahkeks muudetud), algselt vedelad, taimsed lipiidid (näiteks margariin).

Vahad on tahked ja vastupidavad teiste keemiliste ainete toimele. Taimsed vahad on nt puuviljadel, okastel ning täidavad kaitsefunktsiooni. Loomsed vahad on mesilasvaha (mesilaste kärjed), vill ja veelindude suled, mis on kaetud pehme loomse vahaga (lanoliin). Vaalavaha ehk spermatseet aitab vaaladel sukelduda, kuna vee sügavamates ja külmemates kihtides muutub vaha tahkemaks ning soojemates vedelamaks. Inimene kasutab erinevaid vahasid kreemide, salvide, küünalde, poleerimisvahade koostises ja paberi immutamiseks.

 

Liitlipiidid

Fosfolipiidid on liitlipiidid, kus üks rasvhappejääk on asendunud fosfaatrühmaga. Fosfolipiidid on peamised rakumembraani komponendid, moodustades membraani fosfolipiidse kaksikkihi.

Mitmed erinevad liitlipiidid on olulised närvisüsteemi ehituses. Näiteks närviraku jätkete ümber paiknev isloeeriv müeliinkiht tagab normaalse närviülekande.

 

Tsüklilised lipiidid

Kolesteriid (kolesterool koos rasvhappega) on lipiid, mis kuulub loomaraku membraani koostisesse. Kolesteroolist sünteesitakse rasvlahustuvaid vitamiine, näiteks Vitamiin D ühendeid, hormoone, näiteks suguhormoone ja sapi koostisosi. Liigne kolesterool võib soodustada ateroskleroosi (veresoonte lupjumine), kuna ladestub veresoonte seintele. See võib omakorda põhjustada südame-veresoonkonnahaigusi, näiteks infarkti, kuna häirub verevarustus ja võivad tekkida trombid.

 

Lipiidide ülesanded

Energeetiline

Lipiidid on kõige energiarikkamad inimtoidu komponendid 1g – 38,9 kJ so 9,3 kcal

Ehitluslik

Fosfolipiidid ja kolesterool kuuluvad rakumembraani koostisse.

Varuaine

Loomadel varurasv, taimedel õlid seemnetes ja viljades.

Kaitse

Nahaalune ka siseorganite ümber koonduv lipiidide kiht kaitseb mehhaaniliste põrutuste eest. Vaha veelindude sulgedel ja loomade karvadel on kaitseks märgumise eest. Nahaalune lipiidide kiht kaitseb keha jahtumise eest. Imikutel nahaaluses koes esineb ka pruuni rasvkudet, mis toodab kiiresti soojusenergiat ja on eluliselt oluline imikute soojusregulatsioonis.

Ainevahetuslik (metaboolse vee tekitamine)

Lipiidide lõplikul lõhustumisel kehas moodustuvad vesi ja süsihappegaas. Inimkehas moodustub 0,3-0,4 liitrit metaboolset vett ööpäevas.
Eriti oluline on metaboolse vee teke kõrbeloomadele nagu kaamel.

Lahusti ja transpordi

Veres olevad toidu- ja kehalipiidid kannavad rasvlahustuvaid vitamiine organismi kõikidesse kudedesse.

 

Kokkuvõte

Lipiidid on väga erineva struktuuriga orgaaniliste biomolekulide, enamasti vees mittelahustuvate looduslike ühendite rühm, mis koosneb alkoholidest ja rasvhappejääkidest. Toidu lipiidid (nt. kolesterool) kuuluvad rakumembraanide koostisesse. Need talletatakse rasvkoes energiaallikana ja rakus ehitusainena.

Sissejuhatus

Kas olete kunagi mõelnud, miks tippsportlased söövad valgurikkamat toitu, kui tavalised inimesed?

Janne läks suvevaheajaks tööle vanalinna kohvikusse. Esimesel päeval läbis ta baristade koolituse. Koolitusel õppis Janne, et piimakohvide valmistamiseks maksimaalne vahustamistemperatuur peab olema 65-68 kraadi. Enam kui 70 kraadini soojendatud piima maitse ja konsistents muutub. Millest selline muutus võib olla tingitud?

Valgud on orgaanilised ained, mis koosnevad aminohapetest. Kokku on valkude koostises 20 erinevat aminohapet- kaheksa nendest on asendamatud aminohapped, mida inimese organismis ei sünteesita. Aminohapete järjekord valgumolekulis ning molekuli voltumine kõrgema järgu struktuuriks määrab ära valgu omadused. Valgu kõrgemat järku struktuuri hoiavad koos vesiniksidemed. Denaturatsioon on valgu kõrgema järgu struktuuride lõhkumine selliste keskkonnategurite toimel nagu temperatuur, happesus, kiirgus vms. Sellised muutused toimuvad näiteks munavalges vahustamisel või keetmisel. Valkudel on palju erinevaid ülesandeid nagu ehituslik (keratiin juustes), kaitse (antikehad), bioregulatoorne (hormoonid), transportiv (hemoglobiin), liigutav (lihasvalgud) ja mitmeid teisi ülesandeid.

 

Valkude ehitus

Valgud koosnevad süsinikust (C), vesinikust (H), hapnikust (O) ja lämmastikust (N).

Võrreldes teiste orgaaniliste ainetega on valgumolekulid väga suured ja seetõttu me võime öelda, et organismid koosnevad suurel määral just valkudest.

Valkude koostises on 20 erinevat aminohapet, mis on omavahel seotud peptiidsidemetega. Valgu omadused määrab ära aminohappeline järjestus valgus ning selle ahela voltumine kõrgemat järku valgustruktuuriks.

Aja jooksul on inimorganism kaotanud võime mõningaid aminohappeid ise sünteesida ja organism peab neid saama toidust ja neid nimetatakse asendamatuteks. Asendamatuid aminohappeid on kaheksa, sh. näiteks metioniin, lüsiin, fenüülalaniin. Valguvaese toidu tarvitamisel võib tekkida asendamatute aminohapete puudus. Näiteks liha ja nisutoodete vältimine võib põhjustada asendamatu amonohappe lüsiini puuduse.

 

Lihtvalgud ja liitvalgud

Lihtvalgud

Lihtvalgud koosnevad ainult valgulisest osast. Lihtvalkude hulka kuuluvad näiteks albumiinid, globuliinid, keratiinid, kollageenid jt.

Albumiinid esinevad munavalges ja piimas – lahustuvad vees ja kalgenduvad kuumutamisel.

Botulismitoksiin on tugevaim bioloogiline mürk, mille tootjaks on bakter. Valgu toime võib mürgistuse korral viia lõtvade lihashalvatuste ja hingamispuudulikkuse tõttu surmani.

Globuliinid esinevad lehmapiimas ja võivad olla ka üheks piimaallergia põhjustajaks.

Keratiinid on ehitusliku tähtsusega valgid juustes, karvades, küüntes, sarvedes, sulgedes - ei lahustu vees.

Kollageenid on ehitusliku tähtsusega valgud nahas, kõhredes. Kollageenide keetmisel saadakse želatiin.
 

Liitvalgud

Liitvalgud koosnevad valgulisest- ja mittevalgulisest osast. Liitvalgud on näiteks nukleoproteiinid, kromoproteiinid, glükoproteiinid jt.

Nukleoproteiinides on liitunud nukleiinhape ja valk, moodustuvad kromosoomid.

Kromoproteiinides on liitunud värvaine ja valk, näiteks klorofüll või hemoglobiin.

Glükoproteiinides on liitunud glükoos ja valk, näiteks retseptorvalgud.

 

Valgustruktuurid

Valgustruktuurides on aminohapete vahel eri tüüpi keemilised sidemed, näiteks vesinik- ja peptiidsidemed.
Valgu esimest järku struktuurist hoiavad koos peptiidsidemed. Kõrgemat järku struktuure seovad enamasti vesiniksidemed.

3.1.15. Valgustruktuurid

 

Esimest järku struktuur

Erinevate aminohapete ja peptiidsideme alusel moodustub valkude esimest järku struktuur, mis on piltlikult öeldes valgu selgroog – määrab valgu omadused. Peptiidside on keemiline side, mis iseenesest tavalistes tingimustes ei katke. Seda suudavad lõhkuda kas ensüümid või tugevad alused ja happed.

Teist järku struktuur

Valgu esimest järku struktuur voltub või keerdub moodustades teist järku struktuuriga valgu. Kõrgemat järku struktuure hoiavad koos vesiniksidemed. Teist järku struktuuriga on kõõluste, kõhrede, juuste, küünte, karvade, soomuste ja ämblikuniidi valgud.

Kolmandat järku struktuur

Teist järku struktuur keerdub veel omakorda moodustades kolmandat järku valgu. Seotud vesiniksidemetega.
Gloobuli kujulised on näiteks valgulised ensüümid, antikehad ja vereplasma valgud ning fibrilli kujulised verehüübimisvalgud ja lihastöös osalevad valgud.

Neljandat järku struktuur

Moodustub mitme gloobuli ühinemisel. Ühendatud vesiniksidemetega. Neljandat järku struktuuriga on inimese veres hemoglobiin, mis transpordib hapnikku.

 

Denaturatsioon ja renaturatsioon

Denaturatsioon on valgu valgu kõrgemat järku struktuuri hävitamine mehhaaniliselt, temperatuuriga, keemiliselt või mõne muu keskkonnateguri toimel. Näiteks muna vahustamisel lõhutakse mehaaniliselt vesiniksidemed, palavik denaturiseerib inimese kehas haigustekitajaid valke.

Kus võib veel igapäevaselt kokku puutuda valkude denatureerumisega?

Toiduainete kuumtöötlemine – praadimine, keetmine (denatureeruvad ka meile kahjulike mikroorganismide valgud).

Naha desinfitseerimine 70% etanooli lahusega denatureerib alkohol haigustekitajate valke.
 
Renaturatsioon on denaturatsioonile vastupidine protsess, mille tulemusel vahel kõrgemat järku valgustruktuurid taastuvad. Näiteks vahustamise järgselt muutub munavalge aja jooksul taas vedelaks.

 

Valkude ülesanded

Ensümaatiline

Valgulised ensüümid reguleerivad kehas toimuvaid protsesse. Näiteks seedeensüümid kiirendavad reaktsioone. Amülaas lõhustab tärklist.

Ehituslik

Valk keratiin annab struktuuri karvadele, sulgedele, küünistele, kapjadele, sõrgadele. Valgud on ka rakumembraanide koostises.

Transportiv

Punaste vereliblede koostises olev hemoglobiin transpordib hapnikku. Rakumembraanide koostises olevad transportvalgud reguleerivad ainete liikumist rakku ja rakust välja.

Retseptoorne

Retseptorvalgud rakumembraanides võtavad vastu infot väliskeskkonnast. Näiteks nahas ja nahaaluses koes olevad retseptorid tajuvad valu, puudutus, temperatuurimuutust jms.

Liikumise tagamine

Lihastes olevad valgud müosiin ja aktiin tagavad lihaste liikumise. Valgulised kääviniidid tagavad rakkude jagunemisel kromosoomide võrdväärse lahknemise tütarrakkude vahel.

Kaitsev

Valgulise koostisega antikehad kaitsevad haigustekitajate eest. Putukate, madude, bakterite valguline mürk on neile kaitseks.

Bioregulatoorne

Hormoonid nagu insuliin ja kasvuhormoon reguleerivad kehas toimuvaid protsesse. Insuliin alandab veresuhkru taset.

Varuaineks olemine

Albumiin munavalges on toitainete varuks arenevale linnulootele.

Energeetiline

1 grammi valkude lõhustumisel vabaneb kuni 17,6 kJ energiat (sama nagu süsivesikutel), kuid energia saamiseks kasutab organism eelkõige süsivesikuid ja lipiide, kuna valkudel on väga palju teisi olulisi ülesandeid meie organismis.

Sissejuhatus

Kas olete kunagi mõelnud, millest koosneb DNA?

Jüri mõtiskles selle üle, et miks inimeste järglased on alati inimesed, kaelkirjakutel kaelkirjakud ja porganditel porgandid. Lugedes teadusartiklit selgus, et kõik elusorganismid sisaldavad pärilikkusainet, milleks on DNA. Organismide paljunemisel pärandatakse DNA järglaspõlvkonnale. Artiklis väideti, et tegelikult on inimese DNA suures osas kattuv teiste organismide DNAga. Näiteks kattub 50% ulatuses inimese ja kapsa DNA. Jüri ei suuda uskuda, et kuidas see on võimalik, tema küll füüsiliselt kapsale ei sarnane.

 

Nukleiinhapete ehitus ja jaotus

Nukleiinhapped säilitavad pärilikku informatsiooni ja osalevad selle info realiseerimisel. Nukleiinhapped jaotuvad kaheks, DNA (desoksüribonukleiinhape) ja RNA (ribonukleiinhape).

DNA ehk desoksüribonukleiinhape

DNA struktuuri kirjeldasid esmakordselt 1953. aastal James Watson ja Francis Crick.

DNA-ahel koosneb desoksüribonukleotiididest, mille ehituses on desoksüriboos, fosfaatrühm ja neli erinevat lämmastikalust.

A- Adeniin

T - Tümiin

G - Guaniin

C - Tsütosiin

Pärilik info ongi kirjas nende nelja lämmastikaluse järjestusena DNA ahelas.

DNA on enamasti kaheahelaline ning ahelad pole ühesugused. Omavahel seonduvad kindlad lämmastkalused A ja T ning G ja C vesiniksidemete abil. Seega, kui me teame ühe DNA ahela nukleotiidset järjestust, siis saame me teada ka teise ahela järjestuse.

1 DNA ahel: ATCGTA

2 DNA ahel: TAGCAT

DNA ehitus

 

DNA kahekordistumine

DNA kahekordistub enne raku jagunemist. Kuna ahel on päristuumsetes rakkudes väga pikk, siis peab see mitmest erinevast kohast lahti keerduma, et alguspunkte oleks mitu.

DNA kahekordistumine

 

DNA on erakordselt pikk molekul, igas inimese rakus umbes kaks meetrit pikk. Selleks, et selline pikk molekul meie rakkudesse ära mahuks, on ta valkude abil kokku pakitud.

DNA-d leidub peamiselt rakkude tuumas.

DNA liigendub kromosoomideks. Inimese keharakkudes on 23 paari kromosoome. Kromosoomid liigenduvad omakorda geenideks. Geen on üks lõik DNA ahelast, mille alusel sünteesitakse RNA ja seejärel valk ning mis üldjuhul määrab ühe tunnuse kujunemise.

Kogu seda DNA-ahelat, mis jääb nende lõikude ehk geenide vahele, nimetatakse mittekodeerivaks DNA-ks. Teadaolevalt 97% inimese DNA ahelast ei sisalda geene- see osa DNA-st erineb erinevatel inimestel.

DNA paikneb rakutuumas

 

DNA ülesanne on päriliku info säilitamine ja selle täpne ülekanne tütarrakkudele, mis on tekkinud raku jagunemise käigus.

 

RNA ehk ribonukleiinhape

RNA (ribonukleiinhape) koosneb ribonukleotiididest, mille ehituses on riboos, fosfaatrühm ja neli erinevat lämmastikalust.  Erinevalt DNA-st on RNA-s läämastikaluse T ehk tümiin asemel U ehk uratsiil.

U - Uratsiil

A- Adeniin

G - Guaniin

C - Tsütosiin

RNA on enamasti üheahelaline ja DNA-st palju lühem molekul. RNAd on kolme tüüpi. Üks nendest on mRNA, mille ülesanne on DNA informatsiooni kopeerimine ning transportimine informatsiooni realiseerimiseks.

Päriliku info avaldumine

 

Informatsiooni kopeerimine toimub vastavalt süsteemile, kus paarduvad lämmastikalused A ja U; T ja A; C ja G; G ja C.

Kui on teada üks lõik DNA-st, saame leida RNA ahela.

DNA ahel: AATCGCTTA

RNA ahel: UUAGCGAAU

Kokkuvõte

Nukleiinhapped jaotuvad DNAks (desoksuribonukleiinhappeks) ja RNAks (ribonukleiinhappeks). Kõik nukleiinhapped koosnevad nukleotiitidest, mis moodustavad pikki ahelaid.

 

Mõisted

DNA

RNA

nukleiinhape

lämmastikalus

DNA kahekordistumine

kromosoom

geen

Kaasaegne materjaliteadus ja nanotehnoloogia

 Sisestas Marlen, E, 2018-03-05 19:23

• Loe lähemaltKaasaegne materjaliteadus ja nanotehnoloogia kohta

Optika

 Sisestas Marlen, E, 2018-03-05 17:44

• Loe lähemaltOptika kohta

Elektrostaatika

 Sisestas Marlen, E, 2018-03-05 15:08

• Loe lähemaltElektrostaatika kohta

Mikro- ja makromaailma ehitus ning ideaalse gaasi olekuvõrrandid

 Sisestas Marlen, E, 2018-03-05 13:56

• Loe lähemaltMikro- ja makromaailma ehitus ning ideaalse gaasi olekuvõrrandid kohta

Ideaalgaas

 Sisestas Marlen, E, 2018-03-05 13:00

• Loe lähemaltIdeaalgaas kohta

Ideaalse gaasi olekuvõrrandid

 Sisestas Marlen, E, 2018-03-05 12:43

• Loe lähemalt

MMP - Proteiin

Matrix metalloproteinases (MMPs) are a family of zinc-dependent endopeptidases that play a significant role in degrading various substrates within the cell and in the extracellular matrix. This includes substrates such as:
• Myelin and other extracellular matrix proteins.
• Cytokines & other growth factors
• Cell adhesion-associated molecules
As such, MMPs are an integral part of enabling cell migration, playing a role in physiological processes including ECM metabolism, cell migration, tissue repair, tissue remodeling, and many others. Different MMPs are expressed in different tissue types, with aberrant expression closely associated with the onset of diseases, including inflammatory, cardiovascular, and cancer diseases.

Maatriksi metalloproteinaasid (MMP) on tsingist sõltuvate endopeptidaaside perekond, millel on oluline roll erinevate substraatide lagundamisel rakus ja rakuvälises maatriksis. See hõlmab selliseid substraate nagu: • Müeliin ja teised ekstratsellulaarse maatriksi valgud. • Tsütokiinid ja muud kasvufaktorid • Rakuadhesiooniga seotud molekulid Sellisena on MMP-d rakkude migratsiooni võimaldamise lahutamatu osa, mängides rolli füsioloogilistes protsessides, sealhulgas ECM-i metabolismis, rakkude migratsioonis, kudede parandamises, kudede ümberkujundamises ja paljudes teistes. Erinevaid MMP-sid ekspresseeritakse erinevates koetüüpides, kusjuures aberrantne ekspressioon on tihedalt seotud haiguste, sealhulgas põletikuliste, südame-veresoonkonna ja vähihaiguste tekkega.