Rasvhapped

Rasvhapped on pika alifaatse ahelaga karboksüülhapped, mis võivad esineda nii küllastunud kui ka küllastumata ühenditena. Enamiku looduslike rasvhapete süsinikuahel on 4–28 C-aatomit pikk. Rasvhapped on enamiku lipiidide ehitusüksused – nad kuuluvad nii triglütseriidide, vahade, fosfolipiidide kui ka glükolipiidide koostisse. Vabad rasvhapped on need rasvhapped, mis ei ole seotud teiste ühenditega. Rasvhapped on organismis, eriti luustiku ja südamelihaste rakkudes, oluline energiaallikas, sest rasvhapete oksüdatsiooni käigus eraldub suures koguses ATP-d. Ajurakud kasutavad rasvhappeid energiaallikana vaid vähesel määral, sest eelistavad energiat toota glükoosist ja ketoonist.

Küllastumata rasvhapped

Küllastumata rasvhapetel on süsinikuaatomite vahel üks või enam kaksiksidet. Süsinikuaatomite paare, mis on ühendatud kaksiksidemega, saab küllastada, liites neile vesinikuaatomeid. Selle reaktsiooni tulemusel muutub kaksikside ehk küllastumata side ühekordseks ehk küllastunud sidemeks.
Vastavalt aatomirühmade paiknemisele kaksiksideme tasapinna suhtes esinevad rasvhapped kas cis- või trans-isomeeridena.
Küllastumata rasvhapete geomeetrilistel erinevustel on oluline osa bioloogilistes protsessides ja bioloogiliste struktuuride, eriti rakumembraanide ehituses.

Cis-isomeeria

Cis-isomeeris asetsevad vesinikuaatomid kaksiksideme tasapinna suhtes samal poolel. Cis-isomeeri kaksikside on jäik, mistõttu on süsinikuahel vähe painduv ning kõver. Mida rohkem on ahelas cis-konfiguratsiooniga kaksiksidemeid, seda kõveram on ahel. Näiteks kui ühe kaksiksidemega oleiinhappel on üks vääne sees, siis kahe kaksiksidemega linoleenhappe struktuur on juba rohkem väändunud. Kolme kaksiksidemega linoleenhappe kuju on veel kõveram. Kõvera kuju tõttu ei saa triglütseriidide või biomembraani fosfolipiidide koostises olevaid cis-isomeere tihedalt kokku pakkida ning see omadus mõjutab nii membraani kui ka rasvade sulamistemperatuuri. Looduslike rasvhapete kaksiksidemed on tavaliselt cis-konfiguratsioonis.

Asendamatud rasvhapped

Asendamatuteks rasvhapeteks kutsutakse neid rasvhappeid, mis on inimesele vajalikud, kuid mida inimese organism suudab vaid väheses koguses ise toota ja seega peab ta neid saama toidust. On kahte tüüpi asendamatuid rasvhappeid: need, kus kaksikside asub kolme süsinikuaatomi kaugusel ahela lõpus olevast metüülrühmast, ja need, kus kaksikside asub kuue süsinikuaatomi kaugusel ahela lõpus olevast metüülrühmast. Inimese organismil puudub võime sünteesida rasvhappeid, kus kaksiksidemed asuvad karboksüülrühmast loendatult kaugemal kui 9. või 10. süsinikuaatomi juures. Asendamatud rasvhapped on näiteks linoolhape ja linoleenhape, mida leidub paljudes taimeõlides. Inimese võime muuta linoleenhape pikema ahelaga oomega-3-rasvhappeks (nt eikosapentaeenhappeks või dokosaheksaeenhappeks) on piiratud, aga ta saab neid rasvhappeid omastada kalast.

Tööstuslik tootmine

Tööstuses toodetakse rasvhappeid tavaliselt triglütseriidide hüdrolüüsi teel, mille abil eemaldatakse glütserool. Rasvhappeid saadakse ka fosfolipiididest. Rasvhappeid saab toota ka sünteetiliselt alkeenide karbonüülimise teel.

Rasvhapete biosüntees

Rasvhapete biosüntees algab atsetüül-CoA karboksüülimisega malonüül-CoA-ks. Seejärel toimub rasvhappe ahela astmeline pikendamine, milles lisatakse iga liitumisreaktsiooniga kaks süsinikuaatomit. Seetõttu on peaaegu kõigil looduslikel rasvhapetel paarisarv süsinikuaatomeid. Peale sünteesi seotakse rasvhapped glütserooliga triglütseriidideks, mis on organismis eelistatuim rasvade ladustamise viis. Organismis ringlevad vabad rasvhapped on tekkinud triglütseriidide lagunemisel. Vabad rasvhapped ei lahustu vees, mistõttu seotakse nad vereplasma albumiiniga. Albumiini vabade sidumiskohtade arv määrab ära vabade rasvhapete hulga veres.

Rasvhapete keemilised omadused

Rasvhapete keemilised omadused sarnanevad teiste karboksüülhapete omadustega. Näiteks tekib rasvhapete reageerimisel alkoholiga ester ning alusega reageerimisel sool.

Happelisus

Rasvhapped on väga nõrgad happed ning ei erine eriti oma happelisuse poolest. Näiteks on nonaanhappe pKₐ väärtus 4,96, mis on ainult veidi nõrgem äädikhappe pKₐ väärtusest (4,76). Rasvhapete lahustuvus vees väheneb süsinikuahela pikenedes väga kiiresti, mistõttu on pika süsinikuahelaga rasvhapete mõju vesilahuse pH-le väga väike. Isegi need rasvhapped, mis vees ei lahustu, lahustuvud soojas etanoolis ja neid saab tiitrida NaOH-lahusega, kasutades indikaatorina fenoolftaleiini. Seda analüüsi kasutatakse vabade rasvhapete sisalduse määramiseks rasvades, st määratakse hüdrolüüsunud triglütseriidide sisaldust.

Hüdrogeenimine

Küllastumata rasvhapete hüdrogeenimine on üldlevinud viis saada küllastunud rasvhappeid, mis ei rääsu kergesti. Kuna küllastunud rasvhapetel on kõrgem sulamistemperatuur kui küllastumata rasvhapetel, siis muutuvad vedelad rasvad hüdrogeenimise tagajärjel tahkeks. Seda tehnoloogiat kasutatakse taimeõlidest margariini tegemisel. Osalise hüdrogeenimise ajal võib küllastumata rasvhapete cis-konfiguratsioon muutuda trans-konfiguratsiooniks. 
Kui hüdrogeenimisel kasutatakse tavalisest kõrgemat H₂ rõhku ja kõrgemat temperatuuri, muutuvad rasvhapped rasvalkoholideks. Rasvhappe estritest saab rasvalkohole siiski lihtsamini toota.

Oksüdatsioon

Küllastumata rasvhapete üks keemilisi omadusi on auto-oksüdatsioon hapniku juuresolekul. Seda protsessi kiirendavad metallide mikroelemendid. Metalliioonide eemaldamiseks töödeldakse rasvu ja õlisid tihti kelaatühenditega nagu näiteks sidrunhape. Oksüdatsiooni aeglustavad teatud määral ka taimeõlides sisalduvad antioksüdandid nagu tokoferool.

Osonolüüs

Osooni toimel võivad küllastumata rasvhapped kergesti laguneda. Seda reaktsiooni kasutatakse oleiinhappest aselaiinhappe ((CH₂)₇(CO₂H)₂) tootmiseks.

Imendumine

Lühikese ja keskmise ahelaga rasvhapped imenduvad läbi soolestiku kapillaaride otse verre ja kantakse koos teiste toitainetega maksa värativeeni kaudu edasi. Pika ahelaga rasvhapped ei imendu otse soole kapillaaridesse, vaid soolehattudesse, kus moodustatakse nendest triglütseriidid. Triglütseriidid kaetakse kolesterooli ja valguga ühendiks, mida kutsutakse külomikroniks.
Külomikronid viiakse lümfikapillaaridesse ning sealt lümfisüsteemi kaudu üles südame lähedale rinnajuhasse, sest selle ümber on arterid ja veenid laiemad. Rinnajuhast transporditakse külomikronid rangluualuse veeni kaudu vereringesse. Nüüd saavad külomikronid varustada kudesid triglütseriididega, mis kas ladustatakse või kasutatakse energia saamiseks.

Metabolism

Rasvhapped, mida organism saab kas toidust või rasvkoes ladustunud triglütseriididest, viiakse rakkudesse, kus neid kasutatakse kas energiaallikana lihaste kontraktsioonis või üldises ainevahetuses. Raku sees transporditakse rasvhapped mitokondrisse, kus nad lagundatakse β-oksüdatsiooni või tsitraaditsükli käigus CO₂-ks ja veeks, mille tulemusel eraldub suures koguses energiat ATP-na.

Jaotus

Veres ringlevad rasvhapped on tihti seotud teiste ühenditega. Soolestikust transporditakse rasvhapped verre külomikronitesse pakitult, kuid peale töötlemist maksas viiakse rasvhapped vereringesse väga madala tihedusega lipoproteiinide ja madala tihedusega lipoproteiinide koostises. Veres ringleb ka vabu rasvhappeid, mida eraldavad rasvkoe rakud adipotsüüdid. On uuritud ja leitud, et iga inimene eritab koos piimhappe ja püroviinamarihappega naha kaudu just talle iseloomulikku rasvhapete segu, mistõttu suudavad tundliku lõhnatajuga loomad inimesi eristada.