ચરબી (fat) (1)

ચરબી (fat) (1) : એક પ્રકારનું પોષક દ્રવ્ય (nutrient). તેને મેદ અથવા સ્નેહ પણ કહે છે. ઊર્જા, નવરચના તથા દેહધાર્મિક અથવા શારીરિક ક્રિયાઓ કરવા માટે ઉપયોગી એવા આહારના રાસાયણિક ઘટકોને પોષક દ્રવ્યો કહે છે. કાર્બોદિત પદાર્થો, ચરબી, પ્રોટીન, ક્ષાર, વિટામિન (પ્રજીવકો) તથા પાણી એમ 6 પ્રકારનાં પોષક દ્રવ્યો હોય છે.

રચના અને ગુણધર્મો : કાર્બોદિત પદાર્થોની માફક મેદ(ચરબી)ના અણુઓ પણ કાર્બન, હાઇડ્રોજન અને ઑક્સિજનના બનેલા હોય છે. પણ એમાં હાઇડ્રોજન અને ઑક્સિજનનું ગુણોત્તર પ્રમાણ 2 : 1 હોતું નથી. તે જલદ્રાવ્ય હોતા નથી. પરંતુ તે આલ્કોહૉલ, ક્લૉરોફૉર્મ અને ઈથરમાં દ્રાવ્ય હોય છે. ચરબી(ટ્રાઇગ્લિસરાઇડ)ના અણુના મુખ્ય બે ઘટકો હોય છે : ગ્લિસરૉલ અને મેદ-અમ્લ-સ્નેહામ્લ (fatty acids). ગ્લિસરૉલનો એક અણુ જ્યારે મેદ-અમ્લના 3 અણુઓ સાથે જોડાય ત્યારે ટ્રાઇગ્લિસરાઇડનો એક અણુ બને છે. આ એક નિર્જલીય સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા (dehydration synthesis reaction) છે. તેથી તેમાં પાણી(H₂O)ના 3 અણુ ઉત્પન્ન થાય છે. લાયપેઝ નામના ઉત્સેચકની હાજરીમાં ટ્રાઇગ્લિસરાઇડના અણુનું જલવિભાજન (hydrolysis) થાય છે ત્યારે તેમાંથી ફરીથી એક ગ્લિસરૉલ અને ત્રણ મેદ-અમ્લના અણુઓ છૂટા પડે છે. ચરબીના અણુમાંના કાર્બનના પરમાણુઓ એકબીજા સાથે ફક્ત એક સહસંયોજક બંધ(covalent bond)થી જોડાયેલા હોય અને બાકીના બધા પર વધુમાં વધુ સમાઈ શકે એટલા હાઇડ્રોજનના પરમાણુઓ હોય તો તેને સંતૃપ્ત (saturated) ચરબી કહે છે. જો બે કાર્બન પરમાણુઓ વચ્ચે બે સહસંયોજક બંધ હોય તો તેને અસંતૃપ્ત (unsaturated) ચરબી કહે છે.

પ્રાણિજ ચરબી(દા.ત., ગાય કે ડુક્કરનું માંસ, માખણ, દૂધ, ઈંડાં, પનીર)માં પુષ્કળ પ્રમાણમાં કૉલેસ્ટરૉલ અને સંતૃપ્ત ચરબી હોય છે. વનસ્પતિજન્ય ચરબીમાં કૉલેસ્ટરૉલ નહિવત્ હોય છે અને તે અસંતૃપ્ત ચરબી હોય છે. દા.ત., ઑલિવ તેલ અને મગફળીનું તેલ. જો કાર્બનના પરમાણુ પર એકથી વધુ (બે કે ત્રણ) બેવડાયેલા સહસંયોજક બંધો (double covalent bonds) હોય તો તેને બહુઅસંતૃપ્ત (polyunsaturated) ચરબી કહે છે. દા.ત., મકાઈના ડોડા(corn)નું તેલ, સૂર્યમુખીનું તેલ, સીસમનું તેલ, સોયાબીનનું તેલ વગેરે. આ તેલ વડે લોહીમાંના કૉલેસ્ટરૉલનું પ્રમાણ ઘટે છે એમ મનાય છે. વનસ્પતિજન્ય તેલનું હાઇડ્રોજનીકરણ (hydrogenation) કરવાથી તે સંતૃપ્ત તેલ બને છે.

પાચન, વહન અને સંગ્રહ : કાર્બોદિત પદાર્થો(carbo-hydrates)માંથી ઊર્જા મળે છે. ચરબીયુક્ત પદાર્થો પણ તેના પછીના ક્રમે આવતાં અગત્યનાં શક્તિદાયક દ્રવ્યો છે. જોકે તેમનો મુખ્ય ઉપયોગ પ્રોટીનની માફક શરીરની અગત્યની સંરચનાઓ (structures) બનાવવામાં થાય છે. જઠર અને આંતરડાંમાંના ઉત્સેચકો (enzymes) તેમના મહાઅણુઓ(macromolecules)નું વિઘટન કરે છે અને લોહી કે લસિકા (lymph) દ્વારા વહન કરવા લાયક નાના ઘટકો બનાવે છે. આ પ્રક્રિયાને પાચન કહે છે. ખોરાકમાંની તટસ્થ ચરબી (neutral fat) અથવા ટ્રાઇગ્લિસરાઇડને આંતરડાંમાં મેદ-અમ્લો અથવા સ્નેહામ્લો (fatty acids) અને મૉનોગ્લિસરાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. તેને ચરબીનું પાચન કહે છે. આ પ્રક્રિયા માટે સૌપ્રથમ ચરબીના અણુઓનું પિત્તક્ષારો વડે પાયસીકરણ (emulsification) કરાય છે. તેમાંના લઘુશૃંખલાવાળા મેદ-અમ્લો આંતરડાનાં આંત્રાંકુરમાંની કેશવાહિનીઓમાં પ્રવેશે છે, જ્યારે બૃહદ્શૃંખલાવાળા મેદ-અમ્લો અને મૉનોગ્લિસરાઇડ્ઝ આંત્રાંકુરોના અધિચ્છદીય (epithelial) કોષોમાં પ્રવેશે છે અને ત્યાં તેમનું પાચન ચાલુ રહે છે. તેમાંથી મેદ-અમ્લો અને ગ્લિસરૉલ બને છે જેમાંથી ફરીથી ટ્રાઇગ્લિસરાઇડ બને છે, જે મેદબિંદુઓ (chylomicrons) રૂપે આંત્રાંકુરમાંની પયવાહિનીઓ (lacteals) દ્વારા લસિકાવાહિનીઓ(lymphatics)માં થઈને વક્ષીયવાહિની(thoracic duct)માં પ્રવેશે છે. વક્ષીયવાહિની હૃદયની નજીક આવેલી અધ:અરીય (subclavian) શિરામાં ખૂલે છે અને આમ મેદબિંદુઓ લોહીમાં પ્રવેશે છે. લોહીમાંના ચરબીના ઘટકો – મેદ-અમ્લો, ગ્લિસરૉલ, ટ્રાઇગ્લિસરાઇડ અને કૉલેસ્ટરૉલનો ચયાપચય અને સંગ્રહ યકૃત તથા મેદકોષો(adipocytes, fat cells)માં થાય છે. મેદકોષોની બનેલી પેશીને મેદપેશી (adipose tissue) કહે છે. શરીરમાંની 50 % ચરબી ચામડી નીચેના પડમાં સંગ્રહાયેલી હોય છે, 12 % મૂત્રપિંડમાં, 10 %થી 15 % ઉદરાગ્રપટલ(omentum)માં, 20 % લૈંગિક અવયવોની આસપાસ તથા 5 %થી 8 % સ્નાયુઓમાં સંગ્રહાયેલી હોય છે. તેનો આંખની પાછળ, હૃદય તથા મોટા આંતરડાની આસપાસ પણ સંગ્રહ કરાય છે.

કાર્યો : ચરબીનું ઑક્સિડેશન થાય ત્યારે ઍડિનોસીન ટ્રાઇફૉસ્ફેટ(ATP)ના રૂપે દર 1 ગ્રામ ચરબીમાંથી 9 કૅલરી ઊર્જા ઉત્પન્ન થાય છે. ચરબીમાંથી ઊર્જા મેળવવાની જરૂરિયાત ન હોય ત્યારે તે ચરબીનો સંગ્રહ કરાય છે અથવા શરીરની સંરચનાઓ બનાવવામાં ઉપયોગ કરાય છે. દા.ત., ફૉસ્ફોલાઇપિડ્ઝની મદદથી કોષપટલો (plasma membranes) બને છે અને લાયપોપ્રોટીનની મદદથી કૉલેસ્ટરૉલનું લોહીમાં વહન કરાય છે. તેવી જ રીતે થ્રૉમ્બોપ્લાસ્ટિન નામનું દ્રવ્ય લોહીના ગઠનમાં કાર્ય કરે છે. જ્યારે એક ચેતાતંતુમાંનો વીજ-આવેગ બીજા ચેતાતંતુમાં ન પ્રવેશે તે માટે માયોસિન નામનું અવાહક પડ ચરબીમાંથી બને છે. આ ચારે દ્રવ્યોમાં ચરબી હોય છે. કૉલેસ્ટરૉલ એક પ્રકારની ચરબી છે જેમાંથી પિત્તક્ષારો (bile-salts) અને સ્ટીરૉઇડ પ્રકારના અંત:સ્રાવો બને છે. દા.ત., એડ્રિનોકૉર્ટિકલ હૉર્મોન્સ અને લિંગીય અંત:સ્રાવો. ચરબીનાં કેટલાંક કાર્યો સારણી 1માં દર્શાવ્યાં છે.

સારણી 1 : ચરબીના પ્રકારો અને કેટલાંક કાર્યો

1	ચરબી	રક્ષણ, અવાહક પડ, ઊર્જા, નવરચના
2	ફૉસ્ફોલાઇપિડ
	(અ)  લેસિથિન	કોષપટલની રચના, રુધિરરસ(plasma)માંનો ઘટક
	(આ)  કિફ્રેલીન અને સ્ફિન્ગોમાયલીન	ચેતાકોષો અને મસ્તિષ્કની પેશીમાં કાર્યશીલ
3	સ્ટીરૉઇડ્ઝ
	(અ)  કૉલેસ્ટરૉલ	દરેક પ્રાણીકોષની સંરચના, લોહી તથા ચેતાપેશીમાં હાજરી, પિત્તકોષો, સ્ટીરૉઇડ, હૉર્મોન અને વિટામિન-ડીના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગી, તેના વિકારથી ધમનીકાઠિન્ય (atheroclerosis) થાય
	(આ)  પિત્તક્ષાર	ચરબીનું પાચન અને અવશોષણ, મેદદ્રાવ્ય વિટામિનો(એ, ડી, ઈ, કે)ના અવશોષણ- (absorption)માં ઉપયોગી
	(ઇ)  વિટામિન-ડી	સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં ચામડીમાં ઉત્પાદન, હાડકાંની વૃદ્ધિ, રચના અને સમારકામમાં ઉપયોગી
	(ઈ)  લિંગીય અંત:સ્રાવો	પુરુષ અને સ્ત્રીનાં લૈંગિક (sexual) કાર્યોનું નિયમન
4	પોરફાયરિન્સ
	(અ)  હીમોગ્લોબિન	લોહીમાં ઑક્સિજન-વહન
	(આ)  પિત્તરંજકો	દા.ત., બિલિરૂબિન. કમળાના દર્દીમાં તે જમા થાય છે
	(ઇ) સાયટોક્રોમ્સ	કોષનું શ્વસનકાર્ય

વિટામિન-એ બનાવતું કૅરોટીન, લૈંગિક કાર્યોનું નિયમન કરતું વિટામિન-ઈ, લોહીના ગઠનમાં ઉપયોગી વિટામિન-કે તથા શરીરમાં વ્યાપકપણે વિસ્તરેલાં વિવિધ કાર્યો કરતાં પ્રોસ્ટાગ્લૅન્ડિનો – આ ચારે પ્રકારનાં દ્રવ્યો મેદાભ (lipiod) દ્રવ્યો ગણાય છે. વિવિધ દ્રવ્યોમાંના મેદીય ભાગને પોરફાયરિન કહે છે.

ચયાપચય : ઊર્જાદાયક સ્રોત તરીકે તેનો ઉપયોગ જવલ્લે જ કરાય છે. કેમ કે તેમાંથી ઉત્પન્ન થતી શક્તિ સારા એવા પ્રમાણમાં (8 %થી 10 %) વેડફાઈ જાય છે. વળી, ગ્લુકોઝની ગેરહાજરીમાં કીટોનદ્રવ્યો નામનાં ઝેરી દ્રવ્યો પણ તેમાંથી બને છે. ઊર્જા માટે જ્યારે ટ્રાઇગ્લિસરાઇડમાંથી ગ્લિસરૉલ અને મેદ-અમ્લો બને છે ત્યારે તે બંનેનો અપચય (catabolism) અલગ અલગ રીતે થાય છે. ગ્લિસરૉલમાંથી ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ-3-ફૉસ્ફેટ બને છે, જેમાંથી પાયરૂવિક ઍસિડ બને તો ATPના 4 અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે. ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ-3-ફૉસ્ફેટમાંથી ગ્લુકોઝ પણ બને છે. આ પ્રક્રિયાને ગ્લુકોઝ-નવસર્જન (gluconeogenesis) કહે છે.

મેદ-અમ્લોનો અપચય કણાભસૂત્રો(mitochondria)માં થાય છે. આ સંકુલ પ્રક્રિયાને બીટા-ઑક્સિડેશન કહે છે અને તેના દ્વારા ઍસિટાઇલ-કો-એન્ઝાઇમ-એ(Acetyl-CoA) ઉત્પન્ન થાય છે, જે ક્રેબ્ઝચક્ર દ્વારા ઊર્જા ઉત્પાદન માટે ઉપયોગી છે. મેદ-અમ્લમાંના કાર્બનના કુલ પરમાણુની સંખ્યાની અર્ધી સંખ્યામાં Acetyl-CoAના અણુ ઉત્પન્ન થાય છે, જે ક્રેબ્ઝચક્ર દ્વારા ATPના 129 અણુ ઉત્પન્ન કરે છે. દર બે acetyl-CoAના અણુઓમાંથી એસિટો-એસેટિક ઍસિડનો એક અણુ બને છે. તે બીટા-હાઇડ્રૉક્સિબ્યુટારિક ઍસિડ અને ઍસિટોનમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ ત્રણે રસાયણોને કીટોનદ્રવ્યો કહે છે. અને તેમના ઉત્પન્ન થવાની પ્રક્રિયાને કીટોજનન (ketogenesis) કહે છે. આ પ્રક્રિયા યકૃતમાં થાય છે. ભૂખમરો હોય કે મધુપ્રમેહના દર્દીમાં ઇન્સ્યુલિનની ગેરહાજરી હોય તો ક્રેબ્ઝચક્ર માટે જરૂરી ગ્લુકોઝની ઊણપ સર્જાય છે અને તે સમયે ચરબીના અણુઓનું વધુ પ્રમાણમાં થતું વિઘટન કીટોનદ્રવ્યો જેવાં ઝેરી દ્રવ્યો બનાવે છે.

ગ્લુકોઝ અને એમીનો ઍસિડમાંથી જરૂર પડ્યે યકૃત મેદ-અમ્લો બનાવે છે. તેને મેદજનન (lipogenesis) કહે છે. આ માટેની પ્રક્રિયા મેદના વિઘટનની પ્રક્રિયાથી બરાબર ઊલટી દિશામાં થાય છે (જુઓ આકૃતિ 3).

શિલીન નં. શુક્લ