เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต (สารอินทรีย์)
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
15 ก.ย. 67
 | 605 views



สารอินทรีย์เป็นสารที่มีธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ นอกจากนี้ สารอินทรีย์ส่วนใหญ่ยังมีธาตุออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ และสารอินทรีย์บางชนิดอาจมีไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน เป็นองค์ประกอบอยู่ด้วย สารอินทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิต เรียกว่า สารชีวโมเลกุล (biological molecule)

ความหลากหลายของโครงสร้างคาร์บอน สารประกอบคาร์บอนที่อยู่ในสารอินทรีย์ มีโครงสร้างที่แตกต่างหลากหลายมาก คาร์บอนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 4 การรวมกับอะตอมของธาตุอื่นเกิดขึ้นจากการสร้างพันธะโคเวลนท์ โดยการใช้อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ ซึ่งเป็นได้ทั้งพันธะเดี่ยว พันธะคู่ และพันธะสาม

 

หมู่ฟังก์ชันแนล (functional group) เป็นกลุ่มอะตอมที่อยู่ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ทั่วๆ ไป ทำให้เกิดปฏิกิริยาเฉพาะตัว

 

1. คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate)

เป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน มีอัตราส่วนของอะตอมไฮโดรเจน ต่อ ออกซิเจน เท่ากับ 2:1 และมีสูตรโมเลกุลทั่วไปเป็น (CH2O)n โดย n มีค่าตั้งแต่ 3 ขึ้นไป

คาร์โบไฮเดรตที่เรารู้จักกันดี คือ น้ำตาลชนิดต่างๆ และแป้ง สามารถแบ่งคาร์โบไฮเดรตตามขนาดของโมเลกุลได้เป็น 3 พวกใหญ่ๆ คือ

          1.1 น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharide) เป็นคาร์โบไฮเดรตในรูปน้ำตาลธรรมดาที่สุด ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน 3-8 อะตอม สามารถละลายน้ำได้ดี และมีรสหวาน เป็นน้ำตาลที่มีโมเลกุลเล็กที่สุด ร่างกายสามารถนำไปใช้ได้ทันที โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการย่อยสลายอีก ได้แก่ น้ำตาลกลูโคส น้ำตาลฟรักโทส น้ำตาลกาแลกโทส

                 - น้ำตาลกลูโคส (glucose) เป็นน้ำตาลที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยพืชสีเขียว จากนั้น จึงถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาลรูปอื่นๆ หรือคาร์โบไฮเดรตที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อเก็บสะสมไว้ในส่วนต่างๆ ของพืชต่อไป พบได้ในผลไม้ที่มีรสหวาน น้ำผึ้ง และในกระแสเลือด น้ำตาลกลูโคสมีบทบาทสำคัญคือ ช่วยให้กล้ามเนื้อมีการยืดหดตัว ควบคุมการเต้นของหัวใจ ช่วยให้การทำงานของระบบต่างๆ มีประสิทธิภาพมากขึ้น และยังเป็นแหล่งพลังงานของร่างกายด้วย

          ​       - น้ำตาลฟรักโทส (fructose) เป็นน้ำตาลที่มีความหวานมากที่สุด พบมากในน้ำผึ้ง ผัก และผลไม้ที่มีรสหวานต่างๆ โดยมักพบอยู่ร่วมกับซูโครส และกลูโคส เป็นน้ำตาลที่มีบทบาทที่สำคัญในกระบวนการเผาผลาญอาหารของสิ่งมีชีวิต

          ​       - น้ำตาลกาแลกโทส (galactose) เป็นน้ำตาลที่มีความหวานน้อย ไม่พบในธรรมชาติ แต่ได้จากการย่อยสลายน้ำตาลแลกโทสในน้ำนม เป็นสารองค์ประกอบของระบบสมอง และเนื้อเยื่อประสาท

 

          1.2 น้ำตาลโมเลกุลคู่ (disaccharide) เป็นน้ำตาลที่เกิดจากน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวสองโมเลกุลมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมี สามารถละลายน้ำได้ แต่เมื่อสิ่งมีชีวิตรับประทานเข้าไป ร่างกายจะไม่สามารถเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวก่อน ได้แก่ น้ำตาลซูโครส น้ำตาลมอลโทส น้ำตาลแลกโทส

          ​       - น้ำตาลซูโครส (sucrose) หรือน้ำตาลทราย หรือน้ำตาลอ้อย พบได้มากใน อ้อย ตาล มะพร้าว ผลไม้ที่มีรสหวานทุกชนิด เมื่อถูกย่อยสลายจะได้น้ำตาลกลูโคส และน้ำตาลฟลุกโทส อย่างละ 1 โมเลกุล

          ​       - น้ำตาลมอลโทส (maltose) พบได้มากในข้าวมอลต์ เมล็ดข้าวที่กำลังงอก น้ำนมข้าว และข้าวโพด เมื่อถูกย่อยสลายจะได้น้ำตาลกลูโคส 2 โมเลกุล

          ​       - น้ำตาลแลกโทส (lactose) เป็นน้ำตาลซึ่งมีรสหวานน้อย ย่อยสลายได้ยากกว่าน้ำตาลโมเลกุลคู่อื่นๆ พบมากในน้ำนม เมื่อย่อยสลายจะได้น้ำตาลกาแลกโทส และน้ำตาลกลูโคส อย่างละ 1 โมเลกุล

 

          1.3 พอลิแซ็กคาไรด์ (polysaccharide) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่มาก ประกอบด้วยน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวจำนวนหลายโมเลกุลมาเชื่อมต่อกัน พอลิแซ็กคาไรด์เป็นกลุ่มคาร์โบไฮเดรตที่ไม่มีรสหวาน ละลายน้ำได้ยากหรือไม่ละลายเลย ได้แก่ แป้ง ไกลโคเจน เซลลูโลส

          ​       - แป้ง (starch) เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ ที่เกิดจากกลูโคสหลายพันโมเลกุลเชื่อมต่อกัน ละลายน้ำได้เล็กน้อย มีสูตรโมเลกุลเป็น (C6H10O5)n มีโครงสร้างทั้งที่เป็นแบบสายตรงยาว และเป็นแบบกิ่งก้านสาขา แป้งเป็นรูปแบบของคาร์โบไฮเดรตที่พืชใช้ในการเก็บสะสมอาหาร โดยพืชจะมีการเปลี่ยนน้ำตาลกลูโคสที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ให้มาอยู่ในรูปของแป้ง แล้วเก็บไว้ตามส่วนต่างๆ โดยเฉพาะในเมล็ด และหัวในดิน

แป้งเป็นโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ ร่างกายจึงไม่สามารถดูดซึมได้ทันที ต้องมีการย่อยสลายให้กลายเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวก่อน จึงจะสามารถดูดซึมได้ โดยในร่างกายของเราจะสามารถย่อยสลายแป้งให้กลายเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวได้ โดยอาศัยเอนไซม์อะไมเลส

          ​       - ไกลโคเจน (glycogen) เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่กว่าแป้งมาก ประกอบด้วยโมเลกุลของกลูโคสหลายแสน หรืออาจถึงล้านโมเลกุลขึ้นไป มาเชื่อมต่อกันในลักษณะเป็นสายยาวมีกิ่งก้านสาขา ไกลโคเจนเป็นรูปแบบการเก็บสะสมอาหารที่พบในมนุษย์ และสัตว์เท่านั้น โดยร่างกายจะเปลี่ยนกลูโคสที่มีอยู่มากในกระแสเลือด ให้เป็นไกลโคเจนเก็บไว้ในบริเวณกล้ามเนื้อและตับ และจะสามารถเปลี่ยนให้กลับมาเป็นกลูโคสได้ในภาวะที่ปริมาณน้ำตาลในเลือดลดต่ำลง หรือภาวะที่ร่างกายขาดสารอาหาร

          ​       - เซลลูโลส (cellulose) เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ ที่เกิดจากการรวมตัวกันของกลูโคสหลายหมื่นโมเลกุล การที่กลูโคสจำนวนมากมาต่อกันเป็นสายยาว จึงทำให้เซลลูโลสมีลักษณะเป็นเส้นใยยาวที่ไม่ละลายน้ำ เซลลูโลสมีบทบาทหน้าที่แตกต่างไปจากแป้ง และไกลโคเจน คือ ไม่ได้เป็นรูปแบบการเก็บสะสมอาหารของสิ่งมีชีวิต แต่เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของผนังเซลล์ของพืช ช่วยทำหน้าที่เพิ่มความแข็งแรงให้แก่ผนังเซลล์ของพืช

เซลลูโลสเป็นโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่มาก ร่างกายของมนุษย์เราไม่สามารถย่อยสลายได้ แต่สามารถถูกย่อยสลายได้ในกระเพาะของสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหาร เนื่องจากในกระเพาะของสัตว์ที่กินพืช จะมีแบคทีเรียที่สามารถย่อยสลายเซลลูโลสให้เป็นกลูโคสได้


แม้ว่าร่างกายมนุษย์จะย่อยสลายเซลลูโลสไม่ได้ แต่เราก็ควรจะบริโภคเซลลูโลสอยู่เสมอ เนื่องจากการที่เซลลูโลสมีลักษณะเป็นเส้นใย ซึ่งช่วยกระตุ้นลำไส้ทำให้ขับถ่ายได้สะดวก ช่วยลดสารพิษที่ตกค้างอยู่ในลำไส้

 

2. โปรตีน (Protein)

เป็นสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่ ประกอบขึ้นจากหน่วยย่อยๆ ที่เรียกว่ากรดอะมิโน (amino acid) ซึ่งประกอบด้วยอะตอมของธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน นอกจากนี้ โปรตีนบางชนิดอาจประกอบด้วยอะตอมของธาตุอื่นๆ อีก เช่น ฟอสฟอรัส เหล็ก และกำมะถัน เป็นต้น 

กรดอะมิโน เป็นสารอินทรีย์ที่มีหมู่คาร์บอนิล (- COOH) และหมู่อะมิโน (- NH2) รวมอยู่ในโมเลกุลเดียวกัน กรดอะมิโนส่วนใหญ่จะเป็น - amino acid เขียนสูตรทั่วไปได้ว่า

สูตรโครงสร้างทั่วไปในโมเลกุลของกรดอะมิโน ประกอบด้วย 3 หมู่ ต่อกับอะตอมของคาร์บอนคือ หมู่อะมิโน (-NH2) และหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) อย่างละ 1 หมู่ และหมู่โซ่ข้างหรือหมู่ R 1 หมู่ กรดอะมิโนทุกชนิดจะมีหมู่อะมิโน และหมู่คาร์บอกซิลเป็นองค์ประกอบเหมือนกัน แต่หมู่ R จะแตกต่างกันไปตามชนิดของกรดอะมิโน

สิ่งมีชีวิตใช้กรดอะมิโนเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์โปรตีน กรดอะมิโนบางชนิด เช่น ไกลซีน แอสปาราจีน และกรดกลูตามิก เป็นต้น ร่างกายสามารถสังเคราะห์ขึ้นได้เอง แต่มีกรดอะมิโนบางชนิดร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ขึ้นเองได้ ต้องรับจากภายนอกเข้าไป มีทั้งสิ้น 8  ชนิดรวมเรียกว่า กรดอะมิโนจำเป็น

กรดอะมิโนจำเป็น (essential amino acid) เป็นกรดอะมิโนที่จำเป็นสำหรับมนุษย์ ได้แก่ isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan และ valine สำหรับเด็กทารกยังต้องการ histidine arginine เพิ่มขึ้นอีก 2 ชนิด ซึ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโต 

ส่วน กรดอะมิโนไม่จำเป็น (nonessential amino acid) เป็นกรดอะมิโนที่ร่างกายสามารถสังเคราะห์เองได้มี 10 ชนิด ได้แก่ alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamic acid, glutamine, glycine, proline, serine และ tyrosine 

กรดอะมิโนแต่ละชนิดสามารถต่อกันได้ด้วยพันธะโคเวเลน ที่มีชื่อเฉพาะว่า พันธะเพปไทด์ (peptide bond) เป็นพันธะที่ C ใน - COOH ต่ออยู่กับ N ใน - NH2 เขียนเป็นสูตรทั่วๆ ไปดังนี้ 

 

          2.1 โครงสร้างของโปรตีน

เป็นพอลิเมอร์ของกรดอะมิโนจำนวนมาก ซึ่งเชื่อมกันด้วยพันธะเพปไทด์ โดยโครงสร้างมี 4 ระดับ ดังนี้

          ​       - โครงสร้างปฐมภูมิ (primary structure) เป็นโครงสร้างหลักพื้นฐานของโปรตีน เกิดจากการเชื่อมต่อกันของกรดอะมิโน (amino acid) เป็นสายยาวระหว่างกรดอะมิโน เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเปปไทด์เกิดเป็นโพลีเปปไทด์ โดยมีปลายด้านหนึ่งของสายเป็น ปลายอะมิโน (amino end) และปลายอีกด้านหนึ่งเป็น ปลายคาร์บอกซิล (carboxyl end) ชนิดและการเรียงลำดับของกรดอะมิโนในสายของโพลีเปปไทด์มีความเฉพาะเจาะจง ทำให้เกิดเป็นโปรตีนชนิดต่างๆ มากมาย การย่อยสลายโครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีนทำให้ได้กรดอะมิโน (amino acid) และ โปรตีนสายสั้น เช่น dipeptide แต่ความร้อนระดับการหุงต้ม ไม่สามารถทำลายโครงสร้างปฐมภูมิได้

          ​       - โครงสร้างทุติยภูมิ (secondary structure) เป็นโครงสร้างที่เกิดจากกรดอะมิโนที่อยู่ภายในสายโพลีเปปไทด์เดียวกัน ทำปฏิกิริยากันด้วยพันธะไฮโดรเจน ซึ่งเกิดขึ้นในตำแหน่งที่เว้นระยะห่างสม่ำเสมอ ทำให้เกิดโครงสร้างสามมิติของโปรตีน ที่มี 2 รูปแบบหลักคือ แบบเกลียวอัลฟา (alpha helix) ซึ่งมีลักษณะเป็นเป็นเกลียวขดคล้ายสปริงเกลียวแอลฟา เป็นโครงสร้างพื้นฐานทั้งในโปรตีนเส้นใยแบบ beta sheets หรือ pleated sheet ซึ่งเป็นแผ่นพับซ้อนกันไปมา

          ​       - โครงสร้างตติยภูมิ (tertiary structure) เป็นโครงสร้างที่เกิดขี้นหลังเกิดโครงสร้างลำดับสองแล้ว เป็นโครงสร้างที่เกิดเนื่องจากพันธะต่างๆ ระหว่างหมู่ R (side chain) ต่างๆ ของกรดอะมิโนสายของเดียวกัน เช่น พันธะไฮโดรเจน พันธะไดซัลไฟด์ (disulfide bond) และแรงวัลเดอร์วาล (hydrophobic and val der waal interaction) เป็นต้น

           ​       - โครงสร้างจตุรภูมิ (quaternary structure) เกิดจากการรวมกันของสายโพลีเปปไทด์มากกว่า 1 สาย ด้วยแรงดึงดูดอย่างอ่อนระหว่างหมู่ R ระหว่างสายโพลีเปปไทด์ที่ยังไม่เกิดพันธะ ซึ่งอยู่บริเวณผิวนอกของโครงสร้าง โครงสร้างลำดับ 4 นี้พบในเอนไซม์ (enzyme)

 

โมเลกุลของฮีโมโกลบิน (hemoglobin) ประกอบด้วย 4 หน่วยคือ หน่วยแอลฟา 2 หน่วย และหน่วยเบต้า 2 หน่วย แต่ละหน่วยมีฮีมเกาะอยู่ ซึ่ง Fe ในฮีมจะเป็นตัวจับกับออกซิเจน

 

          2.2 การสูญเสียสภาพธรรมชาติของโปรตีน (protein denaturation)

เป็นการเปลี่ยนแปลงจากสภาพธรรมชาติของโปรตีน มีผลทำให้โครงสร้างทางเคมีเปลี่ยนไป แต่ไม่ทำลายพันธะเปปไทด์ (peptide bond) ซึ่งเป็นพันธะระหว่างกรดอะมิโน (amino acid) ในโปรตีน แต่ทำให้พันธะซึ่งทำให้เกิดโครงสร้างระดับต่างของโปรตีน (protein structure) ถูกทำลาย โครงสร้างเกิดการคลายตัว (unfolded) เปลี่ยนจากโครงสร้างเดิมตามธรรมชาติ เป็นโครงสร้างใหม่

          2.3 ประเภทของโปรตีน

การที่โปรตีนเกิดจากกรดอะมิโนเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเพปไทด์จำนวนมาก กรดอะมิโนเหล่านี้ต่อกันในลักษณะต่างๆ ทำให้เกิดโครงสร้างสามมิติ จึงอาจแบ่งโปรตีนออกเป็น 2 ลักษณะคือ โปรตีนเส้นใย และโปรตีนก้อนกลม เช่น เคราติน เป็นโปรตีนที่พบในขนสัตว์ เขาสัตว์ เส้นผม และเล็บ เป็นพวกโปรตีนเส้นใย คอลลาเจน ซึ่งเป็นส่วนประกอบในเนื้อเยื่อของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังก็เป็นโปรตีนเส้นใย ส่วนเอมไซม์ แอนติบอดี ฮอร์โมน และฮีโมโกลบิน เป็นโปรตีนก้อนกลม

          2.4 ความสำคัญของโปรตีนต่อร่างกาย 

โปรตีนเป็นอาหารที่สำคัญและจำเป็นต่อร่างกาย เช่นเดียวกับ คาร์โบไฮเดรต และไขมัน โปรตีนที่รู้จักกันดี ได้แก่ อัลบูมิน (albumin) และ เจลลาติน (gelatin) เมื่อร่างกายได้รับโปรตีนเข้าไปจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส โดยมีเอมไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ได้เป็นกรดอะมิโนซึ่งเป็นโมเลกุลที่เล็กที่สุด และเป็นส่วนประกอบที่ร่างกายสามารถนำไปใช้ได้

โปรตีนนอกจากจะเป็นแหล่งพลังงานและช่วยทำให้ร่างกายเจริญเติบโต ซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอแล้ว ยังพบว่าโปรตีนยังมีหน้าที่สำคัญอื่นๆ ในร่างกายอีก โดยขึ้นอยู่กับชนิดของโปรตีน เช่น

          ​       - ไมโอซิน (myosin) เป็นส่วนของกล้ามเนื้อ
          ​       - คอลลาเจน (collagen) เป็นส่วนของเอ็น ซึ่งช่วยในในการเคลื่อนไหว
          ​       - เปปซิน (pepsin) เป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการเกิดไฮโดรลิซิสของโปรตีน
          ​       - ฮีโมโกลบิน (hemoglobin) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่นำออกซิเจนจากปอด ผ่านเส้นโลหิตไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย
          ​       - โกลบูลิน (globulin) อยู่ในโลหิตทำหน้าที่เป็นแอนติบอดี (antibody)
          ​       - อินซูลิน (insulin) ทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนควบคุมกระบวนการเมตาบอลิซึมในร่างกาย

นอกจากนี้ โปรตีนยังเป็นส่วนประกอบของผิวหนัง ผม และเล็บ 

 

3. ลิพิด (lipid) หรือไขมัน

เป็นสารประกอบที่ละลายได้น้อยในน้ำ หรือไม่ละลายเลย เกิดจากหน่วยย่อยคือ กรดไขมัน(fatty acid) และกลีเซอรอล (glycerol) แต่ละลายได้ดีในตัวทำละลายที่เป็นสารอินทรีย์ เช่น อีเทอร์ เบนซีน คลอโรฟอร์มและเอทานอล เป็นต้น

ไขมันประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน แต่มีอัตราส่วนจำนวนอะตอมของ ไฮโดรเจน ต่อ ออกซิเจน ไม่เท่ากับ 2:1 เหมือนคาร์โบไฮเดรต ลิพิดมีหลายชนิด เช่น ไขมัน (fat) น้ำมัน (oil) ฟอสโฟลิพิด (phospholipid) ไข (wax) และสเตรอยด์ (steroid)

ไขมันให้พลังงานมากกว่าคาร์โบไฮเดรต และโปรตีน ที่มีน้ำหนักเท่ากัน และยังป้องกันการสูญเสียน้ำ เป็นฉนวนช่วยควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย และป้องกันการกระทบกระแทกของอวัยวะภายใน

          3.1 ไขมันแบ่งตามโครงสร้างได้เป็น 3 ชนิด

          ​       - ไขมันเชิงเดี่ยว (simple lipid) เกิดจากกรดไขมัน 3 โมเลกุล+กลีเซอรอล ได้แก่ ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride), ไข (wax)
          ​       - ไขมันเชิงซ้อน (complex lipid) เกิดจากกรดไขมัน 2 โมเลกุล+สารอื่น+กลีเซอรอล เช่น ฟอสโฟลิพิด (phospholipid), ไกลโคลิพิด (glycolipid)
          ​       - อนุพันธ์ไขมัน (derived lipid) ไม่ได้เกิดจากกรดไขมันและกลีเซอรอล แต่มีสมบัติกายภาพเหมือนไขมัน คือไม่ละลายน้ำ เช่น คอเลสเทอรอล (cholesterol), สเตอรอยด์ (steroid)

          3.2 ประเภทของกรดไขมัน แบ่งตามโครงสร้างได้ 2 ประเภท

          ​       - กรดไขมันอิ่มตัว หรือไขมันไม่ดี เป็นกรดไขมันที่มีพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนกับคาร์บอนยึดเหนี่ยวด้วยพันธะเดี่ยวทั้งหมด มีคุณสมบัติแข็งตัวง่าย มีจุดหลอมเหลวสูง ไม่เหม็นหืน แต่มีผลเสียคือ หากรับประทานเข้าไปมากจะมีการสะสมอยู่ในเซลล์ต่างๆ ของร่างกาย ทำให้เกิดโรคอ้วน นอกจากนั้น อาจทำให้เกิดการอุดตันของหลอดเลือดได้ ก่อให้เกิดโรคหลอดเลือดแดงแข็ง ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของโรคหลอดเลือดหัวใจ และโรคหลอดเลือดสมอง กรดไขมันชนิดนี้พบมากในในไขมันสัตว์ และน้ำมันมะพร้าว 

          ​       - กรดไขมันไม่อิ่มตัว หรือไขมันดี เป็นกรดไขมันที่มีพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนกับคาร์บอนยึดเหนี่ยวด้วยพันธะคู่อย่างน้อย 1 พันธะ มีคุณสมบัติแข็งตัวยาก มีจุดหลอมเหลวต่ำ เกิดการเหม็นหืนได้ ในพืชจะพบกรดไขมันไม่อิ่มตัวมากกว่ากรดไขมันอิ่มตัว และไม่พบคอเลสเทอรอลสูง มีผลต่อโรคอ้วนและต่อโรคหลอดเลือดแดงแข็งน้อยกว่าไขมันอิ่มตัว กรดไขมันชนิดนี้พบในถั่วเหลือง เต้าหู้ และน้ำมันพืช (ยกเว้นน้ำมันมะพร้าว และน้ำมันปาล์ม) 

          3.3 ประโยชน์ของไขมันที่มีต่อร่างกาย

          ​       - ให้พลังงานแก่ร่างกายมากกว่าสารอาหารชนิดอื่น ไขมัน 1 กรัม ให้พลังงานประมาณ 9 แคลอรี
          ​       - ช่วยให้ความอบอุ่นแก่ร่างกาย เพราะไขมันที่อยู่ใต้ผิวหนังจะช่วยป้องกันมิให้ความร้อนออกจากร่างกาย และช่วยบรรเทาความหนาวเย็นจากภายนอก
          ​       - ช่วยป้องกันการกระทบกระเทือนของอวัยวะภายในของร่างกาย และเปรียบเสมือนนวมที่บุอยู่ทั่วร่างกาย 
          ​       - ละลายวิตามิน A, D, E, K เพื่อให้ร่างกายดูดซึมวิตามินเหล่านี้เข้าสู่ร่างกาย
          ​       - เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของอวัยวะบางอย่างของร่างกาย เช่น เนื้อสมอง เส้นประสาท

 

4. สารพันธุกรรม หรือกรดนิวคลีอิก (nucleic acid)

เป็นสารชีวโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ ทำหน้าที่เก็บ และถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตจากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อไป ให้แสดงลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่ควบคุมการเจริญเติบโต และกระบวนการต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต กรดนิวคลีอิกมี 2 ชนิดคือ DNA (deoxyribonucleic acid) และ RNA (ribonucleic acid) โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ (nucleotide)

          4.1 องค์ประกอบของกรดนิวคลีอิก

กรดนิวคลีอิกเป็นสารที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่ ประกอบด้วยหน่วยย่อยคือ นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) หลายๆ หน่วยมาเชื่อมต่อกัน ด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ (phosphodiester bond) โมเลกุลของนิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยส่วนย่อย 3 ส่วน ได้แก่

          ​       - หมู่ฟอสเฟต
          ​       - น้ำตาล ที่มีคาร์บอน 5 อะตอม หรือน้ำตาลเพนโตส (pentose) แบ่งเป็น 2 ชนิด คือ น้ำตาลไรโบส (ribose) และน้ำตาลดีออกซีไรโบส (deoxyribose)
          ​       - เบสไนโตรเจน (nitrogenous base) คือเบสที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ เบสไพริมิดีน (pyrimidine) หรือเบสที่มีวงแหวน 1 วง ได้แก่ cytosine (C), uracil (U), thymine (T) และ เบสพิวรีน (purine) หรือเบสที่มีวงแหวน 2 วง ได้แก่ guanine (G), adenine (A)

 

          4.2 ประเภทของกรดนิวคลีอิก มี 2 ชนิด คือ

          ​       - DNA (deoxyribonucleic acid) เป็นสายพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สายพันกัน และบิดเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียน ด้วยการจับคู่กันของเบส (base pairing) ด้วยพันธะไฮโดรเจน (hydrogen pond) ซึ่งเบสที่จับกันต้องเป็นเบสคู่สมกัน (complementary base) คือ เบส A กับเบส T ด้วยพันธะไฮโดรเจน 2 พันธะ และเบส G กับเบส C ด้วยพันธะไฮโดรเจน 3 พันธะ
          ​       - RNA (ribonucleic acid) มีองค์ประกอบหลักคล้ายกับดีเอ็นเอ คือ ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เชื่อมต่อกันเป็นสายยาว RNA มีโครงสร้างเป็นสายเดี่ยว ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เบส 4 ชนิด ได้แก่ adenine, guanine, cytosine และ uracil น้ำตาลไรโบส และหมู่ฟอสเฟต

 

RNA ยังแบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ
(ก) messenger RNA (mRNA) หรือ RNA นำคำสั่ง นำรหัสมาจาก DNA เพื่อมาแปลเป็นโปรตีน
(ข) transfer RNA (tRNA) ทำหน้าที่จับกรดอะมิโนชนิดต่างๆ เพื่อนำมายังไรโบโซม
(ค) ribosomal RNA (rRNA) เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในไรโบโซม โดย RNA จะรวมตัวกับโปรตีนหลายชนิดกลายเป็นไรโบโซม

นอกจากนิวคลีโอไทด์จะเป็นองค์ประกอบของ DNA และ RNA แล้ว ยังเป็นองค์ประกอบของสารให้พลังงานสูง เช่น ATP (adenosine triphosphate) ATP 1 โมเลกุล ประกอบด้วย เบสอะดินีน กับน้ำตาลไรโบส เป็นสารประเภทนิวคลีโอไซด์ (nucleoside) ที่เรียกว่า อะดีโนซีน (adenosine) แล้วต่อกับฟอสเฟตอีก 3 หมู่ พันธะที่จับกันระหว่างหมู่ฟอสเฟต (Pi) เป็นพันธะที่มีพลังงานสูง เมื่อแยกด้วยน้ำในกระบวนการไฮโดรลิซิส (hydrolysis) จะปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมาก

 

5. วิตามิน (Vitamin)

เป็นกลุ่มของสารอินทรีย์ที่จำเป็นต่อการดำงรงชีวิตให้เป็นปกติอยู่ได้ ร่างกายต้องการวิตามินเพียงเล็กน้อย แต่เนื่องจากร่างกายสังเคราะห์ไม่ได้ จึงต้องได้รับจากอาหาร

วิตามินเป็นสารชีวโมเลกุลที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต มีหน้าที่ควบคุมการทำงานต่างๆ ในร่างกายให้เป็นปกติ ร่างกายต้องการวิตามินในปริมาณที่น้อยมาก แต่ถ้าขาดไปจะทำให้มีอาการผิดปกติ วิตามินเป็นสารที่ไม่ให้พลังงานแก่ร่างกาย และไม่เป็นองค์ประกอบของเนื้อเยื่อร่างกาย แต่เป็นองค์ประกอบที่สำคัญต่อการทำงานของโปรตีน และเอนไซม์ต่างๆ วิตามินจำแนกได้เป็น  2 ประเภท คือ

          ​       - พวกที่ละลายในไขมันได้แก่ A, D, E, K สามารถเก็บสะสมไว้ที่ตับได้
          ​       - พวกที่ละลายในน้ำได้แก่ B, C สลายตัวง่ายเมื่อถูกแสงหรือความร้อน

          5.1 ตารางสรุปชนิดวิตามิน แหล่งอาหาร และความสำคัญ

ชนิดวิตามิน

แหล่งอาหาร

ความสำคัญ

A

(retinol)

ตับ ไข่แดง นม น้ำมันตับปลา มะละกอสุก มันเทศ มะม่วงสุก

- ช่วยบำรุงสายตาผิวหนัง กระดูกและฟัน 

- ถ้าขาด ไม่สามารถมองเห็นที่สลัวๆ ตาแห้ง ผิวหนังแห้ง

D

(calciferol)

เนื้อ ตับ ปลา น้ำมันตับปลาไข่นม

- ช่วยรักษาระดับแคลเซียมและฟอสเฟตในร่างกาย

- ช่วยดูดซึมแคลเซียมและฟอสฟอรัสเพื่อสร้างกระดูกฟัน

- ถ้าขาด เป็นโรคกระดูกอ่อน ฟันผุง่าย

E

(a-tocopherol)

ผักใบเขียว น้ำมันพืช ถั่วชนิดต่างๆ

- ช่วยให้เม็ดเลือดแดงแข็งตัว

- ช่วยป้องกันการเป็นหมัน

- ถ้าขาด เป็นหมันง่าย แท้งง่าย เม็ดเลือดแดงแตก

K

(α-phylloquinone)

ผักขม กะหล่ำปลี มะเขือเทศ ถั่วเหลือง เนื้อหมู ตับ

- ช่วยให้เลือดแข็งตัว

- ถ้าขาด เลือดแข็งตัวช้า เลือดไหลไม่หยุด

B1

ข้าวซ้อมมือ เนื้อหมู ตับ ไข่ ถั่ว มันเทศ

- บำรุงประสาทและหัวใจ

- ถ้าขาด เป็นโรคเหน็บชา เบื่ออาหาร การเจริญเติบโตหยุดชะงัก

B2

เนื้อสัตว์ ตับ นม ยีสต์

- การเจริญเติบโตปกติ

- ผิวหนัง ลิ้น ตา มีสุขภาพดี

- ถ้าขาด เป็นปากนกระจอก ผิวหนังแห้งแตก ลิ้นเป็นแผล

B5

เนื้อสัตว์ ตับ ถั่ว ยีสต์

- เป็นส่วนประกอบของโคเอนไซม์

- ถ้าขาด อ่อนเพลีย ผิวหนังแห้ง ประสาทหลอน

B6

เนื้อสัตว์ ตับ ผักเขียว ถั่วเหลือง

- ช่วยในการทำงานของระบบย่อยอาหาร

- ถ้าขาด จะบวมตามร่างกาย ประสาทเสื่อมผมร่วง

B12

เนื้อหมู เนื้อปลา ตับ ไข่ ยีสต์

- การเจริญเติบโตของเม็ดเลือด

- ถ้าขาด เป็นโรคโลหิตจาง เจ็บลิ้นและปาก ไขสันหลังเสื่อม

C

ผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว

- รักษาสุขภาพเหงือกและฟัน

- หลอดเลือดแข็งแรง

- ถ้าขาด โรคเลือดออกตามไรฟัน เส้นเลือดฝอยเปราะ

 

5.2 ประโยชน์ของวิตามินที่มีต่อร่างกายมีดังนี้

          ​       - ช่วยในการควบคุมอวัยวะต่างๆ ของร่างกายให้ทำหน้าที่ปกติ 
          ​       - ช่วยบำรุงผิวพรรณ ผม เหงือก และตาให้ดูสวยงามและสดชื่น
          ​       - ช่วยสร้างเซลล์ให้เจริญเติบโตและเพิ่มความต้านทานโรคของร่างกาย

 

เรียบเรียงโดย : พัดชา วิจิตรวงศ