Karpers verlengen en oxyderen hun vetzuren als het koud wordt

Koudbloedige dieren passen hun moleculaire samenstelling aan als hun omgevingstemperatuur verandert. Om hun membranen, de moleculaire dubbellagen van vetachtige moleculen (lipiden) rond hun lichaamscellen, soepel te houden veranderen ze de vetzuursamenstelling ervan.

Membranen bestaan uit lipidemoleculen, met een kop van een elektrisch geladen molecuul die de waterige omgeving in steekt, en een staart van twee of drie waterafstotende vetzuren. Ruggelings ligt er nog zo'n laag van lipidemoleculen met polaire kop en apolaire staart tegenaan. De polaire koppen hebben contact met de vochtige omgeving binnen en buiten de cel, terwijl de vetzuurstaarten de apolaire, voor water niet toegankelijke scheidingswand vormen.

Vetzuurstaarten hebben een van de temperatuur afhankelijke beweeglijkheid. Verzadigde vetten zijn bij kamertemperatuur vrij star. Enkelvoudig onverzadigde vetzuren zijn vloeibaar bij kamertemperatuur, maar stollen als de temperatuur tegen het nulpunt komt (olijfolie wordt hard in een koude koelkast) Voordat vetzuurstaarten echt stollen neemt hun beweeglijkheid al af en dat is ongunstig voor de biologische functie van celmembranen. Ze raken lek als ze te stug worden en de eiwitten in het membraan kunnen geen voedingsstoffen meer de cel in transporteren.

Een karper die bij 30 ß8C is gekweekt heeft celwanden met lipiden waarin veel verzadigde vetzuren zitten. Onderzoekers van de universiteit van Liverpool brachten de karper over naar water van 10ß8C en bestudeerden hoe de vis zijn membranen aanpast.

Binnen tien dagen daalt het gewichtspercentage verzadigde vetzuren in de membranen van 40 procent naar 20 à 30, afhankelijk van het bestudeerde lipide. De enkelvoudig onverzadigde vetzuren namen vrijwel helemaal de plaats in van de verzadigde vetzuren. De meervoudig onverzadigde vetzuren stegen iets in gewichtspercentage. De vetzuurstaarten worden niet vervangen, maar chemisch veranderd. De chemische 'oxydatie' van de vetzuurstaarten, waarbij een dubbele, onverzadigde binding tussen twee koolstofatomen ontstaat, gaat vaak gepaard met een verlenging van de vetzuurstaarten. Typische visolies zijn 20 of 22 koolstofatomen lang en hebben een drietal onverzadigde verbindingen. In karper komt een vetzuurstaart van 22 koolstofatomen met 6 onverzadigde koolstofbindingen voor.

In de karper zorgt het enzym delta-9-desaturase voor de omzetting van de vetzuren. De aanpassing verloopt in twee stadia. Direct nadat de vis in het koude water komt wordt er snel een klaarliggende voorraad inactief desaturase geactiveerd. De onderzoekers ontdekten dat drie tot vijf dagen later een massale activiteit van het desaturase-gen ontstaat. Het enzym verschijnt daarna in hogere concentraties, wat de desaturase-activiteit nog eens zesmaal verhoogt. Die activiteit blijft een paar weken bestaan, waarna kennelijk de aanpassing van de membranen is afgerond en de genactiviteit weer afneemt. (Science, 9 febr.)