Ейкозапентаенова киселина (EPA) е дълговерижна (≥ 12 въглероден (C) атоми), полиненаситена (> 1 двойна връзка) мастна киселина (на английски: PUFAs, полиненаситени мастни киселини), принадлежащи към групата на омега-3 мастни киселини (n-3 FS, присъства първа двойна връзка - както се вижда от метиловия (СН3) края на веригата на мастните киселини - при третата СС връзка) - C20: 5; n-3. EPA може да се достави както чрез диета, главно чрез масла от мазни морски риби, като скумрия, херинга, змиорка и сьомга, и синтезирани (образувани) в човешкия организъм от есенциалната (жизненоважна) n-3 FS алфа-линоленова киселина (C18: 3).
Синтез
Алфа-линоленовата киселина е предшественик (предшественик) за ендогенния (ендогенен) синтез на ЕРА и попада в тялото изключително чрез диета, главно чрез растителни масла, като лен, орех, рапица и соеви масла. Чрез десатурация (вмъкване на двойни връзки, превръщане на наситено съединение в ненаситено) и удължаване (удължаване на веригата на мастната киселина с 2 С атоми), алфа-линоленова киселина се метаболизира (метаболизира) до ЕРА в гладкия ендоплазмен ретикулум (структурно богата клетъчна органела с канална система от кухини, заобиколени от мембрани) от левкоцити (бял кръв клетки) и черен дроб клетки. Превръщането на алфа-линоленова киселина в EPA протича както следва.
- Алфа-линоленова киселина (C18: 3) → C18: 4 от делта-6 десатураза (ензим, който вкарва двойна връзка в шестата СС връзка - както се вижда от карбоксилния (COOH) края на веригата на мастните киселини - чрез прехвърляне на електрони) .
- C18: 4 → C20: 4 от елонгаза на мастна киселина (ензим, който се удължава мастни киселини от тяло С2).
- C20: 4 → ейкозапентаенова киселина (C20: 5) от делта-5 десатураза (ензим, който вкарва двойна връзка в петата СС връзка - както се вижда от карбоксилния (COOH) края на веригата на мастните киселини - чрез прехвърляне на електрони).
Жените показват по-ефективен синтез на EPA от алфа-линоленова киселина в сравнение с мъжете, което може да се дължи на ефектите на естрогена. Докато здравите млади жени преобразуват около 21% от алфа-линоленова киселина, доставяна алиментарно (чрез храната) в EPA, само около 8% от алфа-линоленова киселина от храната се превръща в EPA при здрави млади мъже. За да се осигури ендогенен синтез на EPA, се изисква достатъчна активност както на делта-6, така и на делта-5 десатурази. И двете десатурази изискват определени микроелементи, особено пиридоксин (витамин В6), биотин, калций, магнезий намлява цинк, за да поддържат своята функция. Недостигът на тези микроелементи води до намаляване на активността на десатуразата и впоследствие до нарушен синтез на EPA. В допълнение към дефицита на микроелементи, делта-6 десатуразната активност се инхибира и от следните фактори:
- Повишен прием на наситени и ненаситени мастни киселини, като олеинова киселина (C18: 1; n-9-FS) и линолова киселина (C18: 2; n-6-FS).
- алкохол консумация във високи дози и за дълъг период от време, хронична консумация на алкохол.
- Повишен холестерол
- Инсулинозависим захарен диабет
- Вирусни инфекции
- Стрес - освобождаване на липолитик хормони, като епинефрин, което води до разцепване на триглицериди (TG, тройни естери на тривалента алкохол глицерин с три мазни киселини) и освобождаване на наситени и ненаситени мастни киселини чрез стимулиране на триглицеридите липаза.
- Отлеж.
В допълнение към синтеза на EPA от алфа-линоленова киселина, делта-6 и делта-5 десатураза и елонгаза на мастни киселини също са отговорни за превръщането на линолова киселина (C18: 2; n-6-FS) в арахидонова киселина (C20: 4 ; n-6-FS) и олеинова киселина (C18: 1; n-9-FS) съответно до ейкозатриенова киселина (C20: 3; n-9-FS). По този начин алфа-линоленова киселина и линолова киселина се конкурират за едни и същи ензимни системи в синтеза на други биологично важни полиненаситени мазнини киселини, с алфа-линоленова киселина, имаща по-висок афинитет (свързване сила) за делта-6 десатураза в сравнение с линолова киселина. Ако например в линията се доставя повече линолова киселина от алфа-линоленова киселина диета, има повишен ендогенен синтез на възпалителната (стимулираща възпалението) омега-6 мастна киселина арахидонова киселина и намален ендогенен синтез на противовъзпалителната (противовъзпалителна) омега-3 мастна киселина EPA. Това илюстрира значението на количествено балансираното съотношение на линолова киселина към алфа-линоленова киселина в диетата. Според Германското общество по хранене (DGE), съотношението на омега-6 към омега-3 мазнини киселини в диетата трябва да бъде 5: 1 по отношение на превантивно ефективен състав. Прекомерният прием на линолова киселина - в съответствие с днешната диета (чрез масла от зърнени зародиши, Слънчогледово олио, зеленчуков и диетичен маргарин и др.) и неоптималната ензимна активност, особено на делта-6 десатураза поради чести дефицити на микроелементи, хранителни вещества взаимодействия, хормонални влияния и др., са причината, поради която синтеза на EPA от алфа-линоленова киселина при хората е много бавен и на ниско ниво (максимум 10% средно), поради което EPA се счита за съществено (жизненоважно) съединение от днешното перспектива. За да се достигне необходимото количество от 1 g EPA, е необходим приемът на около 20 g чиста алфа-линоленова киселина - съответстваща на около 40 g ленено масло. Това количество обаче не е практично, което прави консумацията на EPA богата студ-вода риба, като херинга и скумрия, (2 рибни ястия / седмично, съответстващи на 30-40 g риба / ден) или директната администрация на EPA чрез рибено масло капсули толкова значими. Само диета, богата на EPA, осигурява оптимални концентрации на тази силно ненаситена мастна киселина в човешкото тяло.
Абсорбцията
EPA може да присъства в диетата както в свободна форма, така и свързана триглицериди (TG, тройни естери на тривалента алкохол глицерин с три мастни киселини) и фосфолипиди (PL, фосфор-съдържащи амфифилни липиди като основни компоненти на клетъчните мембрани), които са обект на механично и ензимно разграждане в стомашно-чревния тракт (уста, стомах, тънко черво). Чрез механична дисперсия - дъвчене, стомашна и чревна перисталтика - и под действието на жлъчка, диетични липиди са емулгирани и по този начин се разграждат на малки маслени капчици (0.1-0.2 µm), които могат да бъдат атакувани от липази (ензими които разцепват свободни мастни киселини (FFS) от липиди → липолиза). Прегастрален (основа на език, предимно в ранна детска възраст) и стомашни (стомах) липазите инициират разцепване на триглицериди намлява фосфолипиди (10-30% от липидите в храната). Основната липолиза (70-90% от липидите) обаче се проявява в дванадесетопръстник (дванадесетопръстник) и йеюнум (йеюнум) под действието на панкреатични (панкреатични) естерази, като панкреас липаза, карбоксилестер липаза и фосфолипаза, чиято секреция (секреция) се стимулира от холецистокинин (CCK, пептиден хормон на стомашно-чревния тракт). Моноглицеридите (MG, глицерин естерифициран с мастна киселина, като EPA), лизо-фосфолипиди (глицерол, естерифициран с фосфорна киселина) и свободните мастни киселини, включително EPA, получени от разцепване на TG и PL, се комбинират в лумена на тънките черва заедно с други хидролизирани липиди, като напр. холестерол, и жлъчни киселини за образуване на смесени мицели (сферични структури с диаметър 3-10 nm, в които липидът молекули са подредени така, че водаразтворимите молекулни части са обърнати навън, а неразтворимите във вода молекулни части са обърнати навътре) - мицеларна фаза за разтваряне (увеличаване на разтворимостта) - които позволяват поемането на липофилни (мастноразтворими) вещества в ентероцитите (клетките на тънките черва) епителий) от дванадесетопръстник и йеюнум. Болести на стомашно-чревния тракт свързано с повишено производство на киселина, като напр Синдром на Золингер-Елисън (повишен синтез на хормона гастрин от тумори в панкреаса или горната част тънко черво), мога олово до увредени абсорбция на липидите молекули и по този начин до стеаторея (патологично повишено съдържание на мазнини в изпражненията), тъй като тенденцията за образуване на мицели намалява с намаляване на рН в чревния лумен. Дебел абсорбция при физиологични условия е между 85-95% и може да се случи по два механизма. От една страна, MG, лизо-PL, холестерол и EPA могат да преминат през фосфолипидната двойна мембрана на ентероцитите посредством пасивна дифузия поради тяхната липофилна природа, а от друга страна, чрез участието на мембраната протеини, като FABPpm (свързващ мастните киселини протеин на плазмената мембрана) и FAT (транслоказа на мастни киселини), които присъстват в други тъкани освен тънко черво, Като черен дроб, бъбрек, мастна тъкан - адипоцити (мастни клетки), сърце намлява плацента, за да се позволи поемането на липиди в клетките. Диетата с високо съдържание на мазнини стимулира вътреклетъчната (вътре в клетката) експресия на FAT. В ентероцитите EPA, който е включен (погълнат) като свободна мастна киселина или под формата на моноглицериди и се освобождава под въздействието на вътреклетъчни липази, се свързва с FABPc (свързващ мастните киселини протеин в цитозола), който има по-висок афинитет към ненаситени, отколкото към наситени дълговерижни мастни киселини и се изразява (образува), особено в четката на йеюнума. Последващо активиране на свързан с протеини EPA чрез аденозин трифосфат (ATP) -зависима ацил-коензим А (CoA) синтетаза (→ EPA-CoA) и трансфер на EPA-CoA към ACBP (ацил-CoA-свързващ протеин), който служи като вътреклетъчен пул и транспортер на активирана дълга верига мастни киселини (ацил-КоА), позволява ресинтеза на триглицериди и фосфолипиди в гладкия ендоплазмен ретикулум (богато разклонена канална система от равнинни кухини, затворени от мембрани), от една страна, и - чрез отстраняване на мастните киселини от дифузионното равновесие - включването на допълнително мастни киселини в ентероцити от друга. Това е последвано от включване на EPA-съдържащи TG и PL, съответно, в хиломикрони (CM, липопротеини), съставени от липиди - триглицериди, фосфолипиди, холестерол и естери на холестерола - и аполипопротеини (протеинова част от липопротеини, функционират като структурни скелета и / или разпознаване и скачване молекулинапример за мембранни рецептори), като апо В48, AI и AIV и са отговорни за транспорта на диетични липиди, абсорбирани в червата, до периферните тъкани и черен дроб. Вместо да се съхраняват в хиломикрони, EPA-съдържащите TG и PL, съответно, също могат да бъдат транспортирани до тъканите в VLDL (много ниски плътност липопротеини). Отстраняването на абсорбираните диетични липиди от VLDL се случва особено в състояние на глад. Реестерификацията на липидите в ентероцитите и включването им в хиломикрони може да бъде нарушено при някои заболявания, като Болестта на Адисън (адренокортикална недостатъчност) и глутен-индуцирана ентеропатия (хронично заболяване от лигавицата на тънките черва поради непоносимост към глутен), което води до намаляване на мазнините абсорбция и в крайна сметка стеаторея (патологично повишено съдържание на мазнини в изпражненията).
Транспорт и дистрибуция
Богатите на липиди хиломикрони (състоящи се от 80-90% триглицериди) се секретират (секретират) в интерстициалните пространства на ентероцитите чрез екзоцитоза (транспорт на веществата извън клетката) и се транспортират през лимфа. Чрез truncus intestinalis (несдвоен лимфен събирателен ствол на коремната кухина) и ductus thoracicus (лимфен събирателен ствол на гръдната кухина) хиломикроните навлизат в субклавията вена (субклавиална вена) и югуларна вена (югуларна вена), съответно, които се сливат, образувайки брахиоцефалната вена (лява страна) - angulus venosus (венозен ъгъл). Venae brachiocephalicae от двете страни се обединяват, за да образуват несдвоения висш Главна артерия (горната куха вена), която се отваря в дясно предсърдие от сърце. По силата на изпомпване на сърце, хиломикроните се въвеждат в периферните Тя , където имат период на полуразпад (време, при което стойността, която намалява експоненциално с времето, се намалява наполовина) от приблизително 30 минути. По време на транспортирането до черния дроб, повечето от триглицеридите от хиломикроните се разцепват до глицерол и свободни мастни киселини, включително EPA, под действието на липопротеин липаза (LPL), разположени на повърхността на ендотелните клетки на кръв капиляри, които се поемат от периферни тъкани, като мускулна и мастна тъкан, отчасти чрез пасивна дифузия и отчасти медиирани от носител - FABPpm; ДЕБЕЛ. Чрез този процес хиломикроните се разграждат до останки на хиломикрон (CM-R, остатъци от хиломикрон с ниско съдържание на мазнини), които, медиирани от аполипопротеин Е (ApoE), се свързват със специфични рецептори в черния дроб. чрез рецептор-медиирана ендоцитоза (инвагинация от клетъчната мембрана → удушаване на CM-R-съдържащи везикули (ендозоми, клетъчни органели) във вътрешността на клетката). Богатите на CM-R ендозоми се сливат с лизозоми (клетъчни органели с хидролиза ензими) в цитозола на чернодробните клетки, което води до разцепване на свободни мастни киселини, включително EPA, от липидите в CM-Rs. След свързване на освободения EPA с FABPc, настъпва неговото активиране от АТР-зависима ацил-КоА синтетаза и прехвърляне на EPA-CoA към ACBP, реестерификация на триглицериди и фосфолипиди. Ресинтезираните липиди могат да бъдат допълнително метаболизирани (метаболизирани) в черния дроб и / или включени в VLDL (много ниски плътност липопротеини), за да преминат през тях чрез кръвния поток към екстрахепаталните („извън черния дроб“) тъкани. Тъй като VLDL циркулира в кръв свързва се с периферните клетки, триглицеридите се разцепват под действието на LPL и освободените мастни киселини, включително EPA, се интернализират чрез пасивна дифузия и трансмембранен транспорт протеини, като FABPpm и FAT, съответно. Това води до катаболизъм на VLDL към IDL (междинен плътност липопротеини) и впоследствие до LDL (липопротеини с ниска плътност; богати на холестерол липопротеини с ниска плътност), които снабдяват периферните тъкани с холестерол. В клетките на целевите тъкани, като кръв, черен дроб, мозък, сърце и кожа, EPA може да бъде включен - в зависимост от функцията и нуждите на клетката - във фосфолипидите на клетъчните мембрани, както и в мембраните на клетъчните органели, като митохондрии („Енергийни електроцентрали“ от клетки) и лизозоми (клетъчни органели с киселинно рН и храносмилателни ензими), използвано като изходно вещество за синтеза на противовъзпалително (противовъзпалително) ейкозаноиди (хормоноподобни вещества, които действат като имунни модулатори и невротрансмитери), като серия 3 простагландини и серия 5 левкотриени, или съхранявани под формата на триглицериди. Многобройни проучвания показват, че структурата на мастните киселини на фосфолипидите в клетъчните мембрани силно зависи от състава на мастните киселини в диетата. По този начин високият прием на EPA причинява увеличаване на дела на EPA в фосфолипидите на плазмената мембрана чрез изместване на арахидоновата киселина, като по този начин увеличава мембранната течливост, което от своя страна има ефект върху мембранния лиганд взаимодействия, пропускливост (пропускливост), междуклетъчни взаимодействия и ензимни активности.
деградация
Катаболизмът (разграждането) на мастните киселини се случва във всички телесни клетки и е локализиран в митохондрии („Енергийни мощности“ на клетките). Изключения са еритроцити (червени кръвни клетки), които липсват митохондриии нервни клетки, на които липсват ензимите, които разграждат мастните киселини. Процесът на реакция на катаболизма на мастните киселини се нарича още ß-окисление, тъй като окислението се случва при β-C атома на мастните киселини. При ß-окисление преди това активираните мастни киселини (ацил-КоА) се разграждат окислително до няколко ацетил-КоА (активирани оцетна киселина състоящ се от 2 С атома) в цикъл, който се изпълнява многократно. В този процес ацил-КоА се съкращава с 2 С атоми - съответстващи на един ацетил-КоА - за „цикъл“. За разлика от наситените мастни киселини, чийто катаболизъм се случва според ß-окислителната спирала, ненаситените мастни киселини, като EPA, претърпяват няколко реакции на преобразуване по време на тяхното разграждане - в зависимост от броя на двойните връзки - тъй като са cis-конфигурирани в природата (и двата заместителя са от една и съща страна на референтната равнина), но за ß-окисление те трябва да бъдат в транс-конфигурация (двата заместителя са от противоположните страни на референтната равнина). За да бъде предоставено за ß-окисление, EPA, свързан съответно с триглицериди и фосфолипиди, трябва първо да се освободи от хормоночувствителни липази. При глад и стрес ситуации, този процес (→ липолиза) се засилва поради увеличеното отделяне на липолитик хормони , като адреналин. EPA, освободен по време на липолиза, може да се подава директно към ß-окисление в същата клетка или също в други тъкани, до които достига чрез кръвообращението, свързано с албумин. В цитозола на клетките ЕРА се активира от АТФ-зависимата ацил-КоА синтетаза (→ ЕРА-КоА) и се транспортира през вътрешната митохондриална мембрана в митохондриалната матрица с помощта на карнитин, рецепторна молекула за активирани мастни киселини с дълга верига .В митохондриалната матрица EPA-CoA се въвежда в ß-окисление, чийто цикъл се провежда веднъж - както следва.
- Ацил-КоА → алфа-бета-транс-еноил-КоА (ненаситено съединение) → L-бета-хидроксиацил-КоА → бета-кетоацил-КоА → ацил-КоА (Cn-2).
Резултатът е EPA, съкратен с 2 C атома, който трябва да бъде трансформиран ензимно в своята cis двойна връзка преди да влезе в следващия реакционен цикъл. Тъй като първата двойна връзка на ЕРА - както се вижда от края на СООН на веригата на мастните киселини - е локализирана върху нечетен номер С атом (→ бета-гама-цис-еноил-КоА), изомеризация до алфа-бета-транс- еноил-КоА, който е междинен продукт на ß-окислението, се получава директно под действието на изомераза. След като два цикъла на ß-окисление са били пуснати отново и веригата на мастните киселини е била съкратена с още 2 х 2 С атома, се извършва транс конфигурацията на следващата цис двойна връзка на EPA, която - гледана от края на COOH на верига на мастни киселини - разположена е върху четен номериран атом С (→ алфа-бета-цис-еноил-КоА). За тази цел алфа-бета-цис-еноил-КоА се хидратира до D-бета-хидроксиацил-КоА чрез хидратаза (ензим, който включва H2O в молекула) и впоследствие се изомеризира до L-бета-хидроксиацил-КоА от епимераза ( ензим, който променя асиметричното разположение на С атом в молекула). Последният може директно да бъде въведен в неговия реакционен цикъл като междинен продукт на ß-окислението. Докато активираният EPA не се разгради напълно до ацетил-CoA, са необходими 3 допълнителни реакции на конверсия (2 реакции на изомераза, 1 реакция на хидратаза-епимераза) и 5 допълнителни цикъла на ß-окисление, така че ß-окислението да се извърши общо 9 пъти, Провеждат се 5 реакции на конверсия (3 изомераза, 2 реакции на хидратаза-епимераза) - съответстващи на 5 съществуващи цис-двойни връзки и се образуват 10 ацетил-КоА, както и редуцирани коензими (9 NADH2 и 4 FADH2). Ацетил-КоА в резултат на катаболизма на ЕРА се въвежда в цитратния цикъл, при който се получава окислително разграждане на органичното вещество с цел получаване на редуцирани коензими, като NADH2 и FADH2, които заедно с редуцираните коензими от ß-окислението в дихателните пътища верига се използват за синтезиране на АТФ (аденозин трифосфат, универсална форма на незабавно достъпна енергия). Въпреки че ненаситените мастни киселини изискват реакции на конверсия (cis → trans) по време на ß-окисление, анализи на цялото тяло при безмазнини хранени плъхове разкриват, че белязаните ненаситени мастни киселини проявяват подобно бързо разграждане като наситените мастни киселини.
отделяне
При физиологични условия отделянето на мазнини с изпражненията не трябва да надвишава 7% при прием на мазнини от 100 g / ден поради високата степен на абсорбция (85-95%). Синдром на маласимилация (нарушено използване на хранителни вещества поради намалено разграждане и / или усвояване), например поради неадекватно жлъчка секреция на киселина и панкреатичен сок и съответно заболяване на тънките черва олово до намаляване на чревната абсорбция на мазнини и по този начин до стеаторея (патологично повишено съдържание на мазнини (> 7%) в изпражненията).
