Acid eicosapentaenoic (EPA) este un lanț lung (≥ 12 carbon (C) atomi), acizi grași polinesaturați (> 1 dublă legătură) (engleză: PUFAs, polinesaturați acizi grași) aparținând grupului de acizi grași omega-3 (n-3 FS, prima dublă legătură este prezentă - așa cum se vede de la capătul metilic (CH3) al lanțului de acizi grași - la a treia legătură CC) - C20: 5; n-3. EPA poate fi furnizat atât prin intermediul dietă, în principal prin uleiuri de pești marini grași, cum ar fi macrou, hering, anghilă și somon, și sintetizate (formate) în organismul uman din acidul alfa-linolenic esențial (vital) n-3 FS (C18: 3).
Sinteză
Acidul alfa-linolenic este precursorul (precursorul) pentru sinteza endogenă (endogenă) a EPA și intră în organism exclusiv prin dietă, în principal prin uleiuri vegetale, cum ar fi in, nuc, ulei de rapiță și soia. Prin desaturare (inserarea de legături duble, transformarea unui compus saturat într-unul nesaturat) și alungire (prelungirea lanțului de acizi grași cu 2 atomi de C), acidul alfa-linolenic este metabolizat (metabolizat) în EPA în reticulul endoplasmatic neted (structural) organul celular bogat cu un sistem de canale de cavități înconjurat de membrane) de leucocite (alb sânge celule) și ficat celule. Conversia acidului alfa-linolenic în EPA are loc după cum urmează.
- Acid alfa-linolenic (C18: 3) → C18: 4 de delta-6 desaturază (enzimă care introduce o legătură dublă la cea de-a șasea legătură CC - așa cum se vede din capătul carboxil (COOH) al lanțului de acizi grași - prin transferul de electroni) .
- C18: 4 → C20: 4 de către acidul gras elongază (enzimă care se alungă acizi grași de un corp C2).
- C20: 4 → Acid eicosapentaenoic (C20: 5) prin desaturază delta-5 (enzimă care introduce o legătură dublă la cea de-a cincea legătură CC - așa cum se vede de la capătul carboxil (COOH) al lanțului de acizi grași - prin transferul de electroni).
Femeile prezintă o sinteză EPA mai eficientă din acidul alfa-linolenic în comparație cu bărbații, care poate fi atribuită efectelor estrogenului. În timp ce femeile tinere sănătoase convertesc aproximativ 21% din acidul alfa-linolenic furnizat alimentar (prin alimente) în EPA, doar aproximativ 8% din acidul alfa-linolenic din alimente este transformat în EPA la bărbații tineri sănătoși. Pentru a asigura sinteza endogenă a EPA, este necesară o activitate suficientă atât a desaturazelor delta-6, cât și a delta-5. Ambele desaturaze necesită anumiți micronutrienți piridoxină (vitamina B6), biotină, calciu, magneziu și zinc, pentru a-și menține funcția. Deficiența acestor micronutrienți duce la scăderea activității desaturazei și ulterior la sinteza EPA afectată. În plus față de deficiența de micronutrienți, activitatea desaturazei delta-6 este, de asemenea, inhibată de următorii factori:
- Creșterea aportului de saturate și nesaturate acizi grași, cum ar fi acidul oleic (C18: 1; n-9-FS) și acidul linoleic (C18: 2; n-6-FS).
- Alcool consumul în doze mari și pe o perioadă lungă de timp, consumul cronic de alcool.
- Creșterea colesterolului
- Diabetul zaharat insulino-dependent
- Infecții virale
- Stres - eliberarea lipoliticului hormoni, cum ar fi epinefrina, care duce la scindarea trigliceride (TG, esteri tripli ai trivalentului alcool glicerol cu trei grase acizi) și eliberarea acizilor grași saturați și nesaturați prin stimularea trigliceridelor lipază.
- Îmbătrânire
În plus față de sinteza EPA din acid alfa-linolenic, delta-6 și delta-5 desaturaza și acidul gras elongaza sunt responsabile și de conversia acidului linoleic (C18: 2; n-6-FS) în acid arahidonic (C20: 4 ; n-6-FS) și acid oleic (C18: 1; n-9-FS) până la acid eicosatrienoic (C20: 3; n-9-FS), respectiv. Astfel, acidul alfa-linolenic și acidul linoleic concurează pentru aceleași sisteme enzimatice în sinteza altor grăsimi polinesaturate biologic importante acizi, cu acid alfa-linolenic având o afinitate mai mare (legare rezistenţă) pentru delta-6 desaturază în comparație cu acidul linoleic. Dacă, de exemplu, mai mult acid linoleic decât acidul alfa-linolenic este furnizat în dietă, există o sinteză endogenă crescută a acidului gras arahidonic pro-inflamator (care promovează inflamația) omega-6 și o sinteză endogenă redusă a acidului gras EPA antiinflamator (antiinflamator) omega-3. Acest lucru ilustrează relevanța unui raport echilibrat cantitativ dintre acidul linoleic și acidul alfa-linolenic în dietă. Potrivit Societății Germane de Nutriție (DGE), raportul dintre omega-6 și omega-3 gras acizi în dietă ar trebui să fie 5: 1 în ceea ce privește o compoziție eficientă preventiv. Aportul excesiv de acid linoleic - în conformitate cu dieta de astăzi (prin uleiuri din germeni de cereale, ulei de floarea soarelui, margarină vegetală și dietetică etc.) și activitatea enzimatică suboptimală, în special a desaturazei delta-6 din cauza deficiențelor frecvente de micronutrienți, a nutrienților interacţiuni, influențele hormonale etc., sunt motivul pentru care sinteza EPA din acid alfa-linolenic la om este foarte lentă și la un nivel scăzut (maxim 10% în medie), motiv pentru care EPA este considerat un compus esențial (vital) din zilele noastre perspectivă. Pentru a atinge cantitatea necesară de 1 g EPA, este necesar aportul de aproximativ 20 g acid alfa-linolenic pur - corespunzător a aproximativ 40 g ulei de in -. Cu toate acestea, această cantitate nu este practică, ceea ce face ca consumul de EPA să fie bogat rece-de apă pește, cum ar fi hering și macrou, (2 mese de pește / săptămână, corespunzătoare a 30-40 g pește / zi) sau direct administrare de EPA prin untură de peşte capsule atât de semnificativ. Doar o dietă bogată în EPA asigură concentrații optime ale acestui acid gras foarte nesaturat în corpul uman.
Absorbție
EPA poate fi prezent în dietă atât sub formă liberă, cât și legat în trigliceride (TG, esteri tripli ai trivalentului alcool glicerol cu trei acizi grași) și fosfolipide (PL, fosfor-conținând amfifile lipide ca componente esențiale ale membranelor celulare), care sunt supuse degradării mecanice și enzimatice a tractului gastro-intestinal (gură, stomac, intestinului subtire). Prin dispersie mecanică - mestecat, peristaltism gastric și intestinal - și sub acțiunea de bilă, dietetic lipide sunt emulsionate și astfel descompuse în picături mici de ulei (0.1-0.2 µm) care pot fi atacate de lipaze (enzime care scindează acizii grași liberi (FFS) din lipide → lipoliză). Pregastric (baza de limbă, în primul rând la începutul copilăriei) și gastrică (stomac) lipazele inițiază scindarea trigliceride și fosfolipide (10-30% din lipidele dietetice). Cu toate acestea, lipoliza principală (70-90% din lipide) apare în duoden (duodenal) și jejun (jejun) sub acțiunea esterazelor pancreatice (pancreatice), cum ar fi pancreasul lipază, carboxilester lipaza și fosfolipază, a cărei secreție (secreție) este stimulată de colecistochinină (CCK, hormon peptidic al tractului gastro-intestinal). Monogliceridele (MG, glicerol esterificat cu un acid gras, cum ar fi EPA),fosfolipide (glicerol esterificat cu a acid fosforic), și acizii grași liberi, inclusiv EPA, rezultat din scindarea TG și PL se combină în lumenul intestinal subțire împreună cu alte lipide hidrolizate, cum ar fi colesterolului, și acizi biliari pentru a forma micele mixte (structuri sferice cu diametrul de 3-10 nm, în care lipida molecule sunt aranjate astfel încât de apă-porțiunile moleculei solubile sunt rotite spre exterior și porțiunile moleculei insolubile în apă sunt rotite spre interior) - faza micelară pentru solubilizare (creșterea solubilității) - care permite absorbția substanțelor lipofile (liposolubile) în enterocite (celulele intestinului subțire) epiteliu) din duoden și jejun. Boli ale tractului gastro-intestinal asociată cu creșterea producției de acid, cum ar fi Sindromul Zollinger-Ellison (sinteza crescută a hormonului gastrină de tumori în pancreas sau superior intestinului subtire), poate sa conduce la deficienți absorbție de lipide molecule și astfel la steatoree (conținut crescut patologic de grăsime în scaun), deoarece tendința de a forma micele scade odată cu scăderea pH-ului în lumenul intestinal. Gras absorbție în condiții fiziologice este între 85-95% și poate apărea prin două mecanisme. Pe de o parte, MG, liso-PL, colesterolului și EPA pot trece prin membrana dublă fosfolipidică a enterocitelor prin difuzie pasivă datorită naturii lor lipofile și, pe de altă parte, prin implicarea membranei proteine, cum ar fi FABPpm (proteina care leagă acidul gras al membranei plasmatice) și FAT (acidul gras translocază), care sunt prezente în alte țesuturi în afară de intestinului subtire, Cum ar fi ficat, rinichi, țesut adipos - adipocite (celule adipoase), inimă și placenta, pentru a permite absorbția lipidelor în celule. O dietă bogată în grăsimi stimulează expresia intracelulară (în interiorul celulei) a FAT. În enterocite, EPA, care a fost încorporat (preluat) ca acid gras liber sau sub formă de monogliceride și eliberat sub influența lipazelor intracelulare, este legat de FABPc (proteină care leagă acidul gras în citosol), care are o afinitate mai mare pentru acizii grași nesaturați decât pentru acizii grași saturați cu lanț lung și este exprimată (formată) în special în marginea periei jejunului. Activarea ulterioară a EPA legat de proteine de către adenozină acil-coenzima A (CoA) sintetază dependentă de trifosfat (ATP) (→ EPA-CoA) și transferul EPA-CoA către ACBP (proteină care leagă acil-CoA), care servește ca piscină intracelulară și transportator de lanț lung activ acizi grași (acil-CoA), permite resinteza trigliceridelor și fosfolipidelor în reticulul endoplasmatic neted (sistem de canale bogat ramificat al cavităților plane închise de membrane) pe de o parte și - prin îndepărtarea acizilor grași din echilibrul difuziei - încorporarea alte acizi grași în enterocite pe de altă parte. Aceasta este urmată de încorporarea TG și PL care conțin EPA, respectiv, în chilomicroni (CM, lipoproteine) compuse din lipide - trigliceride, fosfolipide, colesterolului și esteri ai colesterolului - și apolipoproteine (porțiune proteică a lipoproteinelor, funcționează ca schele structurale și / sau recunoaștere și andocare molecule, de exemplu, pentru receptorii de membrană), cum ar fi apo B48, AI și AIV, și sunt responsabili pentru transportul lipidelor alimentare absorbite în intestin către țesuturile periferice și ficat. În loc să fie depozitate în chilomicroni, TG-urile care conțin EPA și respectiv PL-urile pot fi transportate și în țesuturile din VLDL (foarte scăzut densitate lipoproteine). Îndepărtarea lipidelor alimentare absorbite de către VLDL are loc în special în starea de foame. Reesterificarea lipidelor în enterocite și încorporarea lor în chilomicroni poate fi afectată în anumite boli, cum ar fi boala Addison (insuficiență adrenocorticală) și gluten-enteropatie indusă (boli cronice a membranei mucoase a intestinului subțire datorită intoleranță la gluten), rezultând scăderea grăsimii absorbție și în cele din urmă steatoree (conținut crescut patologic de grăsime în scaun).
Transport și distribuție
Chilomicronii bogați în lipide (constând din 80-90% trigliceride) sunt secretate (secretate) în spațiile interstițiale ale enterocitelor prin exocitoză (transportul substanțelor în afara celulei) și transportate departe prin limfă. Prin trunchiul intestinal (trunchiul colector limfatic nepereche al cavității abdominale) și canalul toracic (trunchiul colector limfatic al cavității toracice), chilomicronii intră în subclavie nervură (vena subclaviană) și respectiv vena jugulară (vena jugulară), care converg pentru a forma vena brahiocefalică (partea stângă) - angulus venosus (unghiul venos). Venele brahiocefalice ale ambelor părți se unesc pentru a forma superiorul nepereche vena cava (vena cavă superioară), care se deschide în atriul drept a inimă. Prin forța de pompare a inimă, chilomicronii sunt introduși în periferic circulaţie, unde au un timp de înjumătățire (timpul în care o valoare care scade exponențial cu timpul se înjumătățește) de aproximativ 30 de minute. În timpul transportului către ficat, majoritatea trigliceridelor din chilomicroni sunt scindate în glicerol și acizi grași liberi, inclusiv EPA, sub acțiunea lipoproteinei lipază (LPL) situat pe suprafața celulelor endoteliale ale sânge capilare, care sunt preluate de țesuturile periferice, cum ar fi țesutul muscular și adipos, parțial prin difuzie pasivă și parțial mediată de purtător - FABPpm; GRAS. Prin acest proces, chilomicronii sunt degradați în resturi de chilomicron (CM-R, particule de rest de chilomicron cu conținut scăzut de grăsimi), care, mediate de apolipoproteina E (ApoE), se leagă de receptori specifici din ficat. prin endocitoză mediată de receptor (invaginare a membrana celulara → strangularea veziculelor care conțin CM-R (endozomi, organite celulare) în interiorul celulei). Endozomii bogați în CM-R fuzionează cu lizozomi (organite celulare cu hidrolizare enzime) în citosolul celulelor hepatice, rezultând scindarea acizilor grași liberi, inclusiv EPA, din lipidele din CM-Rs. După legarea EPA eliberat de FABPc, activarea acestuia prin acil-CoA sintetază dependentă de ATP și transferul EPA-CoA la ACBP, are loc reesterificarea trigliceridelor și fosfolipidelor. Lipidele resintetizate pot fi metabolizate în continuare (metabolizate) în ficat și / sau încorporate în VLDL (foarte scăzut densitate lipoproteine) pentru a trece prin ele prin fluxul sanguin către țesuturile extrahepatice („în afara ficatului”). Ca VLDL care circulă în sânge se leagă de celulele periferice, trigliceridele sunt clivate prin acțiunea LPL și acizii grași eliberați, inclusiv EPA, sunt internalizați prin difuzie pasivă și transport transmembranar proteine, cum ar fi FABPpm și, respectiv, FAT. Acest lucru are ca rezultat catabolismul VLDL către IDL (intermediar densitate lipoproteine) și ulterior la LDL (lipoproteine cu densitate scăzută; lipoproteine cu densitate scăzută bogate în colesterol), care alimentează țesuturile periferice cu colesterol. În celulele țesuturilor țintă, cum ar fi sângele, ficatul, creier, inima și piele, EPA poate fi încorporat - în funcție de funcția și nevoile celulei - în fosfolipidele membranelor celulare, precum și în membranele organelor celulare, cum ar fi mitocondriile („Centrale energetice” ale celulelor) și lizozomi (organite celulare cu pH acid și digestiv enzime), utilizat ca substanță de pornire pentru sinteza antiinflamatorilor (antiinflamatori) eicosanoizi (substanțe asemănătoare hormonilor care acționează ca modulatori imuni și neurotransmițători), cum ar fi seria 3 prostaglandine și leucotrienele din seria 5 sau stocate sub formă de trigliceride. Numeroase studii au arătat că tiparul de acid gras al fosfolipidelor din membranele celulare este puternic dependent de compoziția acizilor grași din dietă. Astfel, aportul ridicat de EPA determină o creștere a proporției de EPA în fosfolipidele din membrana plasmatică prin deplasarea acidului arahidonic, crescând astfel fluiditatea membranei, care la rândul său are efecte asupra ligandului membranar interacţiuni, permeabilitatea (permeabilitatea), interacțiunile intercelulare și activitățile enzimatice.
degradare
Catabolismul (degradarea) acizilor grași apare în toate celulele corpului și este localizat în mitocondriile („Centrale energetice” ale celulelor). Excepțiile sunt eritrocite (celule roșii din sânge), care lipsesc mitocondriile, și celulele nervoase, cărora le lipsesc enzimele care descompun acizii grași. Procesul de reacție al catabolismului acizilor grași se mai numește ß-oxidare, deoarece oxidarea are loc la atomul ß-C al acizilor grași. În ß-oxidare, acizii grași activați anterior (acil-CoA) sunt degradați oxidativ la mai mulți acetil-CoA (activați acid acetic format din 2 atomi de C) într-un ciclu care se desfășoară în mod repetat. În acest proces, acil-CoA este scurtat cu 2 atomi de C - corespunzând unui acetil-CoA - pe „curgere”. Spre deosebire de acizii grași saturați, al căror catabolism apare în conformitate cu spirala de ß-oxidare, acizii grași nesaturați, cum ar fi EPA, suferă mai multe reacții de conversie în timpul degradării lor - în funcție de numărul de legături duble - deoarece acestea sunt configurate cis în natură (ambii substituenți sunt pe aceeași parte a planului de referință), dar pentru ß-oxidare trebuie să fie în configurație trans (ambii substituenți sunt pe laturile opuse ale planului de referință). Pentru a fi disponibil pentru ß-oxidare, EPA legat în trigliceride și respectiv fosfolipide, trebuie mai întâi eliberat de lipazele sensibile la hormoni. În foamete și stres situații, acest proces (→ lipoliză) este intensificat datorită eliberării crescute a lipoliticului hormoni precum adrenalina. EPA eliberat în timpul lipolizei poate fi alimentat direct la ß-oxidare în aceeași celulă sau, de asemenea, în alte țesuturi la care ajunge prin fluxul sanguin legat de albumină. În citosolul celulelor, EPA este activat de acil-CoA sintetaza dependentă de ATP (→ EPA-CoA) și transportat pe membrana mitocondrială internă în matricea mitocondrială cu ajutorul carnitinei, o moleculă receptoră pentru acizii grași cu lanț lung activat .În matricea mitocondrială, EPA-CoA este introdus în ß-oxidare, al cărui ciclu se execută o dată - după cum urmează.
- Acil-CoA → alfa-beta-trans-enoil-CoA (compus nesaturat) → L-beta-hidroxiacil-CoA → beta-cetoacil-CoA → acil-CoA (Cn-2).
Rezultatul este un EPA scurtat cu 2 atomi de C, care trebuie să fie trans-configurat enzimatic la legătura sa dublă cis înainte de a intra în următorul ciclu de reacție. Deoarece prima dublă legătură a EPA - așa cum se vede de la capătul COOH al lanțului de acizi grași - este localizată pe un atom C număr impar (→ beta-gamma-cis-enoyl-CoA), izomerizarea în alfa-beta-trans- enoyl-CoA, care este un intermediar al ß-oxidării, apare direct sub acțiunea unei izomeraze. După ce s-au executat din nou două cicluri de ß-oxidare și lanțul de acizi grași a fost scurtat cu alți 2 x 2 atomi C, are loc configurația trans a următoarei legături duble cis a EPA, care - privită de la capătul COOH al lanț de acizi grași - este localizat pe un atom de C număr par (→ alfa-beta-cis-enoyl-CoA). În acest scop, alfa-beta-cis-enoil-CoA este hidratat în D-beta-hidroxiacil-CoA de către o hidratază (enzimă care încorporează H2O într-o moleculă) și ulterior izomerizat în L-beta-hidroxiacil-CoA de către o epimerază ( enzimă care modifică dispunerea asimetrică a unui atom de C într-o moleculă). Acesta din urmă poate fi introdus direct în ciclul său de reacție ca intermediar al ß-oxidării. Până când EPA activat este complet degradat în acetil-CoA, sunt necesare alte 3 reacții de conversie (2 reacții izomerază, 1 reacție hidratază-epimerază) și alte 5 cicluri de ß-oxidare, astfel încât ß-oxidarea să fie efectuată de 9 ori în total, Se produc 5 reacții de conversie (3 izomeraze, 2 reacții hidratază-epimerază) - corespunzătoare a 5 legături cis-duble existente - și se formează 10 acetil-CoA, precum și coenzime reduse (9 NADH2 și 4 FADH2). Acetil-CoA rezultat din catabolismul EPA sunt introduse în ciclul citratului, în care are loc degradarea oxidativă a materiei organice în scopul obținerii unor coenzime reduse, cum ar fi NADH2 și FADH2, care împreună cu coenzimele reduse din ß-oxidarea în căile respiratorii sunt utilizate pentru a sintetiza ATP (adenozină trifosfat, formă universală de energie disponibilă imediat). Deși acizii grași nesaturați necesită reacții de conversie (cis → trans) în timpul oxidării ß, analizele întregului corp la șobolanii hrăniți fără grăsime au arătat că acizii grași nesaturați marcați prezintă o degradare rapidă similară cu acizii grași saturați.
Excreţie
În condiții fiziologice, excreția de grăsime din fecale nu trebuie să depășească 7% la un aport de grăsimi de 100 g / zi din cauza ratei ridicate de absorbție (85-95%). Sindromul de malasimilare (afectarea utilizării nutrienților datorită defalcării și / sau absorbției reduse), de exemplu, din cauza inadecvării bilă secreția acidă și suc pancreatic și, respectiv, boala intestinului subțire pot conduce la reducerea absorbției grăsimilor intestinale și astfel la steatoree (conținut crescut patologic de grăsime (> 7%) în scaun).
