Acid gamma-linolenic (GLA): definiție, sinteză, absorbție, transport și distribuție

Acidul gamma-linolenic (GLA) este un lanț lung (≥ 12 carbon (C) atomi), acizi grași polinesaturați (> 1 dublă legătură) (PUFA englezi, polinesaturați acizi grași), care aparține grupului de omega-6 (n-6-FS, prima dublă legătură este localizată la a șasea legătură CC așa cum se vede de la capătul metilic (CH3) al lanțului de acizi grași) - C18: 3; n-6 [2, 14-16, 24, 29, 42, 44]. GLA poate fi furnizat atât prin intermediul dietă, în principal de uleiuri vegetale, cum ar fi furaj ulei de semințe (aproximativ 20%), ulei de semințe de coacăz negru (15-20%), primrose de seară ulei (circa 10%) și ulei de semințe de cânepă (circa 3%) și sintetizat în organismul uman din acidul linoleic esențial (vital) n-6 FS (C18: 2).

Sinteză

Acidul linoleic este precursorul (precursorul) pentru sinteza endogenă (endogenă) a GLA și intră în organism exclusiv din dietă prin grăsimi și uleiuri naturale, cum ar fi șofranul, floarea-soarelui, porumb uleiuri de germeni, soia, susan și cânepă, precum și nuci pecan, Brazilia nuci, și pin nuci. Conversia acidului linoleic în GLA are loc în organismul uman sănătos prin desaturare (inserarea unei legături duble, transformând un compus saturat într-unul nesaturat) în reticulul endoplasmatic neted (organul celular bogat structural cu un sistem de canale de cavități, înconjurat de membrane) de leucocite (alb sânge celule) și ficat celule cu ajutorul delta-6-desaturazei (enzimă care introduce o legătură dublă la cea de-a șasea legătură CC - așa cum se vede de la capătul carboxil (COOH) al lanțului de acizi grași - prin transferul de electroni) .. GLA servește la rândul său ca substanță inițială pentru sinteza endogenă a acidului dihomo-gamma-linolenic (C20: 3; n-6-FS), din care derivă acid arahidonic (C20: 4; n-6-FS). În timp ce sinteza GLA din acidul linoleic este relativ lentă, metabolizarea (metabolizarea) GLA în acid dihomo-gamma-linolenic este foarte rapidă. Pentru a menține activitatea delta-6-desaturazei, un aport adecvat de anumiți micronutrienți, în special piridoxină (vitamina B6), biotină, calciu, magneziu și zinc este necesar. O deficiență a acestor micronutrienți duce la o scădere a activității desaturazei, rezultând în sinteza afectată a acidului gamma-linolenic și ulterior a acidului dihomo-gamma-linolenic și a acidului arahidonic. Pe lângă 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), acidul linoleic (C18: 2; n-6-FS) și acidul alfa-linolenic (C18: 3; n-3-FS), precum și acid arahidonic (C20: 4; n-6-FS), Acid eicosapentaenoic (EPA, C20: 5; n-3-FS) și acid docosahexaenoic (DHA, C22: 5; n-3-FS).
  • Alcool consumul în doze mari și pe o perioadă lungă de timp, consumul cronic de alcool.
  • Eczema atopică (neurodermatită)
  • Consumul excesiv de nicotină
  • Obezitate (obezitate, IMC ≥ 30 kg / m2)
  • Hipercolesterolemie (colesterol crescut)
  • Hiperinsulinemie (crescută insulină niveluri).
  • Diabetul zaharat insulino-dependent
  • Boală de ficat
  • Infecții virale
  • Stres - eliberarea lipoliticului hormoni, Cum ar fi adrenalina, ceea ce duce la scindarea trigliceride (TG, esteri tripli ai trivalentului alcool glicerol cu trei acizi grași) și eliberarea acizilor grași saturați și nesaturați prin stimularea trigliceridelor lipază.
  • Îmbătrânire
  • Inactivitate fizica

O reducere primară a activității desaturazei delta-6, care este semnificativă din punct de vedere patologic, are loc în atopică eczemă (cronic, necontagios piele boală), sindromul premenstrual (PMS) (simptome extrem de complexe la femei care apar în fiecare ciclu menstrual, începând cu 4 zile până la 2 săptămâni înainte menstruație și de obicei dispare după menopauza), benign mastopatie (schimbare comună, benignă a țesutului glandular al sânului) și migrenă. Potrivit numeroaselor studii, suplimentarea cu GLA duce la o îmbunătățire semnificativă a tabloului clinic respectiv. Pe lângă metabolizarea (metabolizarea) acidului linoleic (C18: 3; n-6-FS), delta-6-desaturaza este, de asemenea, responsabilă pentru conversia acidului alfa-linolenic (C18: 3; n-3-FS) în alte grăsimi polinesaturate importante din punct de vedere fiziologic acizi, Cum ar fi Acid eicosapentaenoic (C20: 5; n-3-FS) și acid docosahexaenoic (C22: 6; n-3-FS) și pentru conversia acidului oleic (C18: 1; n-9-FS). Astfel, acidul linoleic, acidul alfa-linolenic și acidul oleic concurează ca substraturi pentru același sistem enzimatic. Cu cât aportul de acid linoleic este mai mare, cu atât este mai mare afinitatea pentru delta-6-desaturază și cu atât mai mult GLA poate fi sintetizat. Cu toate acestea, dacă aportul de acid linoleic îl depășește în mod semnificativ pe cel al acidului alfa-linolenic, acest lucru se poate întâmpla conduce la sinteza endogenă crescută a acidului arahidonic pro-inflamator (proinflamator) n-6-FS și scăderea sintezei endogene a anti-inflamatorului (antiinflamator) n-3-FS Acid eicosapentaenoic. Aceasta ilustrează relevanța unui raport echilibrat cantitativ dintre acidul linoleic și acidul alfa-linolenic în dietă. Potrivit German Nutrition Society (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.

Absorbție

GLA poate fi prezent în dietă atât sub formă liberă, cât și legat trigliceride (TG, esteri tripli ai trivalentului alcool glicerol cu trei grase acizi) Şi fosfolipide (PL, fosfor-conținând, amfiphilic 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 GLA),fosfolipide (glicerol esterificat cu a acid fosforic), și acizii grași liberi, inclusiv GLA, 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 (steatoree; conținut de grăsime patologic crescut 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, lyso-PL, colesterolului și GLA 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 de legare a acidului gras din membrana plasmatică) și FAT (acid translocazic gras), care sunt prezente nu numai în intestinului subtire dar și în alte țesuturi, cum ar fi ficat, rinichi, țesut adipos - adipocite (celule adipoase), inimă și placenta (placenta), pentru a permite absorbția lipidelor în celule. O dietă bogată în grăsimi stimulează expresia intracelulară a grăsimii. În enterocite, GLA, care a fost încorporat 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 citosolul), care are o afinitate mai mare pentru nesaturați decât pentru acizii grași saturați cu lanț lung și este exprimat în special în marginea periei jejunului. Activarea ulterioară a GLA legat de proteine ​​de către adenozină acil-coenzima A (CoA) sintetază dependentă de trifosfat (ATP) (→ GLA-CoA) și transferul GLA-CoA la ACBP (proteină care leagă acil-CoA), care servește ca piscină intracelulară și transportator al lanțului lung activat 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 de difuzie - încorporarea altor acizii grași în enterocite pe de altă parte. Aceasta este urmată de încorporarea TG și PL care conțin GLA, respectiv, în chilomicroni (CM, lipoproteine), care sunt compuse din lipide-trigliceride, fosfolipide, colesterolului și esteri de colesterol-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 transportate în chilomicroni, TG-urile care conțin GLA și respectiv PL-urile pot fi transportate și în țesuturile încorporate în VLDL-uri (foarte densitate lipoproteine). Eliminarea lipidelor dietetice absorbite de VLDL are loc în special în starea de foame. Reesterificarea lipidelor din enterocite și încorporarea lor în chilomicroni poate fi afectată în anumite boli, cum ar fi boala Addison (insuficiență suprarenaliană primară) 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). Absorbția intestinală a grăsimilor poate fi, de asemenea, afectată în prezența unui deficit bilă secreție acidă și suc pancreatic, de exemplu, în fibroză chistică (eroare înnăscută a metabolismului asociată cu disfuncția glandelor exocrine din cauza disfuncției clorură canale), și în prezența unui aport excesiv de fibre alimentare (componente alimentare nedigerabile care formează complexe insolubile cu grăsimile, printre altele).

Transport și distribuție

Chilomicronii bogați în lipide (constând din 80-90% trigliceride) sunt secretate în spațiile interstițiale ale enterocitelor prin exocitoză (transportul substanțelor în afara celulei) și transportate departe 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 (atrium cordis dextrum). Prin forța de pompare a inimă, chilomicronii sunt introduși în periferic circulaţie, în cazul în care au un timp de înjumătățire (timp 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 GLA, 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 rămase de chilomicron cu conținut scăzut de grăsimi), care, mediate de apolipoproteina E (ApoE), se leagă de receptori specifici din ficat. Asimilarea CM-R în ficat are loc prin endocitoză mediată de receptor (invaginare a membrana celulara → strangularea veziculelor care conțin CM-R (endosomi, organite celulare) în interiorul celulei). Endosomii bogați în CM-R se fuzionează cu lizozomii (organite celulare cu hidrolizare enzime) în citosolul celulelor hepatice, rezultând scindarea acizilor grași liberi, inclusiv GLA, din lipidele din CM-R. După legarea GLA eliberat de FABPc, activarea acestuia prin acil-CoA sintetază dependentă de ATP și transferul GLA-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 GLA, 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). Particulele IDL pot fi preluate fie de către ficat într-o manieră mediată de receptor și degradate acolo, fie metabolizate în plasma sanguină de către o trigliceridă lipază până la bogată în colesterol LDL (lipoproteine ​​cu densitate mică), care alimentează țesuturile periferice cu colesterol. În celulele țesuturilor țintă, cum ar fi sângele, ficatul, creier, inima și piele, GLA poate fi încorporat în fosfolipidele membranelor celulare, precum și în membranele organitelor celulare, cum ar fi mitocondriile („Centrale energetice” ale celulelor) și lizozomi (organite celulare cu pH acid și digestiv enzime), în funcție de funcția și nevoile celulei, ca substanță de pornire pentru sinteza acidului dihomo-gamma-linolenic și deci a antiinflamator (antiinflamator), vasodilatator (vasodilatator) și inhibitor al agregării plachetare eicosanoizi (substanțe asemănătoare hormonilor care acționează ca modulatori imuni și neurotransmițători), cum ar fi prostaglandina E1 (PGE1), stocate sub formă de trigliceride și / sau oxidate pentru a produce energie. Numeroase studii au arătat că tiparul de acizi grași al fosfolipidelor din membranele celulare este puternic dependent de compoziția acizilor grași din dietă. Astfel, aportul ridicat de GLA determină o creștere a proporției de GLA în fosfolipidele din membrana plasmatică, care are implicații pentru fluiditatea membranei, transportul electronilor, activitatea enzimelor și sistemelor receptorilor asociate membranei, activitățile hormonale și imunologice, membrana-ligand interacţiuni, permeabilitatea (permeabilitatea) și interacțiunile intercelulare.

degradare

Catabolismul (descompunerea) acizilor grași apare în toate celulele corpului, în special celulele hepatice și musculare, și este localizat în mitocondriile („Centrale energetice” ale celulelor). Excepțiile sunt eritrocite (celule roșii din sânge), care nu au 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 execută 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 funcție de spirala de ß-oxidare, acizii grași nesaturați, cum ar fi GLA, 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, GLA 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. GLA eliberat în cursul lipolizei este transportat prin fluxul sanguin - legat de albumină (proteină globulară) - către țesuturile consumatoare de energie, cum ar fi ficatul și mușchii. În citosolul celulelor, GLA este activat de acil-CoA sintetaza dependentă de ATP (→ GLA-CoA) și transportat prin membrana mitocondrială internă în mitocondrial matrice cu ajutorul carnitinei (acid 3-hidroxi-4-trimetilaminobutiric, compus cuaternar de amoniu (NH4 +)), o moleculă receptoră pentru acizii grași cu lanț lung activat. În matricea mitocondrială, GLA-CoA este introdus în ß-oxidare, al cărui ciclu se desfășoară de două ori - 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 GLA scurtat cu 4 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 GLA - așa cum se vede de la capătul COOH al lanțului de acizi grași - este localizată pe un atom C numărat par (→ alfa-beta-cis-enoyl-CoA), apare sub influența unei hidrataze (enzimă, care stochează H2O într-o moleculă), alfa-beta-cis-enoil-CoA este transformat în D-beta-hidroxiacil-CoA și apoi, sub influența unei epimeraze (enzimă care modifică dispunerea asimetrică a unui atom de C într-o moleculă), este izomerizată în L-beta-hidroxiacil-CoA, care este un produs intermediar al ß-oxidării. După un alt ciclu de ß-oxidare și scurtarea lanțului de acizi grași de către un alt corp C2, apare configurația trans a următoarei legături cis-duble a GLA, care - văzută de la capătul COOH al lanțului de acizi grași - este localizată pe un atom de C număr impar (→ beta-gamma-cis-enoyl-CoA). În acest scop, beta-gamma-cis-enoyl-CoA este izomerizat sub acțiunea unei izomeraze în alfa-beta-trans-enoyl-CoA, care este introdus direct în ciclul său de reacție ca intermediar al ß-oxidării. Până când GLA activat este complet degradat în acetil-CoA, sunt necesare o altă reacție de conversie (reacție hidratază-epimerază) și încă 5 cicluri de β-oxidare, astfel încât β-oxidarea totală să fie efectuată de 8 ori, 3 reacții de conversie (1 izomerază, 2 reacții hidratază-epimerază) - corespunzătoare a 3 legături cis-duble existente - au loc și se formează 9 acetil-CoA, precum și coenzime reduse (8 NADH2 și 5 FADH2). Acetil-CoA rezultat din catabolismul GLA este introdus 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 β-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%). Un sindrom de malasimilare (afectarea utilizării nutrienților din cauza descompunerii și / sau absorbției scăzute), de exemplu, din cauza deficienței bilă secreție acidă și suc pancreatic în fibroză chistică (eroare înnăscută a metabolismului, asociată cu disfuncția glandelor exocrine din cauza disfuncției clorură canale) sau boli ale intestinului subțire, cum ar fi boala celiaca (boli cronice a membranei mucoase a intestinului subțire datorită intoleranță la gluten), poate sa conduce la reducerea absorbției grăsimilor intestinale și astfel la steatoree (conținut crescut patologic de grăsime (> 7%) în scaun).