Eikozapentaénsav (EPA) hosszú láncú (≥ 12 szén (C) atomok), többszörösen telítetlen (> 1 kettős kötés) zsírsav (angolul: PUFA-k, többszörösen telítetlen zsírsavak) az omega-3 zsírsavak csoportjába tartozik (n-3 FS, az első kettős kötés jelen van - a zsírsavlánc metil (CH3) végéből nézve - a harmadik CC kötésnél) - C20: 5; n-3. Az EPA mind a diéta, főként zsíros tengeri halak olajain keresztül, például makréla, hering, angolna és lazac, és szintetizálódik (képződik) az emberi szervezetben az esszenciális (létfontosságú) n-3 FS alfa-linolénsavból (C18: 3).
Szintézis
Az alfa-linolénsav az EPA endogén (endogén) szintézisének prekurzora (prekurzora), és kizárólag a diéta, főleg növényi olajokon keresztül, mint pl len, dió, repce és szójabab olajok. Desaturáció (kettős kötések beiktatása, telített vegyület telítetlenné alakítása) és megnyúlás (a zsírsavlánc 2 C-atomdal történő meghosszabbítása) révén az alfa-linolénsav a sima endoplazmatikus retikulumban metabolizálódik (metabolizálódik) EPA-val. dús sejtes organella membránokkal körülvett üregek csatornarendszerével) leukociták (fehér vér sejtek) és máj sejtek. Az alfa-linolénsav EPA-vá történő átalakítása a következőképpen zajlik.
- Alfa-linolénsav (C18: 3) → C18: 4 delta-6 deszaturáz (enzim, amely kettős kötést helyez be a hatodik CC kötésbe - a zsírsavlánc karboxil (COOH) végéből láthatóan - elektronok átadásával) .
- C18: 4 → C20: 4 zsírsav-elongáz (enzim, amely megnyúl zsírsavak egy C2 test által).
- C20: 4 → eikozapentaénsav (C20: 5) delta-5-deszaturáz (enzim, amely az ötödik CC-kötéshez kettős kötést helyez be - a zsírsavlánc karboxil (COOH) végéből nézve - elektronok átadásával).
A nők hatékonyabb EPA-szintézist mutatnak az alfa-linolénsavból a férfiakhoz képest, ami az ösztrogén hatásainak tulajdonítható. Míg az egészséges fiatal nők az étkezés útján táplált alfa-linolénsav körülbelül 21% -át alakítják át EPA-ba, az étkezésből származó alfa-linolénsav csak körülbelül 8% -a alakul EPA-val egészséges fiatal férfiaknál. Az EPA endogén szintézisének biztosításához mind a delta-6, mind a delta-5 deszaturázok elégséges aktivitására van szükség. Mindkét deszaturáz bizonyos mikroelemeket igényel, különösen piridoxin (B6-vitamin), biotin, kalcium, magnézium és a cink, funkciójuk fenntartása érdekében. Ezeknek a mikroelemeknek a hiánya a deszaturáz aktivitás csökkenéséhez és ezt követően az EPA szintézisének károsodásához vezet. A mikroelemhiány mellett a delta-6 deszaturáz aktivitást a következő tényezők is gátolják:
- Fokozott telített és telítetlen bevitel zsírsavakpéldául olajsav (C18: 1; n-9-FS) és linolsav (C18: 2; n-6-FS).
- Alkohol fogyasztás nagy dózisban és hosszú ideig, krónikus alkoholfogyasztás.
- Megnövekedett koleszterinszint
- Inzulinfüggő diabetes mellitus
- vírusos fertőzések
- feszültség - lipolitikus felszabadulás hormonok, például az adrenalin, amely a hasadásához vezet trigliceridek (TG, a háromértékű hármas észterek alkohol glicerin három zsíros savak) és telített és telítetlen zsírsavak felszabadulása a triglicerid stimulálása révén lipáz.
- Öregedés
Az alfa-linolénsavból származó EPA-szintézis mellett a delta-6 és a delta-5 deszaturáz és a zsírsav-elongáz felelős a linolsav (C18: 2; n-6-FS) arachidonsavá (C20: 4) történő átalakulásáért is. ; n-6-FS) és olajsav (C18: 1; n-9-FS) eikoza-triénsavvá (C20: 3; n-9-FS). Így az alfa-linolénsav és a linolsav ugyanazon enzimrendszerért versengenek más biológiailag fontos többszörösen telítetlen zsírsavak szintézisében savak, nagyobb affinitású alfa-linolénsavval (kötődés erő) a delta-6 deszaturázra a linolsavhoz képest. Ha például az alfa-linolénsavnál több linolsavat diéta, a gyulladáscsökkentő (gyulladást elősegítő) omega-6 zsírsav-arachidonsav fokozott endogén szintézise és a gyulladáscsökkentő (gyulladáscsökkentő) omega-3 zsírsav EPA csökkentett endogén szintézise zajlik. Ez szemlélteti a linolsav és az alfa-linolénsav mennyiségi egyensúlyának arányát az étrendben. A német táplálkozási társaság (DGE) szerint az omega-6 és az omega-3 zsír aránya savak az étrendben 5: 1 arányúnak kell lennie a megelőzően hatékony összetétel szempontjából. A túlzott linolsavbevitel - a mai étrendnek megfelelően (gabonacsíraolajok, napraforgóolaj, növényi és diétás margarin stb.) és a szuboptimális enzimaktivitás, különösen a delta-6 deszaturáz gyakori mikroelemhiány, tápanyag kölcsönhatások, hormonális hatások stb. okozzák az emberekben az alfa-linolénsavból történő EPA-szintézist nagyon lassan és alacsony szinten (átlagosan legfeljebb 10%), ezért az EPA-t a mai naptól nélkülözhetetlen (létfontosságú) vegyületnek perspektíva. A szükséges 1 g EPA mennyiségének eléréséhez körülbelül 20 g tiszta alfa-linolénsav bevitele szükséges - ami kb. 40 g lenmagolajnak felel meg. Ez az összeg azonban nem praktikus, ami gazdaggá teszi az EPA fogyasztását hideg-víz hal, például hering és makréla (heti 2 halétel, ami napi 30-40 g halnak felel meg), vagy a közvetlen igazgatás EPA révén halolaj kapszula olyan jelentős. Csak az EPA-ban gazdag étrend biztosítja ennek a rendkívül telítetlen zsírsavnak az optimális koncentrációját az emberi testben.
Abszorpció
Az EPA szabad formában és kötve egyaránt jelen lehet az étrendben trigliceridek (TG, a háromértékű hármas észterek alkohol glicerin három zsírsavval) és foszfolipidek (PL, foszfor- amfifíliát tartalmaz lipidek mint a sejtmembránok nélkülözhetetlen alkotóelemei), amelyek mechanikus és enzimatikus lebomlásnak vannak kitéve a gyomor-bél traktusban (száj, gyomor, vékonybél). Mechanikus diszperzióval - rágás, gyomor- és bélperisztaltika -, valamint epe, diétás lipidek emulgeálódnak és így apró olajcseppekre (0.1–0.2 µm) bomlanak fel, amelyek lipázok által megtámadhatók (enzimek amelyek hasítják a szabad zsírsavakat (FFS) a lipidek → lipolízis). Pregastric (alapja nyelv, elsősorban korai csecsemőkorban) és gyomor (gyomor) a lipázok megindítják a hasítást trigliceridek és a foszfolipidek (Az étrendi lipidek 10-30% -a). A fő lipolízis (a lipidek 70-90% -a) azonban a patkóbél (nyombél) és a jejunum (jejunum) hasnyálmirigy (hasnyálmirigy) észterázok, például hasnyálmirigy lipáz, karboxilészter-lipáz és foszfolipáz, amelynek szekrécióját (szekrécióját) a kolecisztokinin (CCK, a gyomor-bél traktus peptidhormonja) stimulálja. A monogliceridek (MG, glicerin zsírsavval, például EPA-val észterezve, lizo-foszfolipidek (glicerint észterezve a foszforsav), valamint a TG és PL hasításából származó szabad zsírsavak, beleértve az EPA-t is, a vékonybél lumenében más hidrolizált lipidekkel, például koleszterinés epesavak kevert micellák képződésére (3-10 nm átmérőjű gömb alakú szerkezetek, amelyekben a lipid molekulák úgy vannak elrendezve, hogy a víz- az oldható molekula részeket kifelé fordítjuk, és a vízben oldhatatlan molekula részeket befelé fordítjuk) - micelláris fázis az oldáshoz (az oldhatóság növekedése) -, amelyek lehetővé teszik a lipofil (zsírban oldódó) anyagok felvételét az enterocitákba (a vékonybél sejtjeibe) hámszövet) patkóbél és a jejunum. A gyomor-bél traktus betegségei fokozott savtermeléssel jár, mint pl Zollinger-Ellison szindróma (a hormon fokozott szintézise gasztrin a hasnyálmirigy vagy a felső daganatok által vékonybél), tud vezet károsodott abszorpció lipid molekulák és így a steatorrhoea (kórosan megnövekedett zsírtartalom a székletben) miatt, mivel a micella képződésre való hajlam a bél lumenében bekövetkező pH csökkenéssel csökken. Zsír abszorpció fiziológiai körülmények között 85-95% között van, és két mechanizmussal fordulhat elő. Egyrészt MG, lizo-PL, koleszterin és az EPA passzív diffúzióval juthat át az enterociták kettős foszfolipid membránján lipofil jellegük miatt, másrészt a membrán bevonásával fehérjék, mint például a FABPpm (a plazmamembrán zsírsavat megkötő fehérje) és FAT (zsírsav-transzlokáz), amelyek a szöveteken kívül más szövetekben is jelen vannak. vékonybél, Mint például a máj, vese, zsírszövet - zsírsejtek (zsírsejtek), szív és a placentalehetővé teszi a lipid felvételét a sejtekbe. A magas zsírtartalmú étrend stimulálja a FAT intracelluláris (a sejt belsejében) expresszióját. Az enterocitákban az EPA, amelyet szabad zsírsavként vagy monogliceridek formájában építenek be (vesznek fel) és az intracelluláris lipázok hatására szabadulnak fel, kötődik a FABPc-hez (a citoszolban zsírsavat megkötő fehérje). nagyobb a telítetlenek iránti affinitás, mint a telített hosszú láncú zsírsavak iránt, és kifejezetten a jejunum kefe határában fejeződik ki (képződik). A fehérjéhez kötött EPA későbbi aktiválása adenozin trifoszfát (ATP) -függő acil-koenzim A (CoA) szintetáz (→ EPA-CoA) és az EPA-CoA átvitele ACBP-be (acil-CoA-kötő fehérje), amely intracelluláris medenceként és az aktivált hosszú lánc transzportereként szolgál zsírsavak (acil-CoA), egyrészt lehetővé teszik a trigliceridek és foszfolipidek újraszintézisét a sima endoplazmatikus retikulumban (a membránok által körülzárt sík üregek elágazó ágú csatornarendszere), és - a zsírsavak eltávolításával a diffúziós egyensúlyból további zsírsavak enterocitákba másrészt. Ezt követi az EPA-tartalmú TG és PL beépítése lipomokból - trigliceridekből, foszfolipidekből, koleszterin és koleszterin-észterek - és apolipoproteinek (a lipoproteinek fehérje része, strukturális állványként és / vagy felismerésként és dokkolásként funkcionál molekulák(például membránreceptorok esetében), mint például az apo B48, AI és AIV, és felelősek a bélben felszívódó étkezési lipidek perifériás szövetekbe és a máj. A chilomicronokban történő tárolás helyett az EPA-tartalmú TG-k és a PL-k a szövetekbe is szállíthatók VLDL-ekben (nagyon alacsony sűrűség lipoproteinek). Az abszorbeált étrendi lipidek eltávolítása a VLDL-vel különösen éhezési állapotban történik. Az enterocitákban a lipidek újraészterezése és a chilomicronokba való beépülés bizonyos betegségeknél károsodhat, mint pl. Addison-kór (mellékvesekérgi elégtelenség) és sikér-indukált enteropátia (krónikus betegség az nyálkahártya a vékonybél miatt glutén intolerancia), ami csökkent zsírtartalmat eredményez abszorpció és végül steatorrhea (kórosan megnövekedett zsírtartalom a székletben).
Szállítás és forgalmazás
A lipidekben gazdag chilomikronok (amelyek 80-90% trigliceridből állnak) exocitózis (anyagok szállítása a sejtből) révén az enterociták intersticiális terébe szekretálódnak (szekretálódnak), és a nyirok. A chilomicronok a truncus zarnu (a hasüreg páratlan nyirokgyűjtő törzse) és a ductus thoracicus (a mellkas üregének nyirokgyűjtő törzse) útján jutnak a szubklaviaba. ér (subclavia vénája), illetve a jugularis véna (jugularis véna), amelyek konvergálva alkotják a brachiocephalicus vénát (bal oldal) - angulus venosus (vénás szög). Mindkét oldal venae brachiocephalicae egyesülve alkotják a párosítatlan felsőbbséget vena cava (superior vena cava), amely a jobb pitvar az szív. A szivattyú erővel szív, a kilomikronok kerülnek a perifériába keringés, ahol felezési idejük (az idő, amelyben az idővel exponenciálisan csökkenő érték feleződik) körülbelül 30 perc. A májba történő szállítás során a chilomicronok trigliceridjeinek nagy része a lipoprotein hatására glicerinné és szabad zsírsavakká, köztük EPA-ra hasad. lipáz (LPL) az endothel sejtek felszínén található vér kapillárisok, amelyeket perifériás szövetek, például izom és zsírszövet vesznek fel, részben passzív diffúzióval, részben hordozó által közvetítve - FABPpm; ZSÍR. Ennek során a chilomikronok chilomicron maradványokká (CM-R, alacsony zsírtartalmú chilomicron maradvány részecskék) bomlanak le, amelyek az apolipoprotein E (ApoE) közvetítésével a máj specifikus receptoraihoz kötődnek. A CM-R felvétele a májba bekövetkezik receptor által közvetített endocitózis révén (behatolás az sejt membrán → a CM-R-t tartalmazó vezikulák (endoszómák, sejtorganellek) fojtása a sejt belsejébe). A CM-R-ben gazdag endoszómák egyesülnek lizoszómákkal (sejtorganellák hidrolizálódnak enzimek) a májsejtek citoszoljában, ami a CM-R-ben lévő lipidekből a szabad zsírsavak, köztük az EPA hasadását eredményezi. A felszabadult EPA FABPc-hez való kötődése után annak aktiválása ATP-függő acil-CoA szintetázzal és az EPA-CoA átvitele ACBP-be, a trigliceridek és foszfolipidek újraészterezése következik be. Az újraszintetizált lipidek tovább metabolizálódhatnak (metabolizálódhatnak) a májban és / vagy beépülhetnek a VLDL-be (nagyon alacsony sűrűség lipoproteinek), hogy a véráramon keresztül az extrahepatikus („a májon kívüli”) szövetekbe kerüljenek. Mivel a VLDL kering a vér a perifériás sejtekhez kötődik, a triglicerideket az LPL hatására hasítják, és a felszabaduló zsírsavakat, beleértve az EPA-t is, passzív diffúzió és transzmembrán transzport révén internalizálják fehérjék, például FABPpm és FAT. Ennek eredményeként a VLDL katabolizálódik IDL-re (köztes sűrűség lipoproteinek) és ezt követően LDL (alacsony sűrűségű lipoproteinek; koleszterinben gazdag alacsony sűrűségű lipoproteinek), amely a perifériás szöveteket koleszterinnel látja el. A célszövetek sejtjeiben, például vérben, májban, agy, szív, és bőrAz EPA beépülhet - a sejt funkciójától és igényeitől függően - a sejtmembránok foszfolipidjeibe, valamint a sejtorganellumok membránjaiba, mint pl. mitokondrium (Sejtek „energiaerőművei”) és lizoszómák (savas pH-értékű és emésztő sejtorganellák) enzimek), kiindulási anyagként használják gyulladáscsökkentő (gyulladáscsökkentő) eicosanoidok (hormonszerű anyagok, amelyek immunmodulátorként és neurotranszmitterként működnek), például a 3. sorozat prosztaglandinok és az 5. sorozat leukotriének, vagy trigliceridek formájában tárolva. Számos tanulmány kimutatta, hogy a sejtmembránokban található foszfolipidek zsírsav-mintázata erősen függ az étrend zsírsav-összetételétől. Így a magas EPA-bevitel az arachidonsav kiszorításával megnöveli az EPA arányát a plazma membránfoszfolipidekben, ezáltal növelve a membrán folyékonyságát, ami viszont hatással van a membrán-ligandumra kölcsönhatások, permeabilitás (permeabilitás), sejtközi interakciók és enzimaktivitások.
degradáció
A zsírsavak katabolizmusa (lebomlása) az összes testsejtben előfordul és lokalizálódik mitokondrium (Sejtek „energiaerőművei”). Kivételek vannak vörösvértesteket (vörösvértestek), amelyek hiányoznak mitokondriumés idegsejtek, amelyekből hiányoznak a zsírsavakat lebontó enzimek. A zsírsav katabolizmus reakcióját ß-oxidációnak is nevezik, mivel az oxidáció a zsírsavak ß-C atomjánál történik. A ß-oxidáció során az előzőleg aktivált zsírsavak (acil-CoA) oxidatív módon több acetil-CoA-vá ecetsav 2 C atomból álló) ismételten lefutott ciklusban. Ebben a folyamatban az acil-CoA-t „ciklusonként” 2 C-atom rövidíti - ami egy acetil-CoA-nak felel meg. A telített zsírsavakkal ellentétben, amelyek katabolizmusa a ß-oxidációs spirál alapján történik, a telítetlen zsírsavak, például az EPA, lebomlásuk során - a kettős kötések számától függően - több átalakulási reakción mennek keresztül, mivel cisz-konfigurációjúak (mindkét szubsztituens a referenciasík ugyanazon oldalán található), de a ß-oxidációhoz transzkonfigurációban kell lenniük (mindkét szubsztituens a referenciasík ellentétes oldalán helyezkedik el). Ahhoz, hogy rendelkezésre álljon a ß-oxidációhoz, a trigliceridekben, illetve a foszfolipidekben megkötött EPA-t először hormonérzékeny lipázokkal kell felszabadítani. Éhezésben és feszültség helyzetekben ez a folyamat (→ lipolízis) intenzívebbé válik a fokozott lipolitikus felszabadulás miatt hormonok mint például adrenalin. A lipolízis során felszabaduló EPA közvetlenül táplálkozhat a ß-oxidációval ugyanabban a sejtben, vagy más olyan szövetekben is, amelyekhez a véráramon keresztül eljut albumin. A sejtek citoszoljában az EPA-t az ATP-függő acil-CoA szintetáz (→ EPA-CoA) aktiválja, és a belső mitokondriális membránon át a mitokondriális mátrixba szállítja az aktivált hosszú láncú zsírsavak receptormolekulájának karnitin segítségével. .A mitokondriális mátrixban az EPA-CoA-t bevezetjük a ß-oxidációba, amelynek ciklusát egyszer futtatjuk - az alábbiak szerint.
- Acil-CoA → alfa-béta-transz-enoil-CoA (telítetlen vegyület) → L-béta-hidroxi-acil-CoA → béta-ketoacil-CoA → acil-CoA (Cn-2).
Az eredmény egy 2 C-atomral rövidített EPA, amelyet enzimatikusan át kell alakítani a cisz kettős kötésénél, mielőtt belépne a következő reakcióciklusba. Mivel az EPA első kettős kötése - a zsírsavlánc COOH végéből nézve - egy páratlan C atomon található (→ béta-gamma-cisz-enoil-CoA), az izomerizáció alfa-béta-transz Az enoil-CoA, amely a ß-oxidáció köztiterméke, közvetlenül egy izomeráz hatására fordul elő. Miután két ß-oxidációs ciklust ismét lefuttattunk, és a zsírsavláncot további 2 x 2 C-atom lerövidítette, az EPA következő cisz kettős kötésének transz-konfigurációja megtörténik, amely - a COOH végéből nézve zsírsavlánc - páros C atomon helyezkedik el (→ alfa-béta-cisz-enoil-CoA). Ebből a célból az alfa-béta-cisz-enoil-CoA-t hidratázzal (enzim, amely H2O-t tartalmaz egy molekulába) hidratálnak D-béta-hidroxi-acil-CoA-vá, majd epimerázzal izomerizálják L-béta-hidroxi-acil-CoA-vá ( enzim, amely megváltoztatja a C atom aszimmetrikus elrendezését a molekulában). Ez utóbbi közvetlenül bejuthat a reakcióciklusába a ß-oxidáció köztitermékeként. Amíg az aktivált EPA teljesen lebomlik acetil-CoA-vá, további 3 konverziós reakcióra (2 izomeráz reakció, 1 hidratáz-epimeráz reakció) és további 5 ß-oxidációs ciklusra van szükség, hogy a ß-oxidáció összesen 9-szer végigmenjen, 5 átalakulási reakció (3 izomeráz, 2 hidratáz-epimeráz reakció) - 5 meglévő cisz-kettős kötésnek felel meg - zajlik, és 10 acetil-CoA, valamint redukált koenzim (9 NADH2 és 4 FADH2) keletkezik. Az EPA katabolizmusából származó acetil-CoA bejut a citrát ciklusba, amelyben a szerves anyagok oxidatív lebomlása történik redukált koenzimek, például NADH2 és FADH2 előállítása céljából, amelyek a légzőszervekben a β-oxidációból származó redukált koenzimekkel együtt az ATP szintetizálásához (adenozin trifoszfát, a azonnal elérhető energia univerzális formája). Noha a telítetlen zsírsavak átalakulási reakciókat (cisz → transz) igényelnek a ß-oxidáció során, a zsírmentes táplált patkányok egész testre vonatkozó elemzései azt mutatták, hogy a jelölt telítetlen zsírsavak hasonló gyorsan lebomlanak, mint a telített zsírsavak.
Kiválasztás
Fiziológiai körülmények között a székletben a zsírkiválasztás nem haladhatja meg a 7% -ot 100 g / nap zsírbevitel esetén, a magas felszívódási arány (85-95%) miatt. Malassimilációs szindróma (csökkent tápanyag-felhasználás a csökkent lebomlás és / vagy felszívódás miatt), például a nem megfelelő epe sav- és hasnyálmirigy-szekréció, illetve vékonybél-betegség lehet vezet a bél zsírfelszívódásának csökkentésére és ezáltal a steatorrhoára (kórosan megnövekedett zsírtartalom (> 7%) a székletben).
