Eikozapentaenojska kislina (EPA) je dolgoverižna (≥ 12 ogljika (C) atomi), polinenasičene (> 1 dvojna vez) maščobna kislina (angleško: PUFAs, polinenasičene maščobne kisline), ki spadajo v skupino omega-3 maščobnih kislin (n-3 FS, prisotna je prva dvojna vez - kot je razvidno z metilnega (CH3) konca maščobne kislinske verige - pri tretji vezi CC) - C20: 5; n-3. EPA se lahko dobavi tako prek prehrana, predvsem z olji maščobnih morskih rib, kot so skuša, sled, jegulja in losos, in se v človeškem organizmu sintetizirajo (tvorijo) iz esencialne (vitalne) n-3 FS alfa-linolenske kisline (C18: 3).
Sinteza
Alfa-linolenska kislina je predhodnik (predhodnik) za endogeno (endogeno) sintezo EPA in v telo vstopa izključno skozi prehrana, predvsem z rastlinskimi olji, kot npr lan, oreh, olja repice in soje. Z desaturacijo (vstavitev dvojnih vezi, pretvorbo nasičene spojine v nenasičeno) in raztezanjem (podaljšanje verige maščobnih kislin za 2 C atoma) se alfa-linolenska kislina presnovi (presnovi) v EPA v gladkem endoplazemskem retikulumu (strukturno bogata celična organela s kanalskim sistemom votlin, obkroženih z membranami) levkociti (bela kri celice) in jetra celic. Pretvorba alfa-linolenske kisline v EPA poteka na naslednji način.
- Alfa-linolenska kislina (C18: 3) → C18: 4 z delta-6 desaturazo (encim, ki vstavi dvojno vez na šesti vez CC - kot je razvidno iz karboksilnega (COOH) konca maščobne kisline - s prenosom elektronov) .
- C18: 4 → C20: 4 z elongazo maščobnih kislin (encim, ki se podaljša maščobne kisline s telesom C2).
- C20: 4 → eikozapentaenojska kislina (C20: 5) z delta-5 desaturazo (encim, ki vstavi dvojno vez na peto vez CC - kot je razvidno iz karboksilnega (COOH) konca maščobne kisline - s prenosom elektronov).
Ženske kažejo učinkovitejšo sintezo EPA iz alfa-linolenske kisline v primerjavi z moškimi, kar lahko pripišemo učinkom estrogena. Medtem ko zdrave mlade ženske pretvorijo približno 21% alfa-linolenske kisline, ki se hrani alimentarno (s hrano), v EPA, se le približno 8% alfa-linolenske kisline iz hrane pretvori v EPA pri zdravih mladih moških. Za zagotovitev endogene sinteze EPA je potrebna zadostna aktivnost delta-6 in delta-5 desaturaz. Obe desaturazi zahtevata zlasti določena mikrohranila piridoksin (vitamin B6), biotin, kalcij, magnezijev in cink, da ohranijo svojo funkcijo. Pomanjkanje teh mikrohranil vodi do zmanjšanja aktivnosti desaturaze in posledično do motene sinteze EPA. Poleg pomanjkanja mikrohranil aktivnost delta-6 desaturaze zavirajo tudi naslednji dejavniki:
- Povečan vnos nasičenih in nenasičenih maščobne kisline, kot sta oleinska kislina (C18: 1; n-9-FS) in linolna kislina (C18: 2; n-6-FS).
- Alkohol uživanje v velikih odmerkih in v daljšem časovnem obdobju, kronično uživanje alkohola.
- Povečan holesterol
- Od insulina odvisna diabetes mellitus
- Virusne okužbe
- Stres - sproščanje lipolitika hormoni, kot je epinefrin, ki vodi do cepitve trigliceridi (TG, trojni estri trivalentnega alkohol glicerol s tremi maščobnimi kisline) in sproščanje nasičenih in nenasičenih maščobnih kislin s stimulacijo trigliceridov lipaza.
- Staranja
Poleg sinteze EPA iz alfa-linolenske kisline so za pretvorbo linolne kisline (C6: 5; n-18-FS) v arahidonsko kislino (C2: 6) odgovorne tudi delta-20 in delta-4 desaturaza ter elongaza maščobnih kislin. ; n-6-FS) in oleinske kisline (C18: 1; n-9-FS) do eikozatrienojske kisline (C20: 3; n-9-FS). Tako alfa-linolenska kislina in linolna kislina tekmujeta za enake encimske sisteme pri sintezi drugih biološko pomembnih polinenasičenih maščob kislinez alfa-linolensko kislino z večjo afiniteto (vezavno moč) za delta-6 desaturazo v primerjavi z linolno kislino. Če je na primer več linolejske kisline kot alfa-linolenske kisline prehrana, obstaja povečana endogena sinteza protivnetne (vnetja) maščobne kisline omega-6 arahidonske kisline in zmanjšana endogena sinteza protivnetnega (protivnetnega) omega-3 maščobnega kislina EPA. To ponazarja pomen kvantitativno uravnoteženega razmerja linolne kisline in alfa-linolenske kisline v prehrani. Po podatkih nemškega Nutricion Society (DGE) je razmerje med omega-6 in omega-3 maščobami kisline v prehrani mora biti 5: 1 glede na preventivno učinkovito sestavo. Prekomerni vnos linolne kisline - v skladu z današnjo prehrano (z olji žitnih kalčkov, sončnično olje, zelenjavna in dietna margarina itd.) in neoptimalna aktivnost encimov, zlasti delta-6 desaturaze zaradi pogostih pomanjkljivosti mikrohranil, hranil interakcije, hormonski vplivi itd., so razlog, da je sinteza EPA iz alfa-linolenske kisline pri ljudeh zelo počasna in na nizki ravni (v povprečju največ 10%), zato EPA velja za bistveno (vitalno) spojino današnjega perspektiva. Da bi dosegli zahtevano količino 1 g EPA, je potreben vnos približno 20 g čiste alfa-linolenske kisline - kar ustreza približno 40 g lanenega olja. Vendar ta količina ni praktična, zaradi česar je uživanje EPA bogato hladno-vode ribe, kot so sled in skuša, (2 ribja obroka na teden, kar ustreza 30-40 g rib na dan) ali neposredna uprava EPA do ribje olje kapsul tako pomemben. Le prehrana, bogata z EPA, zagotavlja optimalne koncentracije te zelo nenasičene maščobne kisline v človeškem telesu.
Absorpcija
EPA je lahko v prehrani prisoten v prosti obliki in v njem trigliceridi (TG, trojni estri trivalentnega alkohol glicerol s tremi maščobnimi kislinami) in Fosfolipidi (PL, fosfor-vsebujejo amfifilne lipidov kot bistvene sestavine celičnih membran), ki se v prebavilih mehansko in encimsko razgrajujejo (usta, želodec, Tanko črevo). Z mehansko disperzijo - žvečenjem, peristaltiko želodca in črevesja - in pod delovanjem žolč, prehransko lipidov emulgirajo in se tako razgradijo na majhne kapljice olja (0.1-0.2 µm), ki jih lahko napadajo lipaze (encimi ki odcepijo proste maščobne kisline (FFS) lipidov → lipoliza). Pregastrična (osnova jezik, predvsem v zgodnjem otroštvu) in želodca (želodec) lipaze sprožijo cepitev trigliceridi in Fosfolipidi (10-30% prehranskih lipidov). Vendar se glavna lipoliza (70-90% lipidov) zgodi v dvanajstnik (dvanajstnik) in jejunum (jejunum) pod delovanjem esteraz trebušne slinavke (trebušne slinavke), kot je trebušna slinavka lipaza, karboksilester lipaza in fosfolipazo, katerega izločanje (izločanje) spodbuja holecistokinin (CCK, peptidni hormon prebavil). Monogliceridi (MG, glicerol esterificirana z maščobno kislino, kot je EPA), lizo-Fosfolipidi (glicerol, zaestren z a fosforna kislina) in proste maščobne kisline, vključno z EPA, ki nastanejo pri cepitvi TG in PL, se v lumnu tankega črevesa kombinirajo z drugimi hidroliziranimi lipidi, kot je npr. holesterolin žolčne kisline tvorijo mešane micele (sferične strukture s premerom 3-10 nm, v katerih je lipid molekule so urejeni tako, da vodenetopne molekulske dele obrnemo navzven, v vodi netopne molekulske dele pa navznoter) - micelarna faza za solubilizacijo (povečanje topnosti) - ki omogočajo vnos lipofilnih (v maščobi topnih) snovi v enterocite (celice tankega črevesja epitelija) od dvanajstnik in jejunum. Bolezni prebavil povezane s povečano proizvodnjo kislin, kot npr Zollinger-Ellisonov sindrom (povečana sinteza hormona gastrin s tumorji v trebušni slinavki ali zgornjem delu Tanko črevo), lahko vodi za oslabljene absorpcija lipidov molekule in s tem do steatoreje (patološko povečana vsebnost maščob v blatu), ker se nagnjenost k tvorbi micel zmanjšuje z zmanjšanjem pH v črevesnem lumnu. Maščoba absorpcija v fizioloških pogojih znaša med 85-95% in se lahko pojavi po dveh mehanizmih. Na eni strani MG, lizo-PL, holesterol in EPA lahko prehajata skozi fosfolipidno dvojno membrano enterocitov s pasivno difuzijo zaradi njihove lipofilne narave, po drugi strani pa z vpletenostjo membrane beljakovin, kot sta FABPpm (protein, ki veže maščobne kisline plazemske membrane) in FAT (translokada maščobnih kislin), ki so poleg drugih Tanko črevo, Kot je jetra, ledvice, maščobno tkivo - adipociti (maščobne celice), srce in placenta, da se omogoči vnos lipidov v celice. Prehrana z veliko maščob spodbuja znotrajcelično (znotraj celice) izražanje FAT. V enterocitih je EPA, ki je bil vključen (prevzet) kot prosta maščobna kislina ali v obliki monogliceridov in sproščen pod vplivom znotrajceličnih lipaz, vezan na FABPc (protein, ki veže maščobne kisline v citozolu), ki ima večja afiniteta do nenasičenih kot do nasičenih dolgoverižnih maščobnih kislin in se izraža (tvori) zlasti v meji krtače jejunuma. Kasnejša aktivacija EPA, vezanega na beljakovine, z adenozin s trifosfatom (ATP) odvisna acil-koencim A (CoA) sintetaza (→ EPA-CoA) in prenos EPA-CoA v ACBP (protein, ki veže acil-CoA), ki služi kot znotrajcelični bazen in transporter aktivirane dolge verige maščobne kisline (acil-CoA), omogoča ponovno sintezo trigliceridov in fosfolipidov v gladkem endoplazmatskem retikulumu (bogato razvejan kanalski sistem ravninskih votlin, zaprtih z membranami) in - z odstranjevanjem maščobnih kislin iz difuzijskega ravnovesja - vključitev nadaljnje maščobne kisline v enterocite. Sledi vključitev TG, ki vsebuje EPA, in PL v hilomikrone (CM, lipoproteine), sestavljene iz lipidov - trigliceridov, fosfolipidov, holesterol in estri holesterola - in apolipoproteini (beljakovinski del lipoproteinov, delujejo kot strukturni odri in / ali prepoznavanje in priklop molekulena primer za membranske receptorje), kot so apo B48, AI in AIV, in so odgovorni za transport prehranskih lipidov, absorbiranih v črevesju, do perifernih tkiv in jetra. Namesto da bi jih hranili v hilomikronih, lahko TG, ki vsebujejo EPA, in PL v tkivo v VLDL (zelo nizka Gostota lipoproteini). Odstranjevanje absorbiranih prehranskih lipidov z VLDL se pojavi zlasti v stanju lakote. Ponovna sterilizacija lipidov v enterocitih in njihova vključitev v hilomikrone sta lahko pri nekaterih boleznih oslabljena, npr. Addisonova bolezen (adrenokortikalna insuficienca) in gluteninducirana enteropatija (kronična bolezen od sluznica tankega črevesa zaradi intoleranca na gluten), kar ima za posledico zmanjšanje maščob absorpcija in na koncu steatoreja (patološko povečana vsebnost maščob v blatu).
Prevoz in distribucija
Hilomikroni, bogati z lipidi (sestavljeni iz 80-90% trigliceridov), se izločajo (izločajo) v intersticijske prostore enterocitov z eksocitozo (prenos snovi iz celice) in prenašajo stran limfna. Preko truncus intestinalis (neparni zbiralni limfni trup trebušne votline) in ductus thoracicus (limfni zbiralni trup prsne votline) hilomikroni vstopijo v subklavijo Vena (subklavijska vena) oziroma vratna vena (vratna vena), ki se konvergirata, da tvorita brahiocefalno veno (leva stran) - angulus venosus (venski kot). Venae brachiocephalicae na obeh straneh se združijo in tvorijo neparnega nadrejenega votla vena (zgornja votla vena), ki se odpira v desni atrij od srce. S črpalno silo srce, hilomikroni se vnesejo v periferno kroženje, pri čemer imajo razpolovni čas (čas, v katerem se vrednost, ki se s časom eksponentno zmanjšuje) približno 30 minut. Med prevozom v jetra se večina trigliceridov iz hilomikronov pod delovanjem lipoproteina razcepi v glicerol in proste maščobne kisline, vključno z EPA. lipaza (LPL), ki se nahajajo na površini endotelijskih celic kri kapilare, ki jih zavzamejo periferna tkiva, kot so mišice in maščobno tkivo, deloma s pasivno difuzijo in deloma z nosilcem - FABPpm; MAŠČOBA. S tem postopkom se hilomikroni razgradijo do ostankov hilomikrona (CM-R, ostanki hilomikronskih ostankov z nizko vsebnostjo maščob), ki se posredujejo z apolipoproteinom E (ApoE) in se vežejo na specifične receptorje v jetrih. preko receptor-posredovane endocitoze (invaginacije od celična membrana → zadavitev veziklov, ki vsebujejo CM-R (endosomi, celični organeli) v notranjost celice). Endosomi, bogati s CM-R, se zlijejo z lizosomi (celični organeli s hidrolizo encimi) v citozolu jetrnih celic, kar ima za posledico cepitev prostih maščobnih kislin, vključno z EPA, iz lipidov v CM-R. Po vezavi sproščenega EPA na FABPc pride do njegove aktivacije z ATP odvisne acil-CoA sintetaze in prenosa EPA-CoA na ACBP, ponovna sterilizacija trigliceridov in fosfolipidov. Resintetizirani lipidi se lahko še naprej presnavljajo (presnavljajo) v jetrih in / ali vključijo v VLDL (zelo nizko Gostota lipoproteini), da skozi njih prek krvnega obtoka preidejo v ekstrahepatična (zunaj jeter) tkiva. Kot VLDL, ki kroži v kri veže se na periferne celice, trigliceridi se cepijo z delovanjem LPL in sproščene maščobne kisline, vključno z EPA, se ponotranjijo s pasivno difuzijo in transmembranskim transportom beljakovin, kot sta FABPpm in FAT. Posledica tega je katabolizem VLDL v IDL (vmesni Gostota lipoproteini) in nato do LDL (lipoproteini nizke gostote; lipoproteini nizke gostote, bogati s holesterolom), ki oskrbuje periferna tkiva s holesterolom. V celicah ciljnih tkiv, kot so kri, jetra, možganov, srce in koža, EPA se lahko vključi - odvisno od funkcije in potreb celice - v fosfolipide celičnih membran, pa tudi v membrane celičnih organelov, kot je npr. mitohondriji ("Energetske elektrarne" celic) in lizosomi (celični organeli s kislim pH in prebavni encimi), ki se uporablja kot izhodna snov za sintezo protivnetnega (protivnetnega) eikosanoidi (hormonom podobne snovi, ki delujejo kot imunski modulatorji in nevrotransmiterji), na primer serija 3 prostaglandini in levkotrieni serije 5 ali shranjeni v obliki trigliceridov. Številne študije so pokazale, da je vzorec maščobnih kislin fosfolipidov v celičnih membranah močno odvisen od sestave maščobnih kislin v prehrani. Tako visok vnos EPA povzroča povečanje deleža EPA v fosfolipidih plazemske membrane z izpodrivanjem arahidonske kisline, s čimer se poveča fluidnost membrane, kar posledično vpliva na membranski ligand interakcije, prepustnost (prepustnost), medcelične interakcije in encimske aktivnosti.
degradacija
Katabolizem (razgradnja) maščobnih kislin se pojavi v vseh telesnih celicah in je lokaliziran v mitohondriji ("Energetske elektrarne" celic). Izjeme so eritrocitov (rdečih krvnih celic), ki jim primanjkuje mitohondrijiin živčne celice, ki jim primanjkuje encimov, ki razgrajujejo maščobne kisline. Reakcijski proces katabolizma maščobnih kislin se imenuje tudi ß-oksidacija, saj do oksidacije pride na atomu ß-C maščobnih kislin. Pri ß-oksidaciji se predhodno aktivirane maščobne kisline (acil-CoA) oksidativno razgradijo na več acetil-CoA (aktivirane ocetna kislina sestavljen iz 2 C atomov) v ciklu, ki se ponavlja. V tem postopku se acil-CoA skrajša za 2 atoma C - kar ustreza enemu acetil-CoA - na "potek". V nasprotju z nasičenimi maščobnimi kislinami, katerih katabolizem poteka po spirali ß-oksidacije, nenasičene maščobne kisline, kot je EPA, med razgradnjo pretvorijo več konverzijskih reakcij - odvisno od števila dvojnih vezi -, ker so v naravi cis-konfigurirane (oba substituenta sta na isti strani referenčne ravnine), vendar morata biti za ß-oksidacijo v transkonfiguraciji (oba substituenta sta na nasprotnih straneh referenčne ravnine). Da bi bili na voljo za ß-oksidacijo, je treba najprej s hormonsko občutljivimi lipazami sprostiti EPA, vezan na trigliceride in fosfolipide. V stradanju in stres situacijah se ta proces (→ lipoliza) okrepi zaradi povečanega sproščanja lipolitika hormoni kot adrenalin. EPA, sproščen med lipolizo, se lahko napaja neposredno do ß-oksidacije v isti celici ali tudi v drugih tkivih, do katerih prihaja prek krvnega obtoka, vezanega na albumin. V celici citozola se EPA aktivira z ATP odvisno acil-CoA sintetazo (→ EPA-CoA) in s pomočjo karnitina, receptorske molekule za aktivirane dolgoverižne maščobne kisline, prenese skozi notranjo mitohondrijsko membrano v mitohondrijski matriks. .V mitohondrijski matriki se EPA-CoA vnese v ß-oksidacijo, katere cikel teče enkrat - kot sledi.
- Acil-CoA → alfa-beta-trans-enoil-CoA (nenasičena spojina) → L-beta-hidroksiacil-CoA → beta-ketoacil-CoA → acil-CoA (Cn-2).
Rezultat je EPA, skrajšan za 2 C atoma, ki ga je treba pred vstopom v naslednji reakcijski cikel encimsko preoblikovati na svoji cis dvojni vezi. Ker je prva dvojna vez EPA - kot je razvidno s konca verige maščobnih kislin COOH - lokalizirana na neparnem številu C-atoma (→ beta-gama-cis-enoil-CoA), je izomerizacija v alfa-beta-trans- enoil-CoA, ki je vmesni produkt ß-oksidacije, se pojavi neposredno pod delovanjem izomeraze. Potem ko sta bila ponovno izvedena dva cikla ß-oksidacije in se veriga maščobnih kislin skrajšala za nadaljnja atoma 2 x 2 C, pride do transfiguracije naslednje cis dvojne vezi EPA, ki - gledano s konca COOH veriga maščobnih kislin - nahaja se na sodoštevilnem atomu C (→ alfa-beta-cis-enoil-CoA). V ta namen se alfa-beta-cis-enoil-CoA hidratizira v D-beta-hidroksiacil-CoA s hidratazo (encimom, ki vključuje H2O v molekulo) in nato z epimerazo izomerizira v L-beta-hidroksiacil-CoA ( encim, ki spremeni asimetrično razporeditev atoma C v molekuli). Slednjega lahko neposredno vnesemo v njegov reakcijski cikel kot vmesni produkt ß-oksidacije. Dokler se aktivirani EPA popolnoma ne razgradi v acetil-CoA, so potrebne 3 nadaljnje konverzijske reakcije (2 reakciji izomeraze, 1 reakcija hidrataze-epimeraze) in 5 nadaljnjih ciklov ß-oksidacije, tako da se ß-oksidacija skupaj izvede 9-krat, Poteka 5 konverzijskih reakcij (3 izomeraze, 2 hidrataza-epimerazni reakciji) - kar ustreza 5 obstoječim cis-dvojnim vezam - in nastane 10 acetil-CoA ter reducirani koencimi (9 NADH2 in 4 FADH2). Acetil-CoA, ki je posledica katabolizma EPA, se vnese v citratni cikel, v katerem pride do oksidativne razgradnje organske snovi z namenom pridobivanja reduciranih koencimov, kot sta NADH2 in FADH2, ki skupaj z zmanjšanimi koencimi iz ß-oksidacije v dihalih verige se uporabljajo za sintezo ATP (adenozin trifosfat, univerzalna oblika takoj dostopne energije). Čeprav nenasičene maščobne kisline med ß-oksidacijo zahtevajo konverzijske reakcije (cis → trans), so analize celotnega telesa pri podganah, ki niso krmile maščobe, pokazale, da se nenasičene maščobne kisline hitro hitro razgrajujejo kot nasičene maščobne kisline.
Izločanje
V fizioloških pogojih izločanje maščobe z blatom ne sme preseči 7% pri vnosu maščobe 100 g / dan zaradi visoke stopnje absorpcije (85-95%). Sindrom malassimilation (oslabljen izkoristek hranil zaradi zmanjšane razgradnje in / ali absorpcije), na primer zaradi neustrezne žolč izločanje kisline in soka trebušne slinavke oziroma bolezni tankega črevesja vodi do zmanjšanja absorpcije maščobe v črevesju in s tem do steatoreje (patološko povečana vsebnost maščobe (> 7%) v blatu).
