Eikosapentaenska kiselina (EPA) je dugolančani (≥ 12 ugljen (C) atomi), polinezasićene (> 1 dvostruke veze) masne kiseline (engleski: PUFAs, polinezasićene masnih kiselina) koji pripadaju skupini omega-3 masnih kiselina (n-3 FS, prisutna je prva dvostruka veza - što se vidi s metilnog (CH3) kraja lanca masnih kiselina - na trećoj vezi CC) - C20: 5; n-3. EPA se može isporučiti putem dijeta, uglavnom putem ulja masne morske ribe, poput skuše, haringe, jegulje i lososa, te sintetiziranih (formiranih) u ljudskom organizmu iz esencijalne (vitalne) n-3 FS alfa-linolenske kiseline (C18: 3).
Sinteza
Alfa-linolenska kiselina je preteča (prekursor) za endogenu (endogenu) sintezu EPA i ulazi u tijelo isključivo putem dijeta, uglavnom putem biljnih ulja, kao što su lan, orah, ulja repice i soje. Desaturacijom (umetanjem dvostrukih veza, pretvaranjem zasićenih spojeva u nezasićene) i produljenjem (produljenje lanca masnih kiselina za 2 C atoma) alfa-linolenska kiselina se metabolizira (metabolizira) u EPA u glatkom endoplazmatskom retikulumu (strukturno bogata stanična organela s kanalskim sustavom šupljina okruženih membranama) od leukociti (bijela krv stanice) i jetra Stanice. Konverzija alfa-linolenske kiseline u EPA odvija se na sljedeći način.
- Alfa-linolenska kiselina (C18: 3) → C18: 4 delta-6 desaturazom (enzim koji uvodi dvostruku vezu na šestoj CC vezi - kao što se vidi s karboksilnog (COOH) kraja lanca masnih kiselina - prijenosom elektrona) .
- C18: 4 → C20: 4 elongazom masnih kiselina (enzim koji se produljuje masnih kiselina tijelom C2).
- C20: 4 → eikosapentaenoična kiselina (C20: 5) delta-5 desaturazom (enzim koji ubacuje dvostruku vezu na petu CC vezu - kao što se vidi s karboksilnog (COOH) kraja lanca masnih kiselina - prijenosom elektrona).
Žene pokazuju učinkovitiju sintezu EPA iz alfa-linolenske kiseline u usporedbi s muškarcima, što se može pripisati učincima estrogena. Dok zdrave mlade žene pretvaraju oko 21% alfa-linolenske kiseline koja se alimentarno (putem hrane) pretvara u EPA, samo oko 8% alfa-linolenske kiseline iz hrane pretvara se u EPA u zdravih mladića. Da bi se osigurala endogena sinteza EPA, potrebna je dovoljna aktivnost delta-6 i delta-5 desaturaza. Obje desaturaze posebno zahtijevaju određene mikronutrijente piridoksina (vitamin B6), biotin, kalcijum, magnezij i cink, kako bi održali svoju funkciju. Nedostatak ovih mikronutrijenata dovodi do smanjenja aktivnosti desaturaze i posljedično do poremećene sinteze EPA. Uz nedostatak mikrohranjivih sastojaka, aktivnost delta-6 desaturaze inhibiraju i sljedeći čimbenici:
- Povećani unos zasićenih i nezasićenih masnih kiselina, poput oleinske kiseline (C18: 1; n-9-FS) i linolne kiseline (C18: 2; n-6-FS).
- Alkohol konzumacija u velikim dozama i tijekom dugog vremenskog razdoblja, kronična konzumacija alkohola.
- Povećani kolesterol
- Inzulin ovisni dijabetes melitus
- virusne infekcije
- Stres - oslobađanje lipolitika hormoni, kao što je epinefrin, što dovodi do cijepanja trigliceridi (TG, trostruki esteri trovalentnog alkohol glicerol s tri masna kiseline) i oslobađanje zasićenih i nezasićenih masnih kiselina stimulacijom triglicerida lipaza.
- Starenje
Uz sintezu EPA iz alfa-linolenske kiseline, delta-6 i delta-5 desaturaza i elongaza masnih kiselina odgovorni su i za pretvorbu linolne kiseline (C18: 2; n-6-FS) u arahidonsku kiselinu (C20: 4 ; n-6-FS) i oleinske kiseline (C18: 1; n-9-FS) do eikozatrijenske kiseline (C20: 3; n-9-FS). Dakle, alfa-linolenska kiselina i linolna kiselina natječu se za iste enzimske sustave u sintezi drugih biološki važnih polinezasićenih masnih kiselina kiselines alfa-linolenskom kiselinom koja ima veći afinitet (vezanje snaga) za delta-6 desaturazu u usporedbi s linolnom kiselinom. Ako se, na primjer, u crijevu isporučuje više linolne kiseline od alfa-linolenske kiseline dijeta, postoji povećana endogena sinteza proupalne (poticajne upale) omega-6 masne kiseline arahidonske kiseline i smanjena endogena sinteza protuupalne (protuupalne) omega-3 masne kiseline EPA. To ilustrira važnost kvantitativno uravnoteženog omjera linolne kiseline i alfa-linolenske kiseline u prehrani. Prema Njemačkom prehrambenom društvu (DGE), omjer omega-6 i omega-3 masnih kiselina kiseline u prehrani treba biti 5: 1 u smislu preventivno djelotvornog sastava. Prekomjerni unos linolne kiseline - u skladu s današnjom prehranom (kroz ulja klica žitarica, suncokretovo ulje, biljni i dijetni margarin, itd.) i suboptimalnu aktivnost enzima, posebno delta-6 desaturaze zbog čestih nedostataka mikroelemenata, hranjivih tvari interakcije, hormonalni utjecaji itd., razlog su zašto je sinteza EPA iz alfa-linolenske kiseline u ljudi vrlo spora i na niskoj razini (u prosjeku najviše 10%), zbog čega se EPA smatra bitnim (vitalnim) spojem današnjih dana perspektiva. Da bi se postigla potrebna količina od 1 g EPA, potreban je unos oko 20 g čiste alfa-linolenske kiseline - što odgovara oko 40 g lanenog ulja. Međutim, ovaj iznos nije praktičan, što konzumaciju EPA čini bogatom hladan-voda riba, poput haringe i skuše, (2 ribljeg obroka tjedno, što odgovara 30-40 g ribe / dan) ili izravna riba administraciju od EPA do riblje ulje kapsule tako značajna. Samo prehrana bogata EPA osigurava optimalne koncentracije ove visoko nezasićene masne kiseline u ljudskom tijelu.
Apsorpcija
EPA može biti prisutan u prehrani i u slobodnom obliku i u njemu trigliceridi (TG, trostruki esteri trovalentnog alkohol glicerol s tri masne kiseline) i fosfolipidi (PL, fosfor-koji sadrže amfifilne lipidi kao bitne komponente staničnih membrana), koje su podložne mehaničkoj i enzimskoj razgradnji u gastrointestinalnom traktu (usta, želudac, tankog crijeva). Kroz mehaničku disperziju - žvakanje, želučanu i crijevnu peristaltiku - i pod djelovanjem žuč, dijetalna lipidi su emulgirani i na taj se način razgrađuju u male kapljice ulja (0.1-0.2 µm) koje mogu napadati lipaze (enzimi koji odvajaju slobodne masne kiseline (FFS) lipidi → lipoliza). Pregastrična (baza od jezik, prvenstveno u ranoj dojenačkoj dobi) i želučani (želudac) lipaze iniciraju cijepanje trigliceridi i fosfolipidi (10-30% prehrambenih lipida). Međutim, glavna lipoliza (70-90% lipida) događa se u dvanaesnika (duodenalni) i jejunum (jejunum) pod djelovanjem esteraza gušterače (gušterače), poput gušterače lipazakarboksilester lipaza i fosfolipaza, čiju sekreciju (sekreciju) stimulira holecistokinin (CCK, peptidni hormon gastrointestinalnog trakta). Monogliceridi (MG, glicerol esterificirani masnom kiselinom, kao što je EPA), lizo-fosfolipidi (glicerol esterificiran s fosforna kiselina), a slobodne masne kiseline, uključujući EPA, nastale cijepanjem TG i PL, kombiniraju se u lumenu tankog crijeva zajedno s drugim hidroliziranim lipidima, kao što su holesteroli žučne kiseline da tvore miješane micele (sferne strukture promjera 3-10 nm, u kojima lipidi molekule su raspoređeni tako da vodadijelovi molekule topljivi prema van, a dijelovi molekula netopivi u vodi prema unutra) - micelarna faza za otapanje (povećanje topljivosti) - koji omogućuju unos lipofilnih (topivih u mastima) tvari u enterocite (stanice tankog crijeva) epitelijum) od dvanaesnika i jejunuma. Bolesti gastrointestinalnog trakta povezan s povećanom proizvodnjom kiseline, kao što je Zollinger-Ellisonov sindrom (povećana sinteza hormona gastrin tumorima u gušterači ili gornjem dijelu tankog crijeva), limenka dovesti do oštećenih apsorpcija lipida molekule a time i na steatoreju (patološki povećan sadržaj masti u stolici), jer tendencija stvaranja micela opada smanjenjem pH u lumenu crijeva. Mast apsorpcija u fiziološkim uvjetima je između 85-95% i može se dogoditi kroz dva mehanizma. S jedne strane, MG, lizo-PL, holesterol i EPA mogu proći kroz dvostruku fosfolipidnu membranu enterocita pomoću pasivne difuzije zbog njihove lipofilne prirode, a s druge strane, zahvaćanjem membrane proteini, kao što su FABPpm (protein koji veže masne kiseline plazmatske membrane) i FAT (translokada masnih kiselina), koji su prisutni u drugim tkivima, osim u tankog crijeva, Kao što su jetra, bubreg, masno tkivo - adipociti (masne stanice), srce i posteljica, kako bi se omogućio unos lipida u stanice. Prehrana bogata mastima stimulira unutarstaničnu (unutar stanice) ekspresiju FAT-a. U enterocitima, EPA, koji je ugrađen (preuzet) kao slobodna masna kiselina ili u obliku monoglicerida i oslobođen pod utjecajem unutarstaničnih lipaza, vezan je za FABPc (protein koji veže masne kiseline u citozolu), koji ima veći afinitet prema nezasićenim nego prema zasićenim masnim kiselinama dugog lanca i izražava se (stvara se) posebno u granici četkica jejunuma. Naknadna aktivacija EPA vezanog na proteine pomoću adenozin trifosfat (ATP) -ovisna acil-koenzim A (CoA) sintetaza (→ EPA-CoA) i prijenos EPA-CoA u ACBP (protein koji veže acil-CoA), koji služi kao unutarstanični bazen i transporter aktiviranog dugog lanca masne kiseline (acil-CoA), omogućuje resintezu triglicerida i fosfolipida u glatkom endoplazmatskom retikulumu (bogato razgranati kanalski sustav ravninskih šupljina zatvoren membranama), s jedne strane, i - uklanjanjem masnih kiselina iz difuzijske ravnoteže - uključivanjem dalje masne kiseline u enterocite s druge strane. Nakon toga slijedi ugradnja TG odnosno PL koji sadrže EPA u hilomikrone (CM, lipoproteine) koji se sastoje od lipida - triglicerida, fosfolipida, holesterol i esteri kolesterola - i apolipoproteini (proteinski dio lipoproteina, funkcioniraju kao strukturni skeli i / ili prepoznavanje i pristajanje molekulena primjer za membranske receptore), poput apo B48, AI i AIV, i odgovorni su za transport prehrambenih lipida apsorbiranih u crijevima do perifernih tkiva i jetra. Umjesto da se čuvaju u hilomikronima, TG koji sadrže EPA, odnosno PL, također se mogu transportirati u tkiva u VLDL (vrlo niska gustoća lipoproteini). Uklanjanje apsorbiranih prehrambenih lipida VLDL-om događa se osobito u stanju gladovanja. Ponovna sterilizacija lipida u enterocitima i njihova inkorporacija u hilomikrone mogu biti oštećeni kod određenih bolesti, poput Addisonova bolest (adrenokortikalna insuficijencija) i gluten-inducirana enteropatija (kronične bolesti od sluznica tankog crijeva zbog netolerancija na gluten), što rezultira smanjenjem masnoće apsorpcija i u konačnici steatoreja (patološki povećan sadržaj masti u stolici).
Prijevoz i distribucija
Hilomikroni bogati lipidima (sastoje se od 80-90% triglicerida) izlučuju se (izlučuju) u intersticijske prostore enterocita egzocitozom (transport tvari iz stanice) i odvoze putem limfa. Preko truncus intestinalis (nespareni limfni sabirni trup trbušne šupljine) i ductus thoracicus (limfni sabirni trup prsne šupljine), hilomikroni ulaze u subklaviju vena (subklavijska vena), odnosno vratna vena (jugularna vena), koje se konvergiraju i čine brahiocefalnu venu (lijeva strana) - angulus venosus (venski kut). Vene brahiocefalike obje strane ujedinjuju se i čine nesparenog nadređenog šuplja vena (gornja šuplja vena), koja se otvara u desni atrij od srce. Snagom pumpanja srce, hilomikroni se unose u perifernu Cirkulacija, gdje imaju vrijeme poluraspada (vrijeme u kojem se vrijednost koja se eksponencijalno smanjuje s vremenom prepolovi) otprilike 30 minuta. Tijekom transporta u jetru, većina triglicerida iz hilomikrona cijepa se u glicerol i slobodne masne kiseline, uključujući EPA, pod djelovanjem lipoproteina lipaza (LPL) smještene na površini endotelnih stanica krv kapilare koje zauzimaju periferna tkiva, poput mišića i masnog tkiva, dijelom pasivnom difuzijom, a dijelom posredstvom nosača - FABPpm; MAST. Kroz ovaj proces hilomikroni se razgrađuju do ostataka hilomikrona (CM-R, ostaci hilomikrona s niskim udjelom masti), koji se posreduju apolipoproteinom E (ApoE), vežu za određene receptore u jetri. Dolazi do upada CM-R u jetru. putem receptor-posredovane endocitoze (invaginacije od stanična membrana → davljenje vezikula koji sadrže CM-R (endosomi, stanične organele) u unutrašnjost stanice). Endosomi bogati CM-R-om stapaju se s lizosomima (stanične organele s hidrolizom enzimi) u citozolu jetrenih stanica, što rezultira cijepanjem slobodnih masnih kiselina, uključujući EPA, iz lipida u CM-R. Nakon vezanja oslobođenog EPA na FABPc, dolazi do njegove aktivacije o ATP-ovisnoj acyl-CoA sintetazi i prijenosa EPA-CoA na ACBP, ponovna sterilizacija triglicerida i fosfolipida. Resintetizirani lipidi mogu se dalje metabolizirati (metabolizirati) u jetri i / ili ugraditi u VLDL (vrlo nizak gustoća lipoproteini) da bi kroz njih prolazili kroz krvotok do ekstrahepatičnih („izvan jetre“) tkiva. Kao VLDL koji kruži u krv veže se na periferne stanice, trigliceridi se cijepaju djelovanjem LPL, a oslobođene masne kiseline, uključujući EPA, internaliziraju pasivnom difuzijom i transmembranskim transportom proteini, poput FABPpm i FAT. To rezultira katabolizmom VLDL u IDL (srednji gustoća lipoproteini) i naknadno do LDL (lipoproteini niske gustoće; lipoproteini bogate holesterolom), koji opskrbljuju periferna tkiva kolesterolom. U stanicama ciljnih tkiva, poput krvi, jetre, mozak, srce i koža, EPA se može ugraditi - ovisno o funkciji i potrebama stanice - u fosfolipide staničnih membrana kao i u membrane staničnih organela, poput mitohondriji ("Energetske elektrane" stanica) i lizosomi (organele stanica s kiselim pH i probavne enzimi), koristi se kao početna tvar za sintezu protuupalnog (protuupalnog) eicosanoids (tvari slične hormonima koje djeluju kao imunološki modulatori i neurotransmiteri), poput serije 3 prostaglandini i leukotrieni serije 5 ili pohranjeni u obliku triglicerida. Brojne studije pokazale su da uzorak masnih kiselina fosfolipida u staničnim membranama snažno ovisi o sastavu masnih kiselina u prehrani. Dakle, visok unos EPA uzrokuje povećanje udjela EPA u fosfolipidima plazmatske membrane istiskujući arahidonsku kiselinu, povećavajući time fluidnost membrane, što zauzvrat ima učinke na membranski ligand interakcije, propusnost (propusnost), međustanične interakcije i enzimske aktivnosti.
degradacija
Katabolizam (razgradnja) masnih kiselina događa se u svim tjelesnim stanicama i lokaliziran je u mitohondriji ("Energetske snage" stanica). Iznimke su eritrociti (crvenih krvnih zrnaca), kojima nedostaje mitohondrijii živčanih stanica kojima nedostaju enzimi koji razgrađuju masne kiseline. Proces reakcije katabolizma masnih kiselina naziva se i ß-oksidacija, budući da se oksidacija događa na β-C atomu masnih kiselina. U ß-oksidaciji, prethodno aktivirane masne kiseline (acil-CoA) oksidativno se razgrađuju u nekoliko acetil-CoA (aktivirane octena kiselina koji se sastoji od 2 C atoma) u ciklusu koji se ponavlja. U ovom procesu, acil-CoA se skraćuje za 2 C atoma - što odgovara jednom acetil-CoA - po "pokušaju". Za razliku od zasićenih masnih kiselina, čiji se katabolizam događa prema spirali ß-oksidacije, nezasićene masne kiseline, poput EPA, prolaze nekoliko reakcija konverzije tijekom svoje razgradnje - ovisno o broju dvostrukih veza - jer su cis-konfigurirane u prirodi (oba supstituenta su na istoj strani referentne ravnine), ali za ß-oksidaciju moraju biti u trans-konfiguraciji (oba supstituenta su na suprotnim stranama referentne ravnine). Da bi bio dostupan za ß-oksidaciju, EPA vezan u trigliceridima, odnosno fosfolipidima, mora se prvo osloboditi hormonski osjetljivim lipazama. U gladovanju i stres situacija, taj se proces (→ lipoliza) pojačava zbog povećanog otpuštanja lipolitika hormoni kao što adrenalin. EPA oslobođen tijekom lipolize može se izravno dovoditi do ß-oksidacije u istoj stanici ili također u drugim tkivima do kojih dolazi krvotokom vezanim za album. U citozolu stanica EPA se aktivira o ATP ovisnoj acyl-CoA sintetazi (→ EPA-CoA) i transportira se kroz unutarnju mitohondrijsku membranu u mitohondrijski matriks uz pomoć karnitina, molekule receptora za aktivirane masne kiseline dugog lanca. .U mitohondrijski matriks EPA-CoA se uvodi u ß-oksidaciju čiji se ciklus jednom pokreće - kako slijedi.
- Acil-CoA → alfa-beta-trans-enoil-CoA (nezasićeni spoj) → L-beta-hidroksiacil-CoA → beta-ketoacil-CoA → acil-CoA (Cn-2).
Rezultat je EPA skraćen za 2 C atoma, koji se mora enzimski transformirati na svojoj cis dvostrukoj vezi prije ulaska u sljedeći reakcijski ciklus. Budući da je prva dvostruka veza EPA - kako se vidi s COOH kraja lanca masnih kiselina - lokalizirana na neparnom C-atomu (→ beta-gama-cis-enoil-CoA), izomerizacija u alfa-beta-trans- enoil-CoA, koji je međuprodukt ß-oksidacije, javlja se izravno pod djelovanjem izomeraze. Nakon ponovnog pokretanja dva ß-oksidacijska ciklusa i skraćivanja lanca masnih kiselina za dodatnih 2 x 2 C atoma, dolazi do trans konfiguracije sljedeće cis dvostruke veze EPA, koja se - gledano s kraja COOH lanac masnih kiselina - nalazi se na parnom C-atomu (→ alfa-beta-cis-enoil-CoA). U tu svrhu alfa-beta-cis-enoil-CoA hidratizira se u D-beta-hidroksiacil-CoA hidratazom (enzim koji ugrađuje H2O u molekulu), a zatim se epimerazom izomerizira u L-beta-hidroksiacil-CoA ( enzim koji mijenja asimetrični raspored atoma C u molekuli). Potonji se može izravno uvesti u svoj reakcijski ciklus kao međuprodukt ß-oksidacije. Dok se aktivirani EPA potpuno ne razgradi u acetil-CoA, potrebne su još 3 reakcije pretvorbe (2 reakcije izomeraze, 1 reakcija hidrataze-epimeraze) i 5 daljnjih ciklusa ß-oksidacije, tako da se ß-oksidacija provodi ukupno 9 puta, Odvija se 5 konverzijskih reakcija (3 izomeraze, 2 reakcije hidrataze-epimeraze) - što odgovara 5 postojećih cis-dvostrukih veza i stvara se 10 acetil-CoA kao i reducirani koenzimi (9 NADH2 i 4 FADH2). Acetil-CoA koji proizlazi iz EPA katabolizma uvode se u citratni ciklus, u kojem dolazi do oksidativne razgradnje organske tvari u svrhu dobivanja reduciranih koenzima, poput NADH2 i FADH2, koji zajedno sa smanjenim koenzimima iz ß-oksidacije u respiratornom sustavu lanci koriste se za sintezu ATP (adenozin trifosfat, univerzalni oblik neposredno dostupne energije). Iako nezasićene masne kiseline zahtijevaju reakcije konverzije (cis → trans) tijekom ß-oksidacije, analize cijelog tijela kod štakora bez hranjivih masti otkrile su da obilježene nezasićene masne kiseline pokazuju sličnu brzu razgradnju kao zasićene masne kiseline.
izlučivanje
U fiziološkim uvjetima izlučivanje masti u feces ne smije prelaziti 7% pri unosu masti od 100 g / dan zbog velike stope apsorpcije (85-95%). Malassimilation sindrom (oslabljena upotreba hranjivih sastojaka zbog smanjene razgradnje i / ili apsorpcije), na primjer, zbog neadekvatne žuč izlučivanje kiseline i soka gušterače, odnosno bolesti tankog crijeva dovesti na smanjenje apsorpcije masti u crijevima, a time i na steatoreju (patološki povećan sadržaj masti (> 7%) u stolici).
