Eikozapentaēnskābe (EPA) ir garas ķēdes (≥ 12 ogleklis (C) atomi), polinepiesātinātās (> 1 dubultās saites) taukskābes (angļu: PUFAs, polinepiesātinātās taukskābes), kas pieder omega-3 taukskābju grupai (n-3 FS, pirmā dubultā saite ir - kā redzams no taukskābju ķēdes metil (CH3) gala - pie trešās CC saites) - C20: 5; n-3. EPA var piegādāt gan caur uzturs, galvenokārt ar taukainu jūras zivju eļļām, piemēram, makreles, siļķes, zušiem un lašiem, un cilvēka organismā sintezētas (izveidojušās) no neaizstājamās (vitāli svarīgās) n-3 FS alfa-linolēnskābes (C18: 3).
Sintēze
Alfa-linolēnskābe ir EPA endogēnas (endogēnas) sintēzes priekštecis (prekursors), un tas organismā nonāk tikai caur uzturs, galvenokārt izmantojot augu eļļas, piemēram, lini, riekstkoks, rapšu un sojas pupu eļļas. Caur desaturāciju (dubulto saišu ievietošana, piesātināta savienojuma pārvēršana par nepiesātinātu) un pagarinājumu (taukskābju ķēdes pagarināšana par 2 C atomiem) alfa-linolēnskābe tiek vielmaiņas procesā (metabolizēta) gludā endoplazmatiskajā tīklā (strukturāli) bagāta šūnu organelle ar dobumu kanālu sistēmu, ko ieskauj membrānas) leikocīti (balts asinis šūnas) un aknas šūnas. Alfa-linolēnskābes pārveidošana par EPA notiek šādi.
- Alfa-linolēnskābe (C18: 3) → C18: 4 ar delta-6 desaturāzi (ferments, kas sestajā CC saitē ievieto dubulto saiti - kā redzams no taukskābju ķēdes karboksilgrupas (COOH) - pārnesot elektronus) .
- C18: 4 → C20: 4 taukskābju elongāzes (fermenta, kas pagarina taukskābes ar C2 korpusu).
- C20: 4 → eikozapentaēnskābe (C20: 5) ar delta-5 desaturāzi (ferments, kas piektajā CC saitē ievieto dubulto saiti - kā redzams no taukskābju ķēdes karboksilgrupas (COOH) - pārnesot elektronus).
Sievietēm, salīdzinot ar vīriešiem, ir efektīvāka alfa-linolēnskābes EPA sintēze, ko var attiecināt uz estrogēna iedarbību. Kamēr veselīgas jaunas sievietes aptuveni 21% no alfa-linolēnskābes, kas tiek piegādāta uzturā (ar pārtiku), pārvērš EPA, tikai aptuveni 8% no pārtikas iegūtās alfa-linolēnskābes veseliem jauniem vīriešiem pārvērš EPA. Lai nodrošinātu endogēnu EPA sintēzi, ir nepieciešama pietiekama gan delta-6, gan delta-5 desaturāžu aktivitāte. Abām desaturāzēm nepieciešami īpaši mikroelementi, īpaši piridoksīna (B6 vitamīns), biotīns, kalcijs, magnijs un cinks, lai saglabātu viņu funkciju. Šo mikroelementu deficīts noved pie desaturāzes aktivitātes samazināšanās un pēc tam ar traucētu EPA sintēzi. Papildus mikroelementu deficītam delta-6 desaturāzes aktivitāti kavē arī šādi faktori:
- Palielināts piesātināto un nepiesātināto daudzums taukskābes, piemēram, oleīnskābe (C18: 1; n-9-FS) un linolskābe (C18: 2; n-6-FS).
- Alkohols patēriņš lielās devās un ilgākā laika periodā, hroniska alkohola lietošana.
- Palielināts holesterīna līmenis
- No insulīna atkarīgs cukura diabēts
- Vīrusu infekcijas
- Uzsvars - lipolītiskā līdzekļa izdalīšanās hormoni, piemēram, epinefrīns, kas noved pie triglicerīdi (TG, trivalentu trīskārtējie esteri alkohols glicerīns ar trim trekniem skābes) un piesātinātu un nepiesātinātu taukskābju izdalīšanās, stimulējot triglicerīdu lipāze.
- Novecošanās
Papildus EPA sintēzei no alfa-linolēnskābes delta-6 un delta-5 desaturāze un taukskābju elongāze ir atbildīgas arī par linolskābes (C18: 2; n-6-FS) pārveidošanu par arahidonskābi (C20: 4 ; n-6-FS) un oleīnskābe (C18: 1; n-9-FS) līdz attiecīgi eikozatriēnskābei (C20: 3; n-9-FS). Tādējādi alfa-linolēnskābe un linolskābe konkurē par tām pašām enzīmu sistēmām citu bioloģiski nozīmīgu polinepiesātināto taukskābju sintēzē skābes, ar alfa-linolēnskābi ar lielāku afinitāti (saistošs spēks) delta-6 desaturāzei, salīdzinot ar linolskābi. Ja, piemēram, tirgū tiek piegādāts vairāk linolskābes nekā alfa-linolēnskābes uzturs, notiek paaugstināta iekaisuma (iekaisumu veicinošu) omega-6 taukskābju arahidonskābes endogēnā sintēze un samazināta pretiekaisuma (pretiekaisuma) omega-3 taukskābju EPA endogēnā sintēze. Tas ilustrē linolskābes un alfa-linolēnskābes kvantitatīvi līdzsvarotas attiecības nozīmi uzturā. Saskaņā ar Vācijas Uztura biedrības (DGE) datiem omega-6 un omega-3 taukskābju attiecība skābes uzturā jābūt 5: 1 attiecībā uz preventīvi efektīvu sastāvu. Pārmērīga linolskābes uzņemšana - saskaņā ar mūsdienu diētu (izmantojot graudaugu dīgļu eļļas, saulespuķu eļļa, dārzeņu un diētas margarīns utt.) un suboptimālā enzīmu aktivitāte, īpaši delta-6 desaturāzes dēļ biežu mikroelementu trūkuma, uzturvielu mijiedarbība, hormonālās ietekmes utt., Ir iemesls, kāpēc EPA sintēze no alfa-linolēnskābes cilvēkiem ir ļoti lēna un zemā līmenī (vidēji maksimāli 10%), tāpēc EPA tiek uzskatīts par būtisku (vitāli svarīgu) savienojumu no mūsdienu perspektīvā. Lai sasniegtu nepieciešamo 1 g EPA daudzumu, ir nepieciešams uzņemt apmēram 20 g tīras alfa-linolēnskābes - kas atbilst aptuveni 40 g linsēklu eļļas. Tomēr šī summa nav praktiska, kas padara EPA patēriņu bagātu auksts-ūdens piemēram, siļķes un skumbrijas (2 zivju maltītes nedēļā, kas atbilst 30–40 g zivju dienā) vai pārvalde EPN līdz zivju eļļa kapsulas tik nozīmīgs. Tikai diēta, kas bagāta ar EPA, nodrošina šīs ļoti nepiesātinātās taukskābes optimālu koncentrāciju cilvēka ķermenī.
Absorbcija
EPA uzturā var būt gan brīvā formā, gan saistītā veidā triglicerīdi (TG, trivalentu trīskārtējie esteri alkohols glicerīns ar trim taukskābēm) un fosfolipīdi (PL, fosforssatur amfifilu lipīdi kā būtiskas šūnu membrānu sastāvdaļas), kuras kuņģa-zarnu traktā tiek mehāniski un fermentatīvi noārdītas (mute, kuņģis, tievā zarnā). Ar mehānisku dispersiju - košļājamo, kuņģa un zarnu peristaltiku - un ar žults, diētiskā lipīdi tiek emulgēti un tādējādi sadalīti mazos eļļas pilienos (0.1–0.2 µm), kuriem var uzbrukt lipāzes (fermenti kas sašķeļ brīvās taukskābes (FFS) no lipīdi → lipolīze). Pirmsdzemdību (pamatne mēle, galvenokārt agrā zīdaiņa vecumā) un kuņģa (kuņģis) lipāzes uzsāk šķelšanu triglicerīdi un fosfolipīdi (10-30% no uztura lipīdiem). Tomēr galvenā lipolīze (70-90% lipīdu) notiek divpadsmitpirkstu zarnas (divpadsmitpirkstu zarnas) un tukšās zarnas (tukšās zarnas) aizkuņģa dziedzera (aizkuņģa dziedzera) esterāžu, piemēram, aizkuņģa dziedzera, iedarbībā. lipāze, karboksilestera lipāze un fosfolipāze, kura sekrēciju (sekrēciju) stimulē holecistokinīns (CCK, kuņģa-zarnu trakta peptīdu hormons). Monoglicerīdi (MG, glicerīns esterificēts ar taukskābi, piemēram, EPA),fosfolipīdi (glicerīns esterificēts ar a fosforskābe), un brīvās taukskābes, ieskaitot EPA, kas rodas no TG un PL šķelšanās, tievās zarnas lūmenā apvienojas kopā ar citiem hidrolizētiem lipīdiem, piemēram, holesterīns, un žultsskābes veidot jauktas miceles (sfēriskas struktūras 3-10 nm diametrā, kurās lipīds molekulas ir sakārtoti tā, lai ūdens- šķīstošo molekulu daļas tiek pagrieztas uz āru un ūdenī nešķīstošo molekulu daļas tiek pagrieztas uz iekšu) - micelārā fāze šķīdināšanai (šķīdības palielināšanās) - kas ļauj uzņemt lipofilās (taukos šķīstošās) vielas enterocītos (tievās zarnas šūnās) epitēlijs) no divpadsmitpirkstu zarnas un tukšā dūšā. Kuņģa-zarnu trakta slimības saistīts ar palielinātu skābes ražošanu, piemēram, Zolindžera-Elisona sindroms (palielināta hormona sintēze gastrīns ar aizkuņģa dziedzera vai augšdaļas audzējiem tievā zarnā), var vadīt traucējumiem absorbcija lipīdu molekulas un tādējādi uz steatoreju (patoloģiski palielināts tauku saturs izkārnījumos), jo tendence veidot micellas samazinās līdz ar pH samazināšanos zarnu lūmenā. Tauki absorbcija fizioloģiskos apstākļos ir starp 85-95% un var notikt ar diviem mehānismiem. No vienas puses, MG, lizo-PL, holesterīns un EPA var lipēt caur enterocītu dubulto fosfolipīdu membrānu, izmantojot pasīvo difūziju to lipofilā rakstura dēļ, un, no otras puses, iesaistot membrānu proteīni, piemēram, FABPpm (taukskābes saistošs plazmas membrānas proteīns) un FAT (taukskābju translokāze), kas atrodas citos audos, izņemot tievā zarnā, Piemēram, aknas, niere, taukaudi - adipocīti (tauku šūnas), sirds un placenta, lai ļautu lipīdiem uzņemt šūnas. Diēta ar augstu tauku saturu stimulē intracelulāro (šūnas iekšienē) FAT izpausmi. Enterocītos EPA, kas ir iestrādāta (uzņemta) kā brīva taukskābe vai monoglicerīdu forma un izdalās intracelulāro lipāžu ietekmē, ir saistīta ar FABPc (taukskābes saistošais proteīns citozolā), kas ir augstāka afinitāte pret nepiesātinātām nekā piesātinātām garu ķēžu taukskābēm un ir izteikta (izveidojusies) it īpaši tukšās zarnas suku malā. Pēc tam ar olbaltumvielām saistītā EPA aktivācija adenozīns no trifosfātiem (ATP) atkarīgas acil-koenzīma A (CoA) sintetāzes (→ EPA-CoA) un EPA-CoA pārneses uz ACBP (acil-CoA saistošo olbaltumvielu), kas kalpo kā intracelulārs baseins un aktivētās garās ķēdes transportieris taukskābes (acil-CoA), no vienas puses, ļauj triglicerīdus un fosfolipīdus sintezēt gludā endoplazmatiskajā tīklā (bagātīgi sazarotā plakano dobumu kanālu sistēmā, ko ieskauj membrānas), un, - atdalot taukskābes no difūzijas līdzsvara, taukskābes enterocītos, no otras puses. Tam seko attiecīgi EPA saturošu TG un PL iekļaušana chilomicronos (CM, lipoproteīni), kas sastāv no lipīdiem - triglicerīdiem, fosfolipīdiem, holesterīns un holesterīna esteri - un apolipoproteīni (lipoproteīnu olbaltumvielu daļa, darbojas kā strukturālas sastatnes un / vai atpazīšana un piestiprināšana molekulas(piemēram, membrānas receptoriem), piemēram, apo B48, AI un AIV, un tie ir atbildīgi par zarnās absorbēto uztura lipīdu transportēšanu uz perifērajiem audiem un aknas. Tā vietā, lai uzglabātu cilomikonos, EPA saturošus TG un PL var attiecīgi transportēt arī uz audiem VLDL (ļoti zems Blīvums lipoproteīni). Absorbēto uztura lipīdu atdalīšana ar VLDL notiek īpaši bada stāvoklī. Lipocīdu reesterifikācija enterocītos un to iekļaušanās chilomicronos var būt traucēta dažu slimību gadījumā, piemēram, Adisona slimība (virsnieru garozas nepietiekamība) un lipeklisizraisīta enteropātija (hroniska slimība no gļotādas tievās zarnas dēļ lipekļa nepanesamība), kā rezultātā samazinās tauku daudzums absorbcija un galu galā steatoreja (patoloģiski palielināts tauku saturs izkārnījumos).
Transports un izplatīšana
Ar lipīdiem bagātie chilomikroni (kas sastāv no 80-90% triglicerīdu) eksocitozes ceļā (vielu transportēšana no šūnas) tiek izdalīti (izdalīti) enterocītu intersticiālajās telpās un transportēti prom. limfa. Caur truncus zarnas (nesabojāta vēdera dobuma limfas savākšanas stumbrs) un ductus thoracicus (krūšu dobuma limfātisko savākšanas stumbru) chilomikroni nonāk subklāvijā vēnas (subklāvijas vēna) un kakla vēna (kakla vēna), attiecīgi, kas saplūst, veidojot brahiocefālisko vēnu (kreisā puse) - angulus venosus (venozais leņķis). Abu pušu venae brachiocephalicae apvienojas, veidojot nesaistītu priekšnieku dobās vēnas (superior vena cava), kas atveras labais ātrijs no sirds. Ar sūknēšanas spēku sirds, chilomicrons tiek ievadīti perifērijā apgrozība, kur to pusperiods (laiks, kurā vērtība, kas laika gaitā eksponenciāli samazinās, tiek samazināta uz pusi) ir aptuveni 30 minūtes. Pārvadājot uz aknām, lielākā daļa chilomicronu triglicerīdu lipoproteīnu ietekmē tiek sadalīti glicerīnā un brīvajās taukskābēs, ieskaitot EPA. lipāze (LPL), kas atrodas uz endotēlija šūnu virsmas asinis kapilārus, kurus uztver perifērie audi, piemēram, muskuļi un taukaudi, daļēji ar pasīvo difūziju un daļēji ar nesēju starpniecību - FABPpm; TAUKI. Izmantojot šo procesu, chilomikroni tiek sadalīti līdz chilomicrona paliekām (CM-R, zemu tauku chilomicrona atlikumu daļiņām), kuras, apolipoproteīna E (ApoE) starpniecību, saistās ar specifiskiem receptoriem aknās. CM-R uzņemšana aknās notiek izmantojot receptoru mediētu endocitozi (ieslodzījums no šūnu membrānu → CM-R saturošu pūslīšu (endosomu, šūnu organellu) nožņaugšana šūnu iekšienē). CM-R bagātās endosomas saplūst ar lizosomām (šūnu organoīdi ar hidrolīzi fermenti) aknu šūnu citozolā, kā rezultātā no lipīdiem CM-Rs šķeļ brīvās taukskābes, ieskaitot EPA. Pēc atbrīvotā EPA saistīšanās ar FABPc notiek tā aktivizēšana ar ATP atkarīgu acil-CoA sintetāzi un EPA-CoA pārnešana uz ACBP, triglicerīdu un fosfolipīdu reesterifikācija. Atkārtoti sintezētos lipīdus var tālāk metabolizēt (metabolizēt) aknās un / vai iekļaut VLDL (ļoti zems Blīvums lipoproteīni), lai caur tām asinīs nonāktu ārpushepatiskos (“ārpus aknām”) audos. Kā VLDL apgrozībā asinis saistās ar perifērām šūnām, triglicerīdi tiek sašķelti LPL iedarbībā un atbrīvotās taukskābes, ieskaitot EPA, tiek internalizētas ar pasīvo difūziju un transmembrānas transportu proteīni, piemēram, FABPpm un FAT. Tā rezultātā notiek VLDL katabolisms uz IDL (starpprodukts Blīvums lipoproteīni) un pēc tam ZBL (zema blīvuma lipoproteīni; ar holesterīnu bagāti zema blīvuma lipoproteīni), kas perifēros audus apgādā ar holesterīnu. Mērķa audu šūnās, piemēram, asinīs, aknās, smadzenes, sirds un āda, EPA atkarībā no šūnas funkcijas un vajadzībām var iekļaut šūnu membrānu fosfolipīdos, kā arī šūnu organoīdu membrānās, piemēram, mitohondriji (Šūnu “enerģijas spēkstacijas”) un lizosomas (šūnu organoīdi ar skābu pH līmeni un gremošanas orgāni) fermenti), ko izmanto kā izejvielu pretiekaisuma (pretiekaisuma) sintēzei eikosanoīdi (hormoniem līdzīgas vielas, kas darbojas kā imūnmodulatori un neirotransmiteri), piemēram, 3. sērija prostaglandīni un 5. sērijas leikotriēnus vai uzglabā triglicerīdu formā. Daudzi pētījumi ir parādījuši, ka fosfolipīdu taukskābju modelis šūnu membrānās ir ļoti atkarīgs no diētas taukskābju sastāva. Tādējādi liela EPA uzņemšana izraisa EPA proporcijas palielināšanos plazmas membrānas fosfolipīdos, izspiežot arahidonskābi, tādējādi palielinot membrānas šķidrumu, kas savukārt ietekmē membrānas-ligandu mijiedarbība, caurlaidība (caurlaidība), starpšūnu mijiedarbība un enzīmu aktivitātes.
degradācija
Taukskābju katabolisms (noārdīšanās) notiek visās ķermeņa šūnās un ir lokalizēts mitohondriji (Šūnu “enerģijas spēkstacijas”). Izņēmumi ir eritrocīti (sarkanās asins šūnas), kuru trūkst mitohondrijiun nervu šūnām, kurās trūkst enzīmu, kas noārda taukskābes. Taukskābju katabolizācijas reakcijas procesu sauc arī par ß-oksidēšanu, jo oksidēšanās notiek pie taukskābju β-C atoma. Ss-oksidācijā iepriekš aktivētās taukskābes (acil-CoA) oksidatīvi noārda līdz vairākām acetil-CoA (aktivētām etiķskābe sastāv no 2 C atomiem) ciklā, kas tiek palaists atkārtoti. Šajā procesā acil-CoA saīsina par 2 C atomiem - kas atbilst vienam acetil-CoA - uz katru “ciklu”. Atšķirībā no piesātinātajām taukskābēm, kuru katabolisms notiek saskaņā ar ß-oksidācijas spirāli, nepiesātinātās taukskābes, piemēram, EPA, to sadalīšanās laikā - atkarībā no dubulto saišu skaita - piedzīvo vairākas konversijas reakcijas, jo tās pēc būtības ir cis konfigurācijā. (abi aizstājēji atrodas vienā un tajā pašā atskaites plaknes pusē), bet ß-oksidēšanai tiem jābūt trans-konfigurācijā (abi aizvietotāji atrodas atskaites plaknes pretējās pusēs). Lai būtu pieejams ß-oksidēšanai, attiecīgi triglicerīdos un fosfolipīdos saistītais EPA vispirms jāizdalās ar hormonjutīgām lipāzēm. Badā un uzsvars situācijās šis process (→ lipolīze) tiek pastiprināts, jo palielinās lipolītiskā izdalīšanās hormoni piemēram, adrenalīns. EPA, kas izdalās lipolīzes laikā, var tieši ievadīt ß-oksidācijā tajā pašā šūnā vai arī citos audos, uz kuriem tā nonāk caur asinsriti, kas saistīta ar albumīns. Šūnu citosolā EPA aktivizē ar ATP atkarīgo acil-CoA sintetāzi (→ EPA-CoA) un ar karnitīna - receptoru molekulas palīdzību aktivētām garās ķēdes taukskābēm - transportē pa iekšējo mitohondriju membrānu mitohondriju matricā. Mitohondriju matricā EPA-CoA tiek ievadīts ß-oksidācijā, kuras cikls tiek palaists vienu reizi - šādi.
- Acil-CoA → alfa-beta-trans-enoil-CoA (nepiesātināts savienojums) → L-beta-hidroksiacil-CoA → beta-ketoacil-CoA → acil-CoA (Cn-2).
Rezultāts ir EPA, kas saīsināts ar 2 C atomiem, kam pirms iekļūšanas nākamajā reakcijas ciklā fermentatīvi jāpārkonfigurē tā cis dubultā saite. Tā kā pirmā EPA dubultā saite - skatoties no taukskābju ķēdes COOH gala - ir lokalizēta uz nepāra C atoma (→ beta-gamma-cis-enoil-CoA), izomerizācija līdz alfa-beta-trans- enoil-CoA, kas ir ß-oksidēšanās starpprodukts, notiek tieši izomerāzes iedarbībā. Pēc tam, kad divi ß-oksidēšanās cikli ir atkārtoti veikti un taukskābju ķēde ir saīsināta par vēl 2 x 2 C atomiem, notiek nākamās EPA cis dubultās saites trans konfigurācija, kas - skatoties no COOH gala taukskābju ķēde - atrodas uz pāra C atoma (→ alfa-beta-cis-enoil-CoA). Šim nolūkam alfa-beta-cis-enoil-CoA hidratāze (ferments, kas molekulā iekļauj H2O) hidratē par D-beta-hidroksiacil-CoA, un pēc tam epimerāze izomerizē par L-beta-hidroksiacil-CoA ( enzīms, kas maina C atoma asimetrisko izvietojumu molekulā). Pēdējo var tieši ievadīt tā reakcijas ciklā kā ß-oksidēšanās starpproduktu. Kamēr aktivētā EPA nav pilnībā noārdījusies par acetil-CoA, ir nepieciešamas vēl 3 konversijas reakcijas (2 izomerāzes reakcijas, 1 hidratāzes-epimerāzes reakcija) un vēl 5 papildu ß-oksidēšanās cikli, lai ß-oksidēšana kopumā notiktu 9 reizes, Notiek 5 konversijas reakcijas (3 izomerāzes, 2 hidratāzes-epimerāzes reakcijas) - kas atbilst 5 esošajām cis-dubultajām saitēm - un veidojas 10 acetil-CoA, kā arī reducētie koenzīmi (9 NADH2 un 4 FADH2). EPA katabolisma rezultātā iegūtais acetil-CoA tiek ievadīts citrātu ciklā, kurā organisko vielu oksidatīvā noārdīšanās notiek, lai iegūtu reducētus koenzīmus, piemēram, NADH2 un FADH2, kas kopā ar samazinātajiem ß-oksidēšanās elpceļu koenzīmiem ķēdes tiek izmantotas ATP sintezēšanai (adenozīns trifosfāts, universāla tūlītējas enerģijas forma). Lai gan nepiesātinātām taukskābēm ß-oksidēšanās laikā ir nepieciešamas konversijas reakcijas (cis → trans), visa ķermeņa analīze žurkām, kas barotas bez taukiem, atklāja, ka marķētās nepiesātinātās taukskābes ātri sadalās tāpat kā piesātinātās taukskābes.
Izdalīšanās
Fizioloģiskos apstākļos tauku izdalīšanās ar izkārnījumiem, uzņemot 7 g tauku dienā, nedrīkst pārsniegt 100%, jo ir augsts absorbcijas ātrums (85–95%). Malassimilācijas sindroms (traucēta barības vielu izmantošana samazināta sadalīšanās un / vai absorbcijas dēļ), piemēram, nepietiekamas žults attiecīgi skābes un aizkuņģa dziedzera sulas sekrēcija un tievās zarnas slimība vadīt līdz zarnu tauku absorbcijas samazināšanai un līdz ar to steatorejai (patoloģiski palielināts tauku saturs (> 7%) izkārnījumos).
