Eikosapentaeenhape (EPA) on pika ahelaga (≥ 12 süsinik (C) aatomid), polüküllastumata (> 1 kaksikside) rasvhape (inglise keeles: PUFAs, polüküllastumata rasvhapped), mis kuuluvad oomega-3-rasvhapete rühma (n-3 FS, esimene kaksikside on - rasvhapete ahela metüül (CH3) otsast vaadatuna - kolmandas CC-sidemes) - C20: 5; n-3. EPA-d saab tarnida nii läbi dieet, peamiselt rasvaste merekalade, näiteks makrelli, heeringa, angerja ja lõhe õlide kaudu ning sünteesitakse (moodustatakse) inimorganismis olulisest (eluliselt vajalikust) n-3 FS alfa-linoleenhappest (C18: 3).
süntees
Alfa-linoleenhape on EPA endogeense (endogeense) sünteesi eelkäija (eelkäija) ja siseneb kehasse eranditult dieet, peamiselt taimeõlide kaudu, näiteks lina, pähkel, rapsi ja sojaubade õlid. Desaturatsiooni (kaksiksidemete sisestamine, küllastunud ühendi muutmine küllastumata) ja pikenemise (rasvhapete ahela pikenemine 2 C aatomi võrra) kaudu metaboliseerub (metaboliseerub) alfa-linoleenhape siledas endoplasmaatilises võrgus EPA-ks (struktuuriliselt) rikasrakuline organell, mille membraanidega ümbritsetud õõnsuste kanalite süsteem) leukotsüüdid (valge veri rakud) ja maks rakke. Alfa-linoleenhappe muundamine EPA-ks toimub järgmiselt.
- Alfa-linoleenhape (C18: 3) → C18: 4 delta-6 desaturaasi abil (ensüüm, mis lisab kuues CC sidemes kaksiksideme - vaadates rasvhappeahela karboksüül (COOH) otsa - elektronide ülekandmisega) .
- C18: 4 → C20: 4 rasvhappe elongaasi (ensüüm, mis pikendab rasvhapped C2 keha poolt).
- C20: 4 → eikosapentaeenhape (C20: 5) delta-5 desaturaasi (ensüüm, mis lisab kahesideme viienda CC sideme külge - vaadates rasvhappeahela karboksüül (COOH) otsa - elektronide ülekandmisega).
Naistel on alfa-linoleenhappest efektiivsem EPA süntees võrreldes meestega, mis võib olla tingitud östrogeeni mõjust. Kui terved noored naised muudavad umbes 21% alfa-linoleenhappest, mida tarnitakse toiduga (toiduga), EPA-ks, siis ainult umbes 8% toidust saadud alfa-linoleenhappest muundatakse tervetel noortel meestel EPA-ks. EPA endogeense sünteesi tagamiseks on vajalik nii delta-6 kui ka delta-5 desaturaaside piisav aktiivsus. Mõlemad desaturaasid vajavad eelkõige teatud mikrotoitaineid püridoksiin (vitamiin B6), biotiin, kaltsium, magneesium ja tsink, et säilitada nende funktsioon. Nende mikroelementide puudus viib desaturaasi aktiivsuse vähenemiseni ja seejärel EPA sünteesi halvenemiseni. Lisaks mikrotoitainete defitsiidile pärsivad delta-6 desaturaasi aktiivsust ka järgmised tegurid:
- Suurenenud küllastunud ja küllastumata tarbimine rasvhappednagu oleiinhape (C18: 1; n-9-FS) ja linoolhape (C18: 2; n-6-FS).
- Alkohol tarbimine suurtes annustes ja pikka aega, krooniline alkoholi tarbimine.
- Suurenenud kolesteroolitase
- Insuliinist sõltuv suhkurtõbi
- Viirusinfektsioonid
- Stress - lipolüütilise aine vabanemine hormoonidnagu adrenaliin, mis viib lõhustamiseni triglütseriidid (TG, kolmevalentse kolmekordsed estrid) alkohol glütserool kolme rasvaga happed) ning küllastunud ja küllastumata rasvhapete vabanemine triglütseriidi stimuleerimise kaudu lipaas.
- Vananemine
Lisaks EPA sünteesile alfa-linoleenhappest vastutavad delta-6 ja delta-5 desaturaas ning rasvhappe elongaas ka linoolhappe (C18: 2; n-6-FS) muundamise eest arahhidoonhappeks (C20: 4). ; n-6-FS) ja oleiinhappest (C18: 1; n-9-FS) vastavalt eikososatrieenhappeks (C20: 3; n-9-FS). Seega konkureerivad alfa-linoleenhape ja linoolhape teiste bioloogiliselt oluliste polüküllastumata rasvhapete sünteesis samade ensüümsüsteemide pärast. happedalfa-linoleenhappega, millel on suurem afiinsus (seondumine tugevus) delta-6 desaturaasi jaoks võrreldes linoolhappega. Kui näiteks tarnitakse rohkem linoolhapet kui alfa-linoleenhapet dieet, toimub põletikuvastase (põletikku soodustava) oomega-6-rasvhappe arahhidoonhappe suurenenud endogeenne süntees ja põletikuvastase (põletikuvastase) oomega-3-rasvhappe EPA vähenenud endogeenne süntees. See illustreerib linoolhappe ja alfa-linoleenhappe kvantitatiivselt tasakaalustatud suhte asjakohasust toidus. Saksa toitumisühingu (DGE) andmetel on oomega-6 ja oomega-3-rasvhapete suhe happed dieedis peaks ennetavalt efektiivse koostise osas olema 5: 1. Linoolhappe liigne tarbimine - vastavalt tänapäevasele dieedile (teravilja iduõlide, päevalilleõli, köögivilja- ja dieedimargariin jne) ja suboptimaalne ensüümi aktiivsus, eriti delta-6 desaturaasi sagedaste mikroelementide, toitainete puuduse tõttu interaktsioonid, hormonaalsed mõjud jne on põhjus, miks EPA süntees alfa-linoleenhappest inimestel on väga aeglane ja madalal tasemel (keskmiselt maksimaalselt 10%), mistõttu EPA-d peetakse tänapäevast oluliseks (elutähtsaks) ühendiks perspektiivist. Vajaliku 1 g EPA koguse saavutamiseks on vaja tarbida umbes 20 g puhast alfa-linoleenhapet - mis vastab umbes 40 g linaseemneõlile. See summa pole aga otstarbekas, mis muudab EPA tarbimise rikkaks külm-vesi kala, näiteks heeringas ja makrell (2 kalatoidukorda nädalas, mis vastab 30–40 g kalale päevas) või haldamine EPA kaudu kalaõli Kapslid nii märkimisväärne. Ainult EPA-rikas dieet tagab selle üleküllastumata rasvhappe optimaalse kontsentratsiooni inimese kehas.
Absorptsioon
EPA võib toidus esineda nii vabas vormis kui ka seotuna triglütseriidid (TG, kolmevalentse kolmekordsed estrid) alkohol glütserool kolme rasvhappega) ja fosfolipiidid (PL, fosfor- sisaldavad amfifiilset ainet lipiidid (rakumembraanide oluliste komponentidena), mis seedetraktis mehaaniliselt ja ensümaatiliselt lagunevad (suu, kõht, peensoolde). Mehaanilise dispersiooni kaudu - närimine, mao ja soolte peristaltika - ja sapi, dieet lipiidid emulgeeritakse ja jaotatakse seeläbi väikesteks õlitilkadeks (0.1–0.2 µm), mida lipaasid võivad rünnata (ensüümide mis lõhustavad vabu rasvhappeid (FFS) lipiidid → lipolüüs). Eellast (põhi keel, peamiselt varases imikueas) ja mao (kõht) lipaasid alustavad selle lõhustamist triglütseriidid ja fosfolipiidid (10–30% toidulipiididest). Peamine lipolüüs (70-90% lipiididest) toimub siiski kaksteistsõrmiksool kõhunäärme (pankrease) esteraaside, näiteks pankrease, toimel lipaas, karboksüülestri lipaas ja fosfolipaas, mille sekretsiooni (sekretsiooni) stimuleerib koletsüstokiniin (seedetrakti peptiidhormoon CCK). Monoglütseriidid (MG, glütserool esterdatud rasvhappega nagu EPA),fosfolipiidid (glütserool esterdatud a fosforhappe) ja TG ja PL lõhustamisest tulenevad vabad rasvhapped, sealhulgas EPA, ühenduvad peensoole valendikus koos teiste hüdrolüüsitud lipiididega, näiteks kolesteroolija sapphapped segatud mitsellide moodustamiseks (sfäärilised struktuurid läbimõõduga 3-10 nm, milles lipiid molekulid on paigutatud nii, et vesi- lahustuvate molekulide osad pööratakse väljapoole ja vees lahustumatud molekuliosad pööratakse sissepoole) - mitsellaarfaas lahustumiseks (lahustuvuse suurenemine) - mis võimaldab lipofiilsete (rasvlahustuvate) ainete imendumist enterotsüütidesse (peensoole rakkudesse) epiteel) selle kaksteistsõrmiksool ja tühisool. Seedetrakti haigused seotud suurenenud happe tootmisega, näiteks Zollingeri-Ellisoni sündroom (suurenenud hormooni süntees gastriin pankrease või ülemise osa kasvajate poolt peensoolde), saab viima puudega absorptsioon lipiid molekulid ja seega steatorröasse (patoloogiliselt suurenenud rasvasisaldus väljaheites), sest kalduvus mitsellide moodustumisele väheneb koos pH vähenemisega soole valendikus. Rasv absorptsioon füsioloogilistes tingimustes on vahemikus 85-95% ja võib toimuda kahe mehhanismi abil. Ühelt poolt on MG, lüso-PL, kolesterooli ja EPA võivad nende lipofiilse olemuse tõttu läbida enterotsüütide fosfolipiidse topeltmembraani passiivse difusiooni teel ja teiselt poolt membraani osalusel valgudnagu FABPpm (plasmamembraani rasvhappeid siduv valk) ja FAT (rasvhapete translokaas), mida leidub lisaks peensooldeNagu maks, neer, rasvkude - rasvarakud, süda ja platsenta, et võimaldada rakkude lipiidide omastamist. Rasvane dieet stimuleerib FAT-i rakusisest (raku sees) ekspressiooni. Enterotsüütides on EPA, mis on lisatud (võetud) vaba rasvhappena või monoglütseriididena ja vabanenud rakusiseste lipaaside toimel, seondunud FABPc-ga (rasvhappeid siduv valk tsütosoolis). suurem afiinsus küllastumata kui küllastunud pika ahelaga rasvhapete suhtes ja väljendub (moodustub) eriti tühimiku harjapiiril. Valkudega seotud EPA järgnev aktiveerimine adenosiin trifosfaadist (ATP) sõltuv atsüül-koensüüm A (CoA) süntetaas (→ EPA-CoA) ja EPA-CoA ülekandmine ACBP-le (atsüül-CoA-d siduv valk), mis toimib rakusisese kogumina ja aktiveeritud pika ahela transportijana rasvhapped (atsüül-CoA) võimaldavad ühelt poolt triglütseriidide ja fosfolipiidide sünteesi siledas endoplasmaatilises võrgus (membraanidega suletud tasapinnaliste õõnsuste rikkalikult hargnenud kanalite süsteem) ja - rasvhapete eemaldamise kaudu difusioonitasakaalust - edasi rasvhapped enterotsüütidesse teiselt poolt. Sellele järgneb EPA-d sisaldavate TG ja PL inkorporeerimine külomikronitesse (CM, lipoproteiinid), mis koosnevad lipiididest - triglütseriididest, fosfolipiididest, kolesterooli ja kolesterooli estrid - ja apolipoproteiinid (lipoproteiinide valguosa, toimib struktuursete tellingutena ja / või äratundmine ja dokkimine molekulid(näiteks membraaniretseptorite puhul), nagu apo B48, AI ja AIV, ning vastutavad soolestikus imenduvate toidulipiidide transportimise eest perifeersetesse kudedesse ja maks. Külomikroonides hoidmise asemel võib EPA-d sisaldavaid TG-sid ja PL-sid transportida kudedesse ka VLDL-des (väga madal Tihedus lipoproteiinid). Imendunud toidulipiidide eemaldamine VLDL abil toimub eriti näljaseisundis. Enterotsüütides sisalduvate lipiidide ümberesterdamine ja külomikronitesse lülitumine võib teatud haiguste, näiteks Addisoni tõbi (neerupealiste kortikaalne puudulikkus) ja gluteeniindutseeritud enteropaatia (krooniline haigus Euroopa limaskest peensoole tõttu gluteenitalumatus), mille tulemuseks on vähenenud rasv absorptsioon ja lõpuks steatorröa (patoloogiliselt suurenenud rasvasisaldus väljaheites).
Transport ja levitamine
Lipiidirikkad külomikronid (koosnevad 80-90% triglütseriididest) sekreteeritakse (sekreteeritakse) eksotsütoosi (ainete rakust välja transportimise) kaudu enterotsüütide interstitsiaalsetesse ruumidesse ja transporditakse lümf. Truncus soolise (kõhuõõne paardumata lümfikoguja pagasiruumi) ja ductus thoracicuse (rinnaõõne lümfit koguv pagasiruumi) kaudu sisenevad külomikronid alamklaviasse vein (subklavia veen) ja kaelaveen (kaenaveen), mis koonduvad, moodustades brachiocephalic veeni (vasak pool) - angulus venosus (venoosne nurk). Mõlema poole õõnesveenid brachiocephalicae ühinevad, moodustades paarimata ülemuse õõnesveen (ülemine vena cava), mis avaneb parempoolne aatrium Euroopa süda. Pumba jõu abil süda, sisestatakse külomikronid perifeersesse piirkonda ringlus, mille poolväärtusaeg (aeg, mille jooksul aja jooksul eksponentsiaalselt vähenev väärtus väheneb poole võrra) on umbes 30 minutit. Maksa transportimise ajal lõhustatakse enamik külomikronite triglütseriide lipoproteiini toimel glütserooliks ja vabadeks rasvhapeteks, sealhulgas EPA-ks. lipaas Endoteelirakkude pinnal paiknev (LPL) veri kapillaarid, mille haaravad perifeersed koed, näiteks lihased ja rasvkude, osaliselt passiivse difusiooni teel ja osaliselt kandja vahendatud - FABPpm; PAKS. Selle protsessi käigus lagunevad külomikronid külomikroni jäänusteks (CM-R, madala rasvasisaldusega külomikroni jäänuste osakesed), mis seonduvad apolipoproteiin E (ApoE) vahendusel maksas spetsiifiliste retseptoritega. CM-R imendumine maksa toimub retseptori vahendatud endotsütoosi kaudu (invagineerimine Euroopa rakumembraan → CM-R-d sisaldavate vesiikulite (endosoomid, raku organellid) kägistamine raku sisemusse). CM-R-rikkad endosoomid sulanduvad lüsosoomidega (hüdrolüüsuvad rakuorganellid) ensüümide) maksarakkude tsütosoolis, mille tulemuseks on vabade rasvhapete, sealhulgas EPA, lõhustamine CM-R-de lipiididest. Pärast vabanenud EPA seondumist FABPc-ga toimub selle aktiveerimine ATP-sõltuva atsüül-CoA süntetaasi poolt ja EPA-CoA ülekandmine ACBP-le, triglütseriidide ja fosfolipiidide uuesti esterdamine. Taasünteesitud lipiide võib maksas edasi metaboliseerida (metaboliseerida) ja / või lisada VLDL-i (väga madal Tihedus lipoproteiinid) vereringe kaudu ekstrahepaatilistesse (väljaspool maksa) kudedesse. Kuna VLDL ringleb veri seondub perifeersete rakkudega, triglütseriidid lõhustatakse LPL toimel ja vabanenud rasvhapped, sealhulgas EPA, sisestatakse passiivse difusiooni ja transmembraanse transpordi kaudu valgud, näiteks vastavalt FABPpm ja FAT. Selle tulemuseks on VLDL katabolism IDL-i (vaheühend Tihedus lipoproteiinid) ja seejärel kuni LDL (madala tihedusega lipoproteiinid; kolesteroolirikkad madala tihedusega lipoproteiinid), mis varustab perifeerseid kudesid kolesterooliga. Sihtkudede rakkudes, nagu veri, maks, aju, süda ja nahk, EPA võib lisada - sõltuvalt raku funktsioonist ja vajadustest - rakumembraanide fosfolipiididesse ja rakuorganellide membraanidesse, näiteks mitokondrid (Rakkude “energiaelektrijaamad”) ja lüsosoomid (happelise pH-ga ja seedetraktiga rakuorganellid) ensüümide), mida kasutatakse lähteainena põletikuvastase (põletikuvastase) eikosanoidid (hormoonitaolised ained, mis toimivad immuunmodulaatorite ja neurotransmitteritena), näiteks 3. seeria prostaglandiinid ja seeria 5 leukotrieenid või hoitakse triglütseriididena. Paljud uuringud on näidanud, et fosfolipiidide rasvhapete muster rakumembraanides sõltub tugevalt dieedi rasvhapete koostisest. Seega suur EPA tarbimine suurendab EPA osakaalu plasmamembraani fosfolipiidides, tõrjudes arahhidoonhapet, suurendades seeläbi membraani voolavust, mis omakorda mõjutab membraani-ligandi interaktsioonid, läbilaskvus (läbilaskvus), rakkudevaheline interaktsioon ja ensüümide aktiivsus.
degradeerumine
Rasvhapete katabolism (lagunemine) toimub kõigis keharakkudes ja on lokaliseeritud mitokondrid (Rakkude “energiatootjad”). Erandid on erütrotsüüdid (punased verelibled), millel puudub mitokondridja närvirakkudest, milles puuduvad rasvhappeid lagundavad ensüümid. Rasvhapete katabolismi reaktsiooniprotsessi nimetatakse ka ß-oksüdatsiooniks, kuna oksüdeerumine toimub rasvhapete ß-C aatomi juures. Ss-oksüdatsiooni korral lagundatakse eelnevalt aktiveeritud rasvhapped (atsüül-CoA) oksüdatiivselt mitmeks atsetüül-CoA-ks (aktiveeritud äädikhape koosneb 2 C-aatomist) korduvalt kulgevas tsüklis. Selles protsessis lühendatakse atsüül-CoA 2 C-aatomi võrra, mis vastab ühele atsetüül-CoA-le ühe jooksu kohta. Erinevalt küllastunud rasvhapetest, mille katabolism toimub vastavalt ß-oksüdatsiooni spiraalile, läbivad küllastumata rasvhapped, näiteks EPA, lagunemise ajal - sõltuvalt kaksiksidemete arvust - mitu muundumisreaktsiooni, kuna need on oma olemuselt cis-konfiguratsioonis (mõlemad asendajad asuvad võrdlustasandi samal küljel), kuid ß-oksüdeerumiseks peavad need olema trans-konfiguratsioonis (mõlemad asendajad asuvad võrdlustasandi vastaskülgedel). B-oksüdeerumiseks kättesaadavaks tegemiseks peavad triglütseriididesse ja fosfolipiididesse seondunud EPA esmalt vabastama hormoonitundlikud lipaasid. Näljas ja stress olukordades intensiivistub see protsess (→ lipolüüs) lipolüütilise aine suurema vabanemise tõttu hormoonid nagu adrenaliin. Lipolüüsi käigus vabanenud EPA-d saab toita otse β-oksüdeerumisele samas rakus või ka teistes kudedes, kuhu see jõuab vereringe kaudu albumiin. Rakkude tsütosoolis aktiveerib EPA ATP-st sõltuva atsüül-CoA süntetaasi (→ EPA-CoA) abil ja transporditakse aktiveeritud pika ahelaga rasvhapete retseptormolekuli karnitiini abil läbi sisemise mitokondriaalmembraani mitokondriaalmaatriksisse. Mitokondrite maatriksis viiakse EPA-CoA ß-oksüdatsiooni, mille tsükkel viiakse läbi üks kord - järgmiselt.
- Atsüül-CoA → alfa-beeta-trans-enoüül-CoA (küllastumata ühend) → L-beeta-hüdroksüatsüül-CoA → beeta-ketoatsüül-CoA → atsüül-CoA (Cn-2).
Tulemuseks on 2 C aatomiga lühendatud EPA, mis tuleb enne järgmisesse reaktsioonitsüklisse sisenemist ensümaatiliselt ümber konfigureerida cis-kaksiksideme juures. Kuna EPA esimene kaksikside - rasvhappeahela COOH-otsast vaadatuna - lokaliseerub paaritu arvuga C-aatomil (→ beeta-gamma-cis-enoüül-CoA), siis isomerisatsioon alfa-beeta-trans- enoüül-CoA, mis on ß-oksüdatsiooni vaheühend, toimub otse isomeraasi toimel. Pärast seda, kui kaks ß-oksüdatsioonitsüklit on uuesti läbi viidud ja rasvhapete ahelat on lühendatud veel 2 x 2 C aatomiga, toimub EPA järgmise cis-kaksiksideme trans-konfiguratsioon, mis - vaadatuna COOH-i otsast rasvhapete ahel - asub paarisarvulisel C-aatomil (→ alfa-beeta-cis-enoüül-CoA). Sel eesmärgil hüdraaditakse alfa-beeta-cis-enoüül-CoA hüdraataasi (ensüüm, mis ühendab molekuli H2O) abil D-beeta-hüdroksüatsüül-CoA-ks ja seejärel isomereeritakse epimeraasi abil L-beeta-hüdroksüatsüül-CoA-ks ( ensüüm, mis muudab molekuli C-aatomi asümmeetrilist paigutust). Viimast saab otse viia oma reaktsioonitsüklisse ß-oksüdatsiooni vaheproduktina. Kuni aktiveeritud EPA on täielikult lagunenud atsetüül-CoA-ks, on vaja veel 3 konversioonireaktsiooni (2 isomeraasireaktsiooni, 1 hüdraas-epimeraasireaktsioon) ja veel 5 ß-oksüdatsioonitsüklit, nii et ß-oksüdeerumine läbiks kokku 9 korda Toimub 5 konversioonireaktsiooni (3 isomeraasi, 2 hüdraasi-epimeraasi reaktsiooni) - mis vastab 5 olemasolevale cis-kaksiksidemele - ja moodustub 10 atsetüül-CoA ja redutseeritud koensüümi (9 NADH2 ja 4 FADH2). EPA katabolismist tulenev atsetüül-CoA viiakse tsitraaditsüklisse, kus orgaaniliste ainete oksüdatiivne lagundamine toimub redutseeritud koensüümide, näiteks NADH2 ja FADH2 saamiseks, mis koos β-oksüdatsioonist tulenevate redutseeritud koensüümidega hingamisteedes ahelat kasutatakse ATP sünteesimiseks (adenosiin trifosfaat, kohe kättesaadava energia universaalne vorm). Ehkki küllastumata rasvhapped vajavad ß-oksüdatsiooni ajal konversioonireaktsioone (cis → trans), selgus, et rasvavabade toitunud rottide kogu keha analüüsid näitasid, et märgistatud küllastumata rasvhapped lagunevad sarnaselt küllastunud rasvhapetega.
Eritumine
Füsioloogilistes tingimustes ei tohiks rasva eritumine väljaheitega kõrge imendumiskiiruse (7–100%) tõttu ületada 85% rasva tarbimisel 95 g päevas. Malassimilatsiooni sündroom (toitainete kasutamise halvenemine lagunemise ja / või imendumise vähenemise tõttu), näiteks ebapiisava sapi happe- ja kõhunäärmemahla sekretsioon ning peensoole haigus vastavalt viima soole rasvade imendumise vähendamisele ja seega steatorröale (patoloogiliselt suurenenud rasvasisaldus (> 7%) väljaheites).
