Kyselina gama-linolénová (GLA) je s dlhým reťazcom (≥ 12 uhlík (C) atómy), polynenasýtené (> 1 dvojitá väzba) mastné kyseliny (angl. PUFA, polynenasýtené mastné kyseliny), ktorý patrí do skupiny omega-6 mastných kyselín (n-6-FS, prvá dvojitá väzba je umiestnená na šiestej CC väzbe, ako je zrejmé z metylového (CH3) konca reťazca mastnej kyseliny) - C18: 3; n-6 [2, 14-16, 24, 29, 42, 44]. GLA je možné dodávať prostredníctvom strava, hlavne rastlinnými olejmi, ako sú napr borák olej zo semien (asi 20%), olej zo semien čiernych ríbezlí (15-20%), pupalkový olej (asi 10%) a konopný olej (asi 3%) a syntetizovaný v ľudskom organizme z esenciálnej (životne dôležitej) kyseliny n-6 FS linolovej (C18: 2).
syntéza
Kyselina linolová je prekurzorom (prekurzorom) endogénnej (endogénnej) syntézy GLA a do tela vstupuje výlučne z strava prostredníctvom prírodných tukov a olejov, ako sú svetlica, slnečnica, kukurica oleje zo klíčkov, sóje, sezamu a konope, ako aj pekanové orechy, Brazília orechya borovica orechy. Konverzia kyseliny linolovej na GLA nastáva v zdravom ľudskom organizme desaturáciou (vložením dvojitej väzby, ktorá premení nasýtenú zlúčeninu na nenasýtenú) v hladkom endoplazmatickom retikule (štrukturálne bohatá bunková organela s kanálovým systémom dutín, obklopená membrány) z leukocyty (biely krv bunky) a pečeň bunky pomocou delta-6-desaturázy (enzým, ktorý vkladá dvojitú väzbu na šiestej väzbe CC - ako je zrejmé z karboxylového (COOH) konca reťazca mastných kyselín - prenosom elektrónov) .. GLA zase slúži ako východisková látka pre endogénnu syntézu kyseliny dihomo-gama-linolénovej (C20: 3; n-6-FS), z ktorej je odvodená kyselina arachidónová (C20: 4; n-6-FS). Zatiaľ čo syntéza GLA z kyseliny linolovej je pomerne pomalá, metabolizácia (metabolizácia) GLA na kyselinu dihomo-gama-linolénovú je veľmi rýchla. Na udržanie aktivity delta-6-desaturázy je potrebné zabezpečiť dostatočný prísun určitých mikroživín, najmä pyridoxín (vitamín B6), biotín, vápnik, magnézium a zinok je nevyhnutné. Nedostatok týchto mikroživín vedie k zníženiu aktivity desaturázy, čo vedie k zhoršenej syntéze kyseliny gama-linolénovej a následne kyseliny dihomo-gama-linolénovej a kyseliny arachidónovej. Okrem deficitu mikroživín aktivitu delta-6 desaturázy inhibujú aj nasledujúce faktory:
- Zvýšený príjem nasýtených a nenasýtených mastné kyseliny, ako je kyselina olejová (C18: 1; n-9-FS), kyselina linolová (C18: 2; n-6-FS) a kyselina alfa-linolénová (C18: 3; n-3-FS), ako aj kyselina arachidónová (C20: 4; n-6-FS), kyselina eikosapentaenová (EPA, C20: 5; n-3-FS) a kyselina dokosahexaenová (DHA, C22: 5; n-3-FS).
- Alkohol konzumácia vo vysokých dávkach a dlhodobo, chronická konzumácia alkoholu.
- Atopický ekzém (neurodermatitída)
- Nadmerná konzumácia nikotínu
- Obezita (obezita, BMI ≥ 30 kg / m2)
- Hypercholesterolémia (zvýšený cholesterol)
- Hyperinzulinémia (zvýšená inzulín Hladiny).
- Inzulín-dependentný diabetes mellitus
- Ochorenie pečene
- Vírusové infekcie
- Stres - uvoľňovanie lipolytického hormóny, Ako sú adrenalín, ktorý vedie k štiepeniu triglyceridy (TG, trojité estery trojmocného alkohol glycerol s tromi mastné kyseliny) a uvoľňovanie nasýtených a nenasýtených mastných kyselín stimuláciou triglyceridov lipáza.
- Starnutie
- Fyzická nečinnosť
Primárne zníženie aktivity delta-6 desaturázy, ktoré je patologicky významné, sa vyskytuje u atopikov ekzém (chronické, neprenosné koža choroba), predmenštruačný syndróm (PMS) (mimoriadne zložité príznaky u žien, ktoré sa vyskytujú v každom menštruačnom cykle, začínajúc 4 dni až 2 týždne predtým menštruácie a zvyčajne zmiznú po menopauza), láskavý mastopatia (častá, benígna zmena žľazového tkaniva prsníka) a migréna. Podľa mnohých štúdií vedie suplementácia GLA k významnému zlepšeniu príslušného klinického obrazu. Okrem metabolizácie (metabolizácie) kyseliny linolovej (C18: 3; n-6-FS) je delta-6-desaturáza zodpovedná aj za premena kyseliny alfa-linolénovej (C18: 3; n-3-FS) na iné fyziologicky dôležité polynenasýtené mastné kyseliny kyseliny, Ako sú kyselina eikosapentaenová (C20: 5; n-3-FS) a kyselina dokosahexaenová (C22: 6; n-3-FS) a na premenu kyseliny olejovej (C18: 1; n-9-FS). Kyselina linolová, kyselina alfa-linolénová a kyselina olejová teda konkurujú ako substráty pre ten istý enzýmový systém. Čím vyšší je prísun kyseliny linolovej, tým vyššia je afinita k delta-6-desaturáze a tým viac syntetizovanej GLA. Ak však príjem kyseliny linolovej významne prevyšuje príjem kyseliny alfa-linolénovej, je to možné viesť na zvýšenú endogénnu syntézu prozápalovej (prozápalovej) kyseliny n-6-FS arachidónovej a zníženú endogénnu syntézu protizápalového (protizápalového) n-3-FS kyselina eikosapentaenová. To ilustruje význam kvantitatívne vyváženého pomeru kyseliny linolovej a kyseliny alfa-linolénovej v strava. Podľa Nemeckej spoločnosti pre výživu (DGE) je pomer omega-6 k omega-3 mastným látkam kyseliny v strave by malo byť 5: 1 z hľadiska preventívne účinného zloženia.
Vstrebávanie
GLA môže byť v strave prítomné vo voľnej forme aj vo viazanom stave triglyceridy (TG, trojité estery trojmocného alkohol glycerol s tromi tučnými kyseliny) a fosfolipidy (PL, fosfor-obsahujúce, amfifilné lipidy ako základné zložky bunkových membrán), ktoré podliehajú mechanickej a enzymatickej degradácii v gastrointestinálnom trakte (ústa, žalúdok, tenké črevo). Mechanickou disperziou - žuvaním, žalúdočnou a črevnou peristaltikou - a pôsobením žlč, diétne lipidy sú emulgované a tým sa štiepia na malé olejové kvapôčky (0.1 - 0.2 μm), ktoré môžu byť napadnuté lipázami (enzýmy ktoré štiepia voľné mastné kyseliny (FFS) z lipidy → lipolýza). Pregastrická (základňa jazyk, predovšetkým v ranom detstve) a žalúdočné (žalúdok) lipázy iniciujú štiepenie triglyceridy a fosfolipidy (10 - 30% lipidov v strave). Hlavná lipolýza (70-90% lipidov) sa však vyskytuje v dvanástnik (duodenálne) a jejunum (jejunum) pôsobením pankreatických (pankreatických) esteráz, ako je pankreatická lipáza, karboxylester lipáza a fosfolipázy, ktorého sekrécia (sekrécia) je stimulovaná cholecystokinínom (CCK, peptidový hormón gastrointestinálneho traktu). Monoglyceridy (MG, glycerol esterifikované mastnou kyselinou, ako je GLA), lyzovanéfosfolipidy (glycerol esterifikovaný a kyselina fosforečná) a voľné mastné kyseliny vrátane GLA vzniknuté štiepením TG a PL sa kombinujú v lúmene tenkého čreva spolu s ďalšími hydrolyzovanými lipidmi, ako sú napr. cholesterolua žlčové kyseliny za vzniku zmiešaných micel (sférické štruktúry s priemerom 3 - 10 nm, v ktorých je lipid molekuly sú usporiadané tak, aby voda-rozpustné časti molekuly sú otočené smerom von a vo vode nerozpustné časti molekuly sú otočené dovnútra) - micelárna fáza pre solubilizáciu (zvýšenie rozpustnosti) - ktoré umožňujú absorpciu lipofilných (v tukoch rozpustných) látok do enterocytov (buniek tenkého čreva) epitel) dvanástnik a jejunum. Choroby gastrointestinálneho traktu spojené so zvýšenou produkciou kyseliny, ako napr Zollingerov-Ellisonov syndróm (zvýšená syntéza hormónu gastrín nádormi v pankrease alebo v hornej časti tenké črevo), môcť viesť postihnutým vstrebávanie lipidu molekuly a teda k steatorea (steatorea; patologicky zvýšený obsah tuku v stolici), pretože tendencia k tvorbe micel klesá s poklesom pH v črevnom lúmene. Tuk vstrebávanie za fyziologických podmienok je medzi 85-95% a môžu sa vyskytovať dvoma mechanizmami. Na jednej strane MG, lyso-PL, cholesterolu a GLA môžu prechádzať cez fosfolipidovú dvojitú membránu enterocytov pasívnou difúziou kvôli svojej lipofilnej povahe a na druhej strane zapojením membrány proteíny, ako sú FABPpm (proteín viažuci mastné kyseliny plazmatickej membrány) a FAT (translokáza mastných kyselín), ktoré sú prítomné nielen v tenké črevo ale aj v iných tkanivách, ako napr pečeň, oblička, tukové tkanivo - adipocyty (tukové bunky), srdce a placenta (placenta), aby sa umožnilo vychytávanie lipidov do buniek. Diéta s vysokým obsahom tukov stimuluje intracelulárnu expresiu FAT. V enterocytoch sa GLA, ktorá bola zabudovaná ako voľná mastná kyselina alebo vo forme monoglyceridov a uvoľnila sa pod vplyvom intracelulárnych lipáz, viaže na FABPc (proteín viažuci mastné kyseliny v cytosol), ktorý má vyššiu afinitu k nenasýteným ako k nasýteným mastným kyselinám s dlhým reťazcom a je vyjadrený najmä v kefovom okraji jejuna. Následná aktivácia GLA naviazaného na proteín pomocou adenozín trifosfát (ATP) -závislý acyl-koenzým A (CoA) syntetáza (→ GLA-CoA) a prenos GLA-CoA na ACBP (proteín viažuci acyl-CoA), ktorý slúži ako intracelulárny pool a transportér aktivovaného dlhého reťazca mastné kyseliny (acyl-CoA), umožňuje resyntézu triglyceridov a fosfolipidov v hladkom endoplazmatickom retikule (systém rozvetvených kanálov rovinných dutín uzavretých membránami) na jednej strane a - odstránením mastných kyselín z rovnováhy difúzie - zabudovaním ďalších mastných kyselín do enterocytov na strane druhej. Nasleduje inkorporácia TG a PL, ktoré obsahujú GLA, do chylomikrónov (CM, lipoproteínov), ktoré sú zložené z lipidov-triglyceridov, fosfolipidov, cholesterolu a estery cholesterolu - a apolipoproteíny (proteínová časť lipoproteínov, funguje ako štruktúrne skelety a / alebo rozpoznávanie a dokovanie molekulynapríklad pre membránové receptory), ako napríklad apo B48, AI a AIV, a sú zodpovedné za transport lipidov prijatých v čreve do periférnych tkanív a pečeň. Namiesto transportu v chylomikrónoch môžu byť TG a PL obsahujúce GLA tiež transportované do tkanív zabudovaných do VLDL (veľmi nízke hustota lipoproteíny). K odstráneniu absorbovaných lipidov z potravy pomocou VLDL dochádza najmä v stave hladu. Reesterifikácia lipidov v enterocytoch a ich inkorporácia do chylomikrónov môže byť narušená pri určitých ochoreniach, ako sú napr. Addisonova choroba (primárna adrenokortikálna nedostatočnosť) a lepok-indukovaná enteropatia (chronická choroba z sliznice tenkého čreva v dôsledku intolerancia lepku), čo má za následok zníženie tuku vstrebávanie a nakoniec steatorea (patologicky zvýšený obsah tuku v stolici). V prípade nedostatku môže byť tiež narušené vstrebávanie tukov v čreve žlč sekrécia kyseliny a pankreatickej šťavy, napríklad v cystická fibróza (vrodená chyba metabolizmu spojená s dysfunkciou exokrinných žliaz v dôsledku dysfunkcie chlorid kanály) a v prípade nadmerného príjmu vláknina (nestráviteľné zložky potravy, ktoré okrem iného tvoria nerozpustné komplexy s tukmi).
Doprava a distribúcia
Chylomikróny bohaté na lipidy (pozostávajúce z 80 - 90% triglyceridov) sú vylučované do intersticiálnych priestorov enterocytov exocytózou (transport látok z bunky) a transportované preč cez lymfa. Cez truncus intestinalis (nepárový lymfatický zberný kmeň brušnej dutiny) a ductus thoracicus (lymfatický zberný kmeň hrudnej dutiny) vstupujú chylomikróny do podklíčkovej žila (podkľúčová žila), respektíve jugulárna žila (jugulárna žila), ktoré sa zbiehajú a vytvárajú brachiocefalickú žilu (ľavá strana) - angulus venosus (venózny uhol). Venae brachiocephalicae oboch strán sa spájajú a vytvárajú nepárového predstaveného dutá žila (superior vena cava), ktorá ústi do pravé átrium z srdce (átrium cordis dextrum). Čerpacou silou srdce, chylomikróny sa zavádzajú do periférnych zariadení obeh, kde majú polčas (čas, v ktorom sa hodnota, ktorá sa s časom exponenciálne znižuje, znižuje na polovicu) asi 30 minút. Počas transportu do pečene sa väčšina triglyceridov z chylomikrónov štiepi pôsobením lipoproteínu na glycerol a voľné mastné kyseliny vrátane GLA. lipáza (LPL) umiestneného na povrchu endotelových buniek krv kapiláry, ktoré sú absorbované periférnymi tkanivami, ako sú svaly a tukové tkanivá, čiastočne pasívnou difúziou a čiastočne sprostredkovanou nosičom - FABPpm; TUK. Týmto procesom sa chylomikróny degradujú na zvyšky chylomikrónu (CM-R, častice zvyšku chylomikrónu s nízkym obsahom tuku), ktoré sa sprostredkované apolipoproteínom E (ApoE) viažu na špecifické receptory v pečeni. K absorpcii CM-R do pečene dochádza prostredníctvom endocytózy sprostredkovanej receptormi (invagináciu z bunková membrána → uškrtenie vezikúl obsahujúcich CM-R (endozómy, bunkové organely) do vnútra bunky). Endozómy bohaté na CM-R fúzujú s lyzozómami (bunkové organely s hydrolýzou) enzýmy) v cytosole pečeňových buniek, čo vedie k štiepeniu voľných mastných kyselín vrátane GLA z lipidov v CM-R. Po naviazaní uvoľneného GLA na FABPc, jeho aktivácii ATP-závislou acyl-CoA syntetázou a prenose GLA-CoA na ACBP, dôjde k opätovnej reesterifikácii triglyceridov a fosfolipidov. Resyntetizované lipidy môžu byť ďalej metabolizované (metabolizované) v pečeni a / alebo zabudované do VLDL (veľmi nízke hustota lipoproteíny), aby cez ne prešli cez krvný obeh do extrahepatálnych („mimo pečene“) tkanív. Pretože VLDL cirkuluje v krv viaže sa na periférne bunky, triglyceridy sú štiepené pôsobením LPL a uvoľnené mastné kyseliny vrátane GLA sú internalizované pasívnou difúziou a transmembránovým transportom proteíny, ako napríklad FABPpm a FAT. To vedie k katabolizmu VLDL na IDL (medziprodukt hustota lipoproteíny). Častice IDL môžu byť prijímané pečeňou receptorom sprostredkovaným spôsobom a tam degradované alebo metabolizované v krvnej plazme triglyceridovou lipázou na cholesterol bohatý LDL (lipoproteíny s nízkou hustotou), ktorý dodáva periférnym tkanivám cholesterol. V bunkách cieľových tkanív, ako je krv, pečeň, mozog, srdce a koža, GLA sa môže zabudovať do fosfolipidov bunkových membrán, ako aj do membrán bunkových organel, ako napr. mitochondrie („Energetické elektrárne“ buniek) a lyzozómy (bunkové organely s kyslým pH a tráviacim účinkom enzýmy), v závislosti na funkcii a potrebách bunky, ako východisková látka pre syntézu kyseliny dihomo-gama-linolénovej, a teda protizápalovej (protizápalovej), vazodilatačnej (vazodilatačnej) formy a inhibície agregácie krvných doštičiek eikosanoidy (hormónom podobné látky, ktoré pôsobia ako imunomodulátory a neurotransmitery), ako je prostaglandín E1 (PGE1), uložený vo forme triglyceridov a / alebo oxidovaný na výrobu energie. Početné štúdie preukázali, že štruktúra mastných kyselín fosfolipidov v bunkových membránach silne závisí od zloženia mastných kyselín v strave. Vysoký príjem GLA teda spôsobuje zvýšenie podielu GLA vo fosfolipidoch plazmatickej membrány, čo má vplyv na tekutosť membrány, transport elektrónov, aktivitu membránových enzýmových a receptorových systémov, hormonálne a imunologické aktivity, membránový ligand. interakcie, permeabilita (permeabilita) a medzibunkové interakcie.
degradácia
Katabolizmus (rozklad) mastných kyselín sa vyskytuje vo všetkých bunkách tela, najmä v pečeňových a svalových bunkách, a je lokalizovaný v mitochondrie („Energetické elektrárne“ článkov). Výnimky sú erytrocyty (červené krvinky), ktoré nemajú č mitochondriea nervové bunky, ktorým chýbajú enzýmy štiepiace mastné kyseliny. Reakčný proces katabolizmu mastných kyselín sa nazýva aj ß-oxidácia, pretože k oxidácii dochádza na ß-C atóme mastných kyselín. Pri ß-oxidácii sa predtým aktivované mastné kyseliny (acyl-CoA) oxidačne rozkladajú na niekoľko acetyl-CoA (aktivovaných octová kyselina skladajúci sa z 2 atómov C) v cykle, ktorý prebieha opakovane. V tomto procese sa acyl-CoA skracuje o 2 atómy uhlíka - čo zodpovedá jednému acetyl-CoA - na jeden cyklus. Na rozdiel od nasýtených mastných kyselín, ktorých katabolizmus nastáva podľa ß-oxidačnej špirály, prebiehajú nenasýtené mastné kyseliny, ako napríklad GLA, počas ich degradácie niekoľkými konverznými reakciami - v závislosti od počtu dvojitých väzieb - pretože sú v prírode konfigurované cis (oba substituenty sú na tej istej strane referenčnej roviny), ale pre ß-oxidáciu musia byť v trans-konfigurácii (oba substituenty sú na opačných stranách referenčnej roviny). Aby bolo možné získať ß-oxidáciu, musí sa GLA viazaná v triglyceridoch respektíve fosfolipidoch najskôr uvoľniť hormonálne citlivými lipázami. V hladovaní a stres situáciách je tento proces (→ lipolýza) zosilnený v dôsledku zvýšeného uvoľňovania lipolytického hormóny ako adrenalín. GLA uvoľnená v priebehu lipolýzy je transportovaná cez krvný obeh - viazaný na bielkovina (globulárny proteín) - do energeticky náročných tkanív, ako sú pečeň a svaly. V cytozole buniek sa GLA aktivuje ATP-dependentnou acyl-CoA syntetázou (→ GLA-CoA) a transportuje sa cez vnútornú mitochondriálnu membránu do mitochondriálnych buniek. matrix pomocou karnitínu (kyselina 3-hydroxy-4-trimetylaminomaslová, kvartérna amóniová zlúčenina (NH4 +)), molekuly receptora pre aktivované mastné kyseliny s dlhým reťazcom. V mitochondriálnej matrici sa GLA-CoA zavádza do ß-oxidácie, ktorej cyklus prebieha dvakrát - nasledujúcim spôsobom.
- Acyl-CoA → alfa-beta-trans-enoyl-CoA (nenasýtená zlúčenina) → L-beta-hydroxyacyl-CoA → beta-ketoacyl-CoA → acyl-CoA (Cn-2).
Výsledkom je GLA skrátená o 4 atómy C, ktorá musí byť pred vstupom do ďalšieho reakčného cyklu enzymaticky transkonfigurovaná na svojej cis dvojnej väzbe. Pretože prvá dvojitá väzba GLA - ktorá je viditeľná z konca COOH reťazca mastných kyselín - sa nachádza na rovnomerne číslenom atóme C (→ alfa-beta-cis-enoyl-CoA), vyskytuje sa pod vplyvom hydratázy (enzým, ktorý v molekule uchováva H2) sa alfa-beta-cis-enoyl-CoA premieňa na D-beta-hydroxyacyl-CoA a potom pod vplyvom epimerázy (enzýmu, ktorý mení asymetrické usporiadanie atómu C v molekule) sa izomerizuje na L-beta-hydroxyacyl-CoA, ktorý je medziproduktom ß-oxidácie. Po ďalšom priebehu ß-oxidačného cyklu a skrátení reťazca mastných kyselín iným telom C2 nastáva trans konfigurácia nasledujúcej cis-dvojnej väzby GLA, ktorá je - pri pohľade z konca reťazca mastných kyselín COOH - lokalizovaná na nepárny C atóm (→ beta-gama-cis-enoyl-CoA). Na tento účel sa beta-gama-cis-enoyl-CoA izomerizuje pôsobením izomerázy na alfa-beta-trans-enoyl-CoA, ktorá sa zavádza priamo do svojho reakčného cyklu ako medziprodukt ß-oxidácie. Kým sa aktivovaný GLA úplne nerozloží na acetyl-CoA, je nevyhnutná ďalšia konverzná reakcia (hydratáza-epimerázová reakcia) a ďalších 5 β-oxidačných cyklov, takže celková ß-oxidácia prebehne 8-krát, 3 konverzné reakcie (1 izomeráza, Prebiehajú 2 hydratázové-epimerázové reakcie) - zodpovedajúce 3 existujúcim cis-dvojitým väzbám - a vytvára sa 9 acetyl-CoA a tiež redukované koenzýmy (8 NADH2 a 5 FADH2). Acetyl-CoA, ktorý je výsledkom katabolizmu GLA, sa zavádza do citrátového cyklu, v ktorom dochádza k oxidačnej degradácii organických látok za účelom získania redukovaných koenzýmov, ako sú NADH2 a FADH2, ktoré spolu so zníženými koenzýmami z ß-oxidácie v dýchacích cestách reťazce sa používajú na syntézu ATP (adenozín trifosfát, univerzálna forma okamžite dostupnej energie). Aj keď nenasýtené mastné kyseliny vyžadujú počas ß-oxidácie konverzné reakcie (cis → trans), analýzy celého tela u potkanov bez kŕmenia odhalili, že označené nenasýtené mastné kyseliny vykazujú podobnú rýchlu degradáciu ako nasýtené mastné kyseliny.
vylučovanie
Za fyziologických podmienok by vylučovanie tuku stolicou nemalo presahovať 7% pri príjme tuku 100 g / deň kvôli vysokej miere absorpcie (85 - 95%). Malassimilačný syndróm (zhoršené využitie živín v dôsledku zníženého rozkladu a / alebo absorpcie), napríklad v dôsledku nedostatočného žlč vylučovanie kyseliny a pankreatickej šťavy v cystická fibróza (vrodená chyba metabolizmu spojená s dysfunkciou exokrinných žliaz v dôsledku dysfunkcie chlorid kanály) alebo choroby tenkého čreva, ako napr celiakia (chronická choroba z sliznice tenkého čreva v dôsledku intolerancia lepku), môcť viesť na zníženie absorpcie tukov v čreve a tým na steatorea (patologicky zvýšený obsah tuku (> 7%) v stolici).
