Asid Eicosapentaenoic (EPA) adalah rantai panjang (≥ 12 karbon (C) atom), asid lemak tak jenuh ganda (> 1 ikatan berganda) (Bahasa Inggeris: PUFAs, tak jenuh ganda asid lemak) tergolong dalam kumpulan asid lemak omega-3 (n-3 FS, ikatan rangkap pertama ada - seperti yang dilihat dari hujung rantai asid lemak metil (CH3) - pada ikatan CC ketiga) - C20: 5; n-3. EPA boleh dibekalkan melalui diet, terutamanya melalui minyak ikan laut berlemak, seperti ikan tenggiri, ikan hering, belut, dan salmon, dan disintesis (terbentuk) dalam organisma manusia dari asid alfa-linolenat n-3 FS penting (penting) (C18: 3).
Sintesis
Asid alpha-linolenat adalah prekursor (prekursor) untuk sintesis endogen (endogen) EPA dan memasuki badan secara eksklusif melalui diet, terutamanya melalui minyak sayuran, seperti flaks, walnut, minyak canola, dan kacang soya. Melalui desaturasi (penyisipan ikatan berganda, mengubah sebatian tepu menjadi tak jenuh) dan pemanjangan (pemanjangan rantai asid lemak dengan 2 C atom), asid alpha-linolenat dimetabolisme (dimetabolisme) ke EPA dalam retikulum endoplasma yang lancar (secara struktur organel sel kaya dengan sistem saluran rongga yang dikelilingi oleh membran) dari leukosit (putih darah sel) dan hati sel. Penukaran asid alpha-linolenat menjadi EPA berlaku seperti berikut.
- Asid alpha-linolenat (C18: 3) → C18: 4 oleh delta-6 desaturase (enzim yang memasukkan ikatan berganda pada ikatan CC keenam - seperti yang dilihat dari hujung karboksil (COOH) rantai asid lemak - dengan memindahkan elektron) .
- C18: 4 → C20: 4 oleh asid lemak elongase (enzim yang memanjang asid lemak oleh badan C2).
- C20: 4 → asid eicosapentaenoic (C20: 5) oleh delta-5 desaturase (enzim yang memasukkan ikatan berganda pada ikatan CC kelima - seperti yang dilihat dari hujung karboksil (COOH) rantai asid lemak - dengan memindahkan elektron).
Wanita menunjukkan sintesis EPA yang lebih berkesan daripada asid alfa-linolenik berbanding lelaki, yang mungkin disebabkan oleh kesan estrogen. Walaupun wanita muda yang sihat menukar kira-kira 21% asid alpha-linolenat yang dibekalkan secara sementara (melalui makanan) menjadi EPA, hanya sekitar 8% asid alpha-linolenik dari makanan ditukar menjadi EPA pada lelaki muda yang sihat. Untuk memastikan sintesis endogen EPA, aktiviti mencukupi desaturase delta-6 dan delta-5 diperlukan. Kedua-dua desaturase memerlukan mikronutrien tertentu, terutamanya pyridoxine (vitamin B6), Biotin, kalsium, magnesium and zink, untuk mengekalkan fungsi mereka. Kekurangan mikronutrien ini menyebabkan penurunan aktiviti desaturase dan seterusnya terjejas sintesis EPA. Selain kekurangan mikronutrien, aktiviti desaturase delta-6 juga dihambat oleh faktor-faktor berikut:
- Peningkatan pengambilan tepu dan tak jenuh asid lemak, seperti asid oleik (C18: 1; n-9-FS) dan asid linoleat (C18: 2; n-6-FS).
- Alkohol pengambilan dalam dos yang tinggi dan dalam jangka masa yang panjang, pengambilan alkohol kronik.
- Peningkatan kolesterol
- Diabetes mellitus yang bergantung kepada insulin
- Jangkitan virus
- tekanan - pembebasan lipolitik hormon, seperti epinefrin, yang menyebabkan pembelahan trigliserida (TG, ester tiga dari trivalen alkohol gliserol dengan tiga lemak asid) dan pembebasan asid lemak tak jenuh dan tak jenuh melalui rangsangan trigliserida lipase.
- Penuaan
Sebagai tambahan kepada sintesis EPA dari asid alpha-linolenat, delta-6 dan delta-5 desaturase dan asid lemak elongase juga bertanggungjawab untuk penukaran asid linoleat (C18: 2; n-6-FS) kepada asid arakidonat (C20: 4 ; n-6-FS) dan asid oleik (C18: 1; n-9-FS) ke asid eicosatrienoic (C20: 3; n-9-FS), masing-masing. Oleh itu, asid alfa-linolenat dan asid linoleat bersaing untuk sistem enzim yang sama dalam sintesis lemak tak jenuh ganda yang penting secara biologi asid, dengan asid alfa-linolenat mempunyai pertalian yang lebih tinggi (mengikat kekuatan) untuk desaturase delta-6 berbanding asid linoleat. Sekiranya, sebagai contoh, lebih banyak asid linoleik daripada asid alfa-linolenik dibekalkan dalam diet, terdapat peningkatan sintesis endogen dari asid arakidonik asid lemak omega-6 proinflamasi (mempromosikan peradangan) dan sintesis endogen berkurang EPA asid lemak anti-radang (anti-radang) omega-3. Ini menggambarkan perkaitan antara nisbah asid linoleik dengan asid alfa-linolenik secara kuantitatif dalam diet. Menurut Persatuan Pemakanan Jerman (DGE), nisbah lemak omega-6 dan omega-3 asid dalam diet harus 5: 1 dari segi komposisi berkesan pencegahan. Pengambilan asid linoleik yang berlebihan - sesuai dengan diet hari ini (melalui minyak kuman bijirin, minyak bunga matahari, marjerin sayur-sayuran dan diet, dll.) dan aktiviti enzim suboptimal, terutama desaturase delta-6 kerana kekurangan mikronutrien, nutrien yang kerap interaksi, pengaruh hormon, dan lain-lain, adalah sebab mengapa sintesis EPA dari asid alpha-linolenik pada manusia sangat perlahan dan pada tahap rendah (maksimum 10% rata-rata), sebab itulah EPA dianggap sebatian penting (penting) dari hari ini perspektif. Untuk mencapai jumlah yang diperlukan 1 g EPA, pengambilan kira-kira 20 g asid alpha-linolenik tulen - sepadan dengan kira-kira 40 g minyak biji rami - diperlukan. Walau bagaimanapun, jumlah ini tidak praktikal, yang menjadikan penggunaan EPA kaya sejuk-air ikan, seperti ikan haring dan makarel, (2 makanan ikan / minggu, bersamaan dengan 30-40 g ikan / hari) atau langsung pentadbiran EPA melalui minyak ikan kapsul begitu ketara. Hanya diet yang kaya dengan EPA yang memastikan kepekatan optimum asid lemak tak jenuh ini dalam tubuh manusia.
Penyerapan
EPA boleh terdapat dalam diet baik dalam bentuk bebas dan terikat dalam trigliserida (TG, ester tiga dari trivalen alkohol gliserol dengan tiga asid lemak) dan Phospholipid (PL, fosforus-mengandungi amfifilik lipid sebagai komponen penting membran sel), yang mengalami degradasi mekanikal dan enzimatik pada saluran gastrointestinal (mulut, perut, usus kecil). Melalui penyebaran mekanikal - mengunyah, gastrik dan peristalsis usus - dan di bawah tindakan bile, pemakanan lipid diemulsi dan dengan itu dipecah menjadi titisan minyak kecil (0.1-0.2 µm) yang boleh diserang lipase (enzim yang membebaskan asid lemak bebas (FFS) dari lipid → lipolisis). Pregastrik (asas dari lidah, terutamanya pada awal kanak-kanak) dan gastrik (perutlipase memulakan pembelahan trigliserida and Phospholipid (10-30% lipid makanan). Walau bagaimanapun, lipolisis utama (70-90% lipid) berlaku pada duodenum (duodenal) dan jejunum (jejunum) di bawah tindakan esterase pankreas (pankreas), seperti pankreas lipase, lipase karboksilester, dan phospholipase, yang rembesan (rembesan) dirangsang oleh cholecystokinin (CCK, hormon peptida saluran gastrointestinal). Monogliserida (MG, gliserol diesterifikasi dengan asid lemak, seperti EPA), lyso-Phospholipid (gliserol diesterifikasi dengan a asid fosforik), dan asid lemak bebas, termasuk EPA, yang dihasilkan dari pembelahan TG dan PL bergabung dalam lumen usus kecil bersama dengan lipid hidrolisis lain, seperti kolesterol, dan asid hempedu untuk membentuk misel campuran (struktur sfera berdiameter 3-10 nm, di mana lipid molekul disusun sedemikian rupa sehingga air-Bahagian molekul larut dipusingkan ke luar dan bahagian molekul yang tidak larut dalam air dihidupkan ke dalam) - fasa misel untuk larutan (peningkatan kelarutan) - yang membolehkan pengambilan zat lipofilik (larut lemak) ke dalam enterosit (sel-sel usus kecil) epitelium) daripada duodenum dan jejunum. Penyakit saluran gastrousus dikaitkan dengan peningkatan pengeluaran asid, seperti Sindrom Zollinger-Ellison (peningkatan sintesis hormon gastrin oleh tumor di pankreas atau bahagian atas usus kecil), boleh membawa hingga cacat penyerapan lipid molekul dan dengan demikian untuk steatorrhea (peningkatan kandungan lemak dalam tinja secara patologi), kerana kecenderungan untuk membentuk misel menurun dengan penurunan pH pada lumen usus. Lemak penyerapan dalam keadaan fisiologi antara 85-95% dan boleh berlaku oleh dua mekanisme. Di satu pihak, MG, lyso-PL, kolesterol dan EPA boleh melalui membran fosfolipid ganda dari enterosit melalui penyebaran pasif kerana sifat lipofiliknya, dan sebaliknya, dengan penglibatan membran protein, seperti FABPpm (protein pengikat asid lemak membran plasma) dan FAT (translocase asid lemak), yang terdapat dalam tisu lain selain usus kecil, Seperti hati, buah pinggang, tisu adiposa - adiposit (sel lemak), jantung and plasenta, untuk membolehkan penyerapan lipid ke dalam sel. Diet tinggi lemak merangsang ekspresi FAT intraselular (di dalam sel). Dalam enterosit, EPA, yang telah dimasukkan (diambil) sebagai asid lemak bebas atau dalam bentuk monogliserida dan dilepaskan di bawah pengaruh lipase intraselular, terikat pada FABPc (protein pengikat asid lemak dalam sitosol), yang mempunyai pertalian yang lebih tinggi untuk tak jenuh daripada asid lemak rantai panjang tepu dan dinyatakan (terbentuk) terutamanya di sempadan berus jejunum. Pengaktifan seterusnya EPA terikat protein oleh trifosfat sintetase acil-koenzim A (CoA) yang bergantung pada trifosfat (ATP) (→ EPA-CoA) dan pemindahan EPA-CoA ke ACBP (protein pengikat acyl-CoA), yang berfungsi sebagai kumpulan intraselular dan pengangkut rantai panjang yang diaktifkan asid lemak (acyl-CoA), membolehkan penyeragaman semula trigliserida dan fosfolipid dalam retikulum endoplasma yang lancar (sistem saluran bercabang rongga planar yang tertutup oleh membran) di satu pihak, dan - dengan mengeluarkan asid lemak dari keseimbangan penyebaran - penggabungan asid lemak seterusnya menjadi enterosit yang lain. Ini diikuti dengan penggabungan TG dan PL yang mengandung EPA, masing-masing, ke dalam chylomicrons (CM, lipoprotein) yang terdiri daripada lipid - trigliserida, fosfolipid, kolesterol dan ester kolesterol - dan apolipoprotein (bahagian protein lipoprotein, berfungsi sebagai perancah struktur dan / atau pengiktirafan dan dok molekul, misalnya, untuk reseptor membran), seperti apo B48, AI, dan AIV, dan bertanggungjawab untuk pengangkutan lipid makanan yang diserap dalam usus ke tisu periferal dan hati. Daripada disimpan dalam chylomicrons, TG dan PL yang mengandung EPA, masing-masing, juga dapat diangkut ke tisu di VLDL (sangat rendah ketumpatan lipoprotein). Penyingkiran lipid makanan yang diserap oleh VLDL berlaku terutamanya dalam keadaan kelaparan. Pengujian semula lipid dalam enterosit dan penggabungannya ke dalam chylomicrons mungkin terganggu pada penyakit tertentu, seperti Penyakit Addison (kekurangan adrenokortikal) dan gluten- enteropati yang disebabkan (penyakit kronik daripada mukosa dari usus kecil kerana intoleransi gluten), mengakibatkan penurunan lemak penyerapan dan akhirnya steatorrhea (peningkatan kandungan lemak dalam najis secara patologi).
Pengangkutan dan pengedaran
Chylomicrons yang kaya dengan lipid (terdiri daripada 80-90% trigliserida) disekresikan (dirembeskan) ke ruang interstitial enterosit oleh eksositosis (pengangkutan bahan keluar dari sel) dan diangkut melalui limfa. Melalui truncus intestinalis (batang pengumpul limfa tanpa rongga perut) dan duktus thoracicus (batang pengumpul limfa rongga toraks), chylomicrons memasuki subclavian vena (subclavian vein) dan jugular vein (jugular vein), yang saling bertumpu untuk membentuk vena brachiocephalic (sebelah kiri) - angulus venosus (sudut vena). Venae brachiocephalicae kedua-dua belah pihak bersatu membentuk atasan yang tidak berpasangan vena kava (vena cava unggul), yang terbuka ke Atrium kanan daripada jantung. Oleh kekuatan pam dari jantung, chylomicrons diperkenalkan ke dalam periferal peredaran, di mana mereka mempunyai waktu paruh (waktu di mana nilai yang menurun secara eksponensial dengan waktu dibelah dua) kira-kira 30 minit. Semasa pengangkutan ke hati, sebahagian besar trigliserida dari chylomicrons dibelah menjadi gliserol dan asid lemak bebas, termasuk EPA, di bawah tindakan lipoprotein lipase (LPL) yang terletak di permukaan sel endotel darah kapilari, yang diambil oleh tisu periferal, seperti otot dan tisu adiposa, sebahagiannya oleh penyebaran pasif dan sebahagiannya dimediasi oleh pembawa - FABPpm; LEMAK. Melalui proses ini, chylomicrons diturunkan menjadi sisa-sisa chylomicron (CM-R, partikel sisa chylomicron rendah lemak), yang dimediasi oleh apolipoprotein E (ApoE), mengikat reseptor tertentu di hati. Penyerapan CM-R ke dalam hati berlaku melalui endositosis yang dimediasi oleh reseptor (pencerobohan daripada membran sel → mencekik vesikel yang mengandungi CM-R (endosom, organel sel) ke bahagian dalam sel). Endosom kaya CM-R menyatu dengan lisosom (organel sel dengan hidrolisis enzim) dalam sitosol sel hati, mengakibatkan pembelahan asid lemak bebas, termasuk EPA, dari lipid dalam CM-Rs. Setelah mengikat EPA yang dilepaskan ke FABPc, pengaktifannya oleh sintetase acyl-CoA yang bergantung pada ATP dan pemindahan EPA-CoA ke ACBP, berlaku pengesahan semula trigliserida dan fosfolipid. Lipid yang disintesis semula dapat dimetabolisme lebih lanjut (dimetabolismekan) di hati dan / atau dimasukkan ke dalam VLDL (sangat rendah ketumpatan lipoprotein) untuk melaluinya melalui aliran darah ke tisu extrahepatic ("di luar hati"). Sebagai VLDL beredar di darah mengikat sel periferal, trigliserida dibelah oleh tindakan LPL dan asid lemak yang dilepaskan, termasuk EPA, diinternalisasi oleh penyebaran pasif dan pengangkutan transmembran protein, seperti FABPpm dan FAT, masing-masing. Ini mengakibatkan katabolisme VLDL ke IDL (perantaraan ketumpatan lipoprotein) dan seterusnya kepada LDL (lipoprotein berketumpatan rendah; lipoprotein berketumpatan rendah kaya kolesterol), yang membekalkan tisu periferal dengan kolesterol. Dalam sel-sel tisu sasaran, seperti darah, hati, otak, hati, dan kulit, EPA dapat digabungkan - bergantung pada fungsi dan keperluan sel - ke dalam fosfolipid membran sel serta membran organel sel, seperti mitokondria ("Pembangkit tenaga tenaga" sel) dan lisosom (sel organel dengan pH berasid dan pencernaan enzim), digunakan sebagai bahan permulaan untuk sintesis anti-radang (anti-radang) eicosanoids (bahan seperti hormon yang bertindak sebagai pengatur imun dan neurotransmitter), seperti siri 3 prostaglandin dan leukotrien siri 5, atau disimpan dalam bentuk trigliserida. Banyak kajian menunjukkan bahawa corak asid lemak fosfolipid pada membran sel sangat bergantung pada komposisi asid lemak dalam makanan. Oleh itu, pengambilan EPA yang tinggi menyebabkan peningkatan proporsi EPA dalam fosfolipid membran plasma dengan menggantikan asid arakidonat, sehingga meningkatkan kecairan membran, yang pada gilirannya mempunyai kesan pada ligan membran interaksi, kebolehtelapan (kebolehtelapan), interaksi antara sel, dan aktiviti enzim.
degradasi
Katabolisme (degradasi) asid lemak berlaku di semua sel badan dan dilokalisasi di mitokondria ("Tenaga tenaga tenaga" sel). Pengecualian adalah erythrocytes (sel darah merah), yang kekurangan mitokondria, dan sel saraf, yang kekurangan enzim yang memecah asid lemak. Proses tindak balas katabolisme asid lemak juga disebut ß-oksidasi, kerana pengoksidaan berlaku pada atom ß-C asid lemak. Dalam ß-pengoksidaan, asid lemak yang diaktifkan sebelumnya (acyl-CoA) secara oksidatif terdegradasi menjadi beberapa asetil-CoA (diaktifkan asid asetik terdiri daripada 2 atom C) dalam satu kitaran yang dijalankan berulang kali. Dalam proses ini, acyl-CoA dipendekkan oleh 2 atom C - sepadan dengan satu asetil-CoA - setiap "run". Berbeza dengan asid lemak jenuh, yang katabolismenya berlaku mengikut lingkaran ß-pengoksidaan, asid lemak tak jenuh, seperti EPA, mengalami beberapa reaksi penukaran semasa penurunannya - bergantung pada jumlah ikatan berganda - kerana mereka dikonfigurasikan secara semula jadi (kedua-dua substituen berada di sisi yang sama dari satah rujukan), tetapi untuk ß-oksidasi mestilah dalam konfigurasi trans (kedua-dua substituen berada di sisi yang berlawanan dari satah rujukan). Agar tersedia ß-oksidasi, EPA yang terikat dalam trigliserida dan fosfolipid, masing-masing, mesti dilepaskan terlebih dahulu oleh lipase sensitif hormon. Dalam kebuluran dan tekanan situasi, proses ini (→ lipolisis) dipergiatkan kerana peningkatan pelepasan lipolitik hormon seperti adrenalin. EPA yang dilepaskan semasa lipolisis dapat diberi makan secara langsung ke ß-oksidasi pada sel yang sama atau juga pada tisu lain yang sampai melalui aliran darah yang terikat pada album. Dalam sitosol sel, EPA diaktifkan oleh synthetase acyl-CoA yang bergantung pada ATP (→ EPA-CoA) dan diangkut melintasi membran mitokondria dalam ke dalam matriks mitokondria dengan bantuan karnitin, molekul reseptor untuk asid lemak rantai panjang yang diaktifkan Dalam matriks mitokondria, EPA-CoA diperkenalkan ke dalam ß-oksidasi, kitarannya dijalankan sekali - seperti berikut.
- Acyl-CoA → alpha-beta-trans-enoyl-CoA (sebatian tak jenuh) → L-beta-hydroxyacyl-CoA → beta-ketoacyl-CoA → acyl-CoA (Cn-2).
Hasilnya adalah EPA yang dipendekkan oleh 2 atom C, yang mesti dikonfigurasi secara enzimatik pada ikatan berganda cisnya sebelum memasuki kitaran reaksi seterusnya. Oleh kerana ikatan rangkap pertama EPA - seperti yang dilihat dari hujung COOH rantai asid lemak - dilokalkan pada atom C bernombor ganjil (→ beta-gamma-cis-enoyl-CoA), isomerisasi kepada alpha-beta-trans- enoyl-CoA, yang merupakan perantaraan ß-pengoksidaan, berlaku secara langsung di bawah tindakan isomerase. Setelah dua kitaran ß-pengoksidaan dijalankan lagi dan rantai asid lemak telah dipendekkan oleh atom 2 x 2 C lagi, konfigurasi trans ikatan ganda cis EPA seterusnya berlaku, yang - dilihat dari hujung COOH rantai asid lemak - terletak pada atom C bernombor genap (→ alpha-beta-cis-enoyl-CoA). Untuk tujuan ini, alpha-beta-cis-enoyl-CoA dihidrat menjadi D-beta-hidroksiasil-CoA oleh hidratase (enzim yang menggabungkan H2O ke dalam molekul) dan kemudian diisomerkan ke L-beta-hidroksiasil-CoA oleh epimerase ( enzim yang mengubah susunan asimetri atom C dalam molekul). Yang terakhir ini secara langsung dapat dimasukkan ke dalam kitaran tindak balasnya sebagai perantaraan ß-oksidasi. Sehingga EPA yang diaktifkan sepenuhnya terdegradasi menjadi asetil-CoA, 3 tindak balas penukaran selanjutnya (2 reaksi isomerase, 1 tindak balas hidratase-epimerase) dan 5 kitaran oxid-pengoksidaan selanjutnya diperlukan, sehingga ß-pengoksidaan dijalankan hingga 9 kali jumlahnya, 5 reaksi penukaran (3 isomerase, 2 reaksi hidratase-epimerase) - sepadan dengan 5 ikatan cis-ganda yang ada - berlaku dan 10 asetil-CoA serta koenzim yang dikurangkan (9 NADH2 dan 4 FADH2) terbentuk. Asetil-CoA yang dihasilkan dari katabolisme EPA diperkenalkan ke dalam kitaran sitrat, di mana degradasi bahan organik berlaku untuk tujuan mendapatkan koenzim yang dikurangkan, seperti NADH2 dan FADH2, yang bersama-sama dengan koenzim yang dikurangkan dari ß-oksidasi dalam pernafasan rantai digunakan untuk mensintesis ATP (trifosfat trifosfat, bentuk sejagat tenaga segera tersedia). Walaupun asid lemak tak jenuh memerlukan reaksi penukaran (cis → trans) semasa oxid-oksidasi, analisis seluruh badan pada tikus yang diberi makan tanpa lemak menunjukkan bahawa asid lemak tak jenuh berlabel menunjukkan penurunan cepat yang serupa dengan asid lemak tepu.
Perkumuhan
Dalam keadaan fisiologi, perkumuhan lemak dalam tinja tidak boleh melebihi 7% pada pengambilan lemak 100 g / hari kerana kadar penyerapan yang tinggi (85-95%). Sindrom Malassimilation (gangguan penggunaan nutrien kerana pengurangan kerosakan dan / atau penyerapan), misalnya, kerana kekurangan bile rembesan jus asid dan pankreas dan penyakit usus kecil, masing-masing, mungkin membawa untuk mengurangkan penyerapan lemak usus dan dengan demikian kepada steatorrhea (peningkatan kandungan lemak secara patologi (> 7%) dalam tinja).
