Ácido eicosapentaenoico (EPA) es una cadena larga (≥ 12 carbono (C) átomos), ácido graso poliinsaturado (> 1 doble enlace) (inglés: PUFAs, polyinsaturated ácidos grasos) perteneciente al grupo de ácidos grasos omega-3 (n-3 FS, el primer doble enlace está presente, como se ve desde el extremo metilo (CH3) de la cadena de ácidos grasos, en el tercer enlace CC) - C20: 5; n-3. EPA se puede suministrar tanto a través del dieta, principalmente a través de aceites de pescados grasos marinos, como caballa, arenque, anguila y salmón, y sintetizados (formados) en el organismo humano a partir del ácido alfa-linolénico n-3 FS esencial (vital) (C18: 3).
Síntesis
El ácido alfa-linolénico es el precursor (precursor) de la síntesis endógena (endógena) de EPA y entra al cuerpo exclusivamente a través de la dieta, principalmente a través de aceites vegetales, como lino, nuez, aceite de canola y soja. A través de la desaturación (inserción de dobles enlaces, que convierte un compuesto saturado en uno insaturado) y elongación (alargamiento de la cadena de ácidos grasos en 2 átomos de C), el ácido alfa-linolénico se metaboliza (metaboliza) a EPA en el retículo endoplásmico liso (estructuralmente rico orgánulo de células con un sistema de canales de cavidades rodeadas por membranas) de leucocitos (blanco sangre células) y hígado células. La conversión de ácido alfa-linolénico en EPA procede de la siguiente manera.
- Ácido alfa-linolénico (C18: 3) → C18: 4 por delta-6 desaturasa (enzima que inserta un doble enlace en el sexto enlace CC, como se ve desde el extremo carboxilo (COOH) de la cadena de ácidos grasos, transfiriendo electrones) .
- C18: 4 → C20: 4 por elongasa de ácidos grasos (enzima que alarga ácidos grasos por un cuerpo C2).
- C20: 4 → ácido eicosapentaenoico (C20: 5) por delta-5 desaturasa (enzima que inserta un doble enlace en el quinto enlace CC, como se ve desde el extremo carboxilo (COOH) de la cadena de ácidos grasos, transfiriendo electrones).
Las mujeres exhiben una síntesis de EPA más eficaz a partir del ácido alfa-linolénico en comparación con los hombres, lo que puede atribuirse a los efectos del estrógeno. Mientras que las mujeres jóvenes sanas convierten alrededor del 21% del ácido alfa-linolénico suministrado de forma alimentaria (a través de los alimentos) en EPA, solo alrededor del 8% del ácido alfa-linolénico de los alimentos se convierte en EPA en hombres jóvenes sanos. Para asegurar la síntesis endógena de EPA, se requiere suficiente actividad de las desaturasas delta-6 y delta-5. Ambas desaturasas requieren ciertos micronutrientes, particularmente piridoxina (vitamina B6), biotina, calcio, magnesio y zinc, para mantener su función. La deficiencia de estos micronutrientes conduce a una disminución de la actividad desaturasa y, posteriormente, a una síntesis alterada de EPA. Además de la deficiencia de micronutrientes, la actividad de la delta-6 desaturasa también se ve inhibida por los siguientes factores:
- Aumento de la ingesta de saturados e insaturados. ácidos grasos, como el ácido oleico (C18: 1; n-9-FS) y el ácido linoleico (C18: 2; n-6-FS).
- Alcohol consumo en dosis elevadas y durante un largo período de tiempo, consumo crónico de alcohol.
- Aumento del colesterol
- Diabetes mellitus insulinodependiente
- Infecciones virales
- Estrés - liberación de lipolíticos hormonas, como la epinefrina, que conduce a la escisión de los triglicéridos (TG, ésteres triples del trivalente alcohol glicerol con tres grasos ácidos) y liberación de ácidos grasos saturados e insaturados mediante la estimulación de triglicéridos lipasa.
- Aging
Además de la síntesis de EPA a partir del ácido alfa-linolénico, la delta-6 y delta-5 desaturasa y la elongasa de ácidos grasos también son responsables de la conversión del ácido linoleico (C18: 2; n-6-FS) en ácido araquidónico (C20: 4). ; n-6-FS) y ácido oleico (C18: 1; n-9-FS) a ácido eicosatrienoico (C20: 3; n-9-FS), respectivamente. Así, el ácido alfa-linolénico y el ácido linoleico compiten por los mismos sistemas enzimáticos en la síntesis de otros ácidos grasos poliinsaturados biológicamente importantes. ácidos, teniendo el ácido alfa-linolénico una mayor afinidad (unión fuerza) para la delta-6 desaturasa en comparación con el ácido linoleico Si, por ejemplo, se suministra más ácido linoleico que ácido alfa-linolénico en el dieta, hay una síntesis endógena aumentada del ácido araquidónico de ácidos grasos omega-6 proinflamatorio (promotor de la inflamación) y una síntesis endógena reducida del ácido graso omega-3 antiinflamatorio (antiinflamatorio) EPA. Esto ilustra la relevancia de una proporción equilibrada cuantitativamente de ácido linoleico a ácido alfa-linolénico en la dieta. Según la Sociedad Alemana de Nutrición (DGE), la proporción de grasas omega-6 y omega-3 ácidos en la dieta debe ser de 5: 1 en términos de una composición preventivamente eficaz. La ingesta excesiva de ácido linoleico, de acuerdo con la dieta actual (a través de aceites de germen de cereales, aceite de girasol, margarina vegetal y dietética, etc.) y la actividad enzimática subóptima, especialmente de la delta-6 desaturasa debido a las frecuentes deficiencias de micronutrientes, nutrientes interacciones, influencias hormonales, etc., son la razón por la cual la síntesis de EPA a partir del ácido alfa-linolénico en humanos es muy lenta y en un nivel bajo (máximo 10% en promedio), razón por la cual el EPA se considera un compuesto esencial (vital) en la actualidad. perspectiva. Para alcanzar la cantidad requerida de 1 g de EPA, es necesaria la ingesta de aproximadamente 20 g de ácido alfa-linolénico puro, lo que corresponde a aproximadamente 40 g de aceite de linaza. Sin embargo, esta cantidad no es práctica, lo que hace que el consumo de alimentos ricos en EPA frío–agua pescado, como arenque y caballa, (2 raciones de pescado / semana, correspondientes a 30-40 g de pescado / día) o el administración de EPA a través de aceite de pescado cápsulas tan significativo. Solo una dieta rica en EPA asegura concentraciones óptimas de este ácido graso altamente insaturado en el cuerpo humano.
Absorción
El EPA puede estar presente en la dieta tanto en forma libre como enlazada los triglicéridos (TG, ésteres triples del trivalente alcohol glicerol con tres ácidos grasos) y Fosfolípidos (PL, fósforo-contiene anfifilo lípidos como componentes esenciales de las membranas celulares), que están sujetas a degradación mecánica y enzimática en el tracto gastrointestinal (boca, estómago, intestino delgado). Mediante dispersión mecánica - masticación, peristaltismo gástrico e intestinal - y bajo la acción de bilisdietético lípidos se emulsionan y, por lo tanto, se descomponen en pequeñas gotas de aceite (0.1-0.2 µm) que pueden ser atacadas por lipasas (enzimas CRISPR-Cas que escinden los ácidos grasos libres (FFS) de lípidos → lipólisis). Pregástrico (base de lengua, principalmente en la primera infancia) y gástrico (estómago) las lipasas inician la escisión de los triglicéridos y Fosfolípidos (10-30% de lípidos dietéticos). Sin embargo, la principal lipólisis (70-90% de los lípidos) ocurre en el duodeno (duodenal) y yeyuno (yeyuno) bajo la acción de esterasas pancreáticas (pancreáticas), como páncreas lipasa, carboxilester lipasa y fosfolipasa, cuya secreción (secreción) es estimulada por colecistoquinina (CCK, hormona peptídica del tracto gastrointestinal). Los monoglicéridos (MG, glicerol esterificado con un ácido graso, como EPA), liso-Fosfolípidos (glicerol esterificado con un ácido fosfórico) y los ácidos grasos libres, incluido el EPA, que resultan de la escisión de TG y PL se combinan en la luz del intestino delgado junto con otros lípidos hidrolizados, como colesteroly ácidos biliares para formar micelas mixtas (estructuras esféricas de 3-10 nm de diámetro, en las que el lípido moléculas están dispuestos de modo que el agua- las porciones de moléculas solubles se giran hacia afuera y las porciones de moléculas insolubles en agua se giran hacia adentro) - fase micelar para la solubilización (aumento de la solubilidad) - que permite la absorción de sustancias lipofílicas (solubles en grasa) en los enterocitos (células del intestino delgado epitelio) De la duodeno y yeyuno. Enfermedades del tracto gastrointestinal. asociado con una mayor producción de ácido, como Síndrome de Zollinger-Ellison (aumento de la síntesis de la hormona gastrina por tumores en el páncreas o en la parte superior intestino delgado), lata Lead a deteriorado absorción de lípido moléculas y por lo tanto a la esteatorrea (contenido de grasa patológicamente aumentado en las heces), porque la tendencia a formar micelas disminuye con una disminución del pH en la luz intestinal. gordo absorción en condiciones fisiológicas está entre el 85-95% y puede ocurrir por dos mecanismos. Por un lado, MG, lyso-PL, colesterol y EPA pueden atravesar la doble membrana fosfolipídica de los enterocitos mediante difusión pasiva debido a su naturaleza lipofílica, y por otro lado, por la afectación de la membrana proteínas, como FABPpm (proteína de unión a ácidos grasos de la membrana plasmática) y FAT (translocasas de ácidos grasos), que están presentes en otros tejidos además de la intestino delgado, Tales como hígado, riñón, tejido adiposo - adipocitos (células grasas), corazón y placenta, para permitir la absorción de lípidos en las células. Una dieta rica en grasas estimula la expresión intracelular (dentro de la célula) de FAT. En los enterocitos, el EPA, que ha sido incorporado (absorbido) como un ácido graso libre o en forma de monoglicéridos y liberado bajo la influencia de las lipasas intracelulares, se une a la FABPc (proteína de unión a ácidos grasos en el citosol), que ha una mayor afinidad por los ácidos grasos insaturados que por los saturados de cadena larga y se expresa (forma) particularmente en el borde en cepillo del yeyuno. Activación posterior de EPA unido a proteínas por adenosina trifosfato (ATP) dependiente de acil-coenzima A (CoA) sintetasa (→ EPA-CoA) y transferencia de EPA-CoA a ACBP (proteína de unión a acil-CoA), que sirve como reserva intracelular y transportador de cadena larga activada. ácidos grasos (acil-CoA), permite la resíntesis de triglicéridos y fosfolípidos en el retículo endoplásmico liso (sistema de canales ricamente ramificados de cavidades planas encerradas por membranas) por un lado y, al eliminar los ácidos grasos del equilibrio de difusión, la incorporación de más ácidos grasos en enterocitos por el otro. A esto le sigue la incorporación de TG y PL que contienen EPA, respectivamente, en quilomicrones (CM, lipoproteínas) compuestos de lípidos: triglicéridos, fosfolípidos, colesterol y ésteres de colesterol - y apolipoproteínas (porción proteica de las lipoproteínas, funcionan como andamios estructurales y / o reconocimiento y acoplamiento moléculas, por ejemplo, para los receptores de membrana), como apo B48, AI y AIV, y son responsables del transporte de los lípidos de la dieta absorbidos en el intestino a los tejidos periféricos y al hígado. En lugar de almacenarse en quilomicrones, los TG y PL que contienen EPA, respectivamente, también pueden transportarse a los tejidos en VLDL (muy bajo densidad lipoproteínas). La eliminación de los lípidos dietéticos absorbidos por VLDL ocurre particularmente en el estado de inanición. La reesterificación de los lípidos en los enterocitos y su incorporación a los quilomicrones puede verse afectada en determinadas enfermedades, como la enfermedad de Addison (insuficiencia adrenocortical) y glutenenteropatía inducida (enfermedad crónica de las mucosa del intestino delgado debido a intolerancia al gluten), lo que resulta en una disminución de la grasa absorción y finalmente esteatorrea (aumento patológico del contenido de grasa en las heces).
Transporte y distribucion
Los quilomicrones ricos en lípidos (que consisten en un 80-90% de triglicéridos) se secretan (secretan) en los espacios intersticiales de los enterocitos por exocitosis (transporte de sustancias fuera de la célula) y se transportan a través del linfa. A través del truncus intestinalis (tronco colector linfático no apareado de la cavidad abdominal) y el conducto torácico (tronco colector linfático de la cavidad torácica), los quilomicrones entran en la subclavia. vena (vena subclavia) y vena yugular (vena yugular), respectivamente, que convergen para formar la vena braquiocefálica (lado izquierdo) - angulus venosus (ángulo venoso). Las venas brachiocephalicae de ambos lados se unen para formar el superior no apareado vena cava (vena cava superior), que se abre a la aurícula derecha de las corazón. Por la fuerza de bombeo del corazón, los quilomicrones se introducen en la periferia circulación, donde tienen una vida media (tiempo en el que un valor que disminuye exponencialmente con el tiempo se reduce a la mitad) de aproximadamente 30 minutos. Durante el transporte al hígado, la mayoría de los triglicéridos de los quilomicrones se escinden en glicerol y ácidos grasos libres, incluido el EPA, bajo la acción de las lipoproteínas. lipasa (LPL) ubicado en la superficie de las células endoteliales de sangre capilares, que son captados por tejidos periféricos, como tejido muscular y adiposo, en parte por difusión pasiva y en parte mediada por portadores - FABPpm; GRASA. A través de este proceso, los quilomicrones se degradan a remanentes de quilomicrones (CM-R, partículas remanentes de quilomicrones bajos en grasa), que, mediadas por la apolipoproteína E (ApoE), se unen a receptores específicos en el hígado. a través de endocitosis mediada por receptores (invaginación de las membrana celular → estrangulación de vesículas que contienen CM-R (endosomas, orgánulos celulares) en el interior de la célula). Los endosomas ricos en CM-R se fusionan con lisosomas (orgánulos celulares con hidrolización enzimas CRISPR-Cas) en el citosol de las células hepáticas, lo que resulta en la escisión de los ácidos grasos libres, incluido el EPA, de los lípidos en los CM-R. Después de la unión del EPA liberado a FABPc, su activación por la acil-CoA sintetasa dependiente de ATP y la transferencia de EPA-CoA a ACBP, se produce la reesterificación de triglicéridos y fosfolípidos. Los lípidos resintetizados pueden metabolizarse más (metabolizarse) en el hígado y / o incorporarse en VLDL (muy bajo densidad lipoproteínas) para pasar a través de ellas a través del torrente sanguíneo a los tejidos extrahepáticos ("fuera del hígado"). Como VLDL circulando en el sangre se une a las células periféricas, los triglicéridos se escinden por acción de la LPL y los ácidos grasos liberados, incluido el EPA, se internalizan por difusión pasiva y transporte transmembrana proteínas, como FABPpm y FAT, respectivamente. Esto da como resultado el catabolismo de VLDL a IDL (intermedio densidad lipoproteínas) y posteriormente a LDL (lipoproteínas de baja densidad; lipoproteínas de baja densidad ricas en colesterol), que suministran colesterol a los tejidos periféricos. En las células de los tejidos diana, como sangre, hígado, cerebro, corazón y piel, EPA se puede incorporar, dependiendo de la función y las necesidades de la célula, en los fosfolípidos de las membranas celulares, así como en las membranas de los orgánulos celulares, como mitocondrias ("Plantas de energía de las células") y lisosomas (orgánulos celulares con pH ácido y digestivo enzimas CRISPR-Cas), utilizado como sustancia de partida para la síntesis de antiinflamatorios (antiinflamatorios) eicosanoides (sustancias similares a las hormonas que actúan como inmunomoduladores y neurotransmisores), como la serie 3 Prostaglandinas y leucotrienos de la serie 5, o almacenados en forma de triglicéridos. Numerosos estudios han demostrado que el patrón de ácidos grasos de los fosfolípidos en las membranas celulares depende en gran medida de la composición de ácidos grasos de la dieta. Por lo tanto, la ingesta alta de EPA provoca un aumento en la proporción de EPA en los fosfolípidos de la membrana plasmática al desplazar el ácido araquidónico, aumentando así la fluidez de la membrana, lo que a su vez tiene efectos sobre el ligando membrana interacciones, permeabilidad (permeabilidad), interacciones intercelulares y actividades enzimáticas.
degradación
El catabolismo (degradación) de los ácidos grasos ocurre en todas las células del cuerpo y se localiza en mitocondrias ("Centrales eléctricas de energía" de las células). Las excepciones son eritrocitos (glóbulos rojos), que carecen mitocondriasy células nerviosas, que carecen de las enzimas que descomponen los ácidos grasos. El proceso de reacción del catabolismo de los ácidos grasos también se denomina ß-oxidación, ya que la oxidación se produce en el átomo ß-C de los ácidos grasos. En la ß-oxidación, los ácidos grasos previamente activados (acil-CoA) se degradan oxidativamente a varios acetil-CoA (activados ácido acético que consta de 2 átomos de C) en un ciclo que se ejecuta repetidamente. En este proceso, la acil-CoA se acorta en 2 átomos de C, lo que corresponde a una acetil-CoA, por "ejecución". A diferencia de los ácidos grasos saturados, cuyo catabolismo se produce de acuerdo con la espiral de ß-oxidación, los ácidos grasos insaturados, como el EPA, sufren varias reacciones de conversión durante su degradación, dependiendo del número de dobles enlaces, porque tienen una configuración cis en la naturaleza. (ambos sustituyentes están en el mismo lado del plano de referencia), pero para la ß-oxidación deben estar en configuración trans (ambos sustituyentes están en lados opuestos del plano de referencia). Para estar disponible para la ß-oxidación, el EPA unido a triglicéridos y fosfolípidos, respectivamente, primero debe ser liberado por lipasas sensibles a hormonas. En hambre y estrés situaciones, este proceso (→ lipólisis) se intensifica debido a una mayor liberación de lipolíticos hormonas como adrenalina. El EPA liberado durante la lipólisis se puede alimentar directamente a la ß-oxidación en la misma célula o también en otros tejidos a los que llega a través del torrente sanguíneo unido a albúmina. En el citosol de las células, el EPA es activado por la acil-CoA sintetasa dependiente de ATP (→ EPA-CoA) y transportado a través de la membrana mitocondrial interna hacia la matriz mitocondrial con la ayuda de carnitina, una molécula receptora de ácidos grasos de cadena larga activados. En la matriz mitocondrial, EPA-CoA se introduce en la ß-oxidación, cuyo ciclo se ejecuta una vez, de la siguiente manera.
- Acil-CoA → alfa-beta-trans-enoil-CoA (compuesto insaturado) → L-beta-hidroxiacil-CoA → beta-cetoacil-CoA → acil-CoA (Cn-2).
El resultado es un EPA acortado por 2 átomos de C, que debe configurarse enzimáticamente en trans en su doble enlace cis antes de entrar en el siguiente ciclo de reacción. Dado que el primer doble enlace de EPA, visto desde el extremo COOH de la cadena de ácidos grasos, se localiza en un átomo de C de número impar (→ beta-gamma-cis-enoil-CoA), la isomerización a alfa-beta-trans- enoil-CoA, que es un intermedio de la ß-oxidación, se produce directamente bajo la acción de una isomerasa. Después de que se hayan realizado dos ciclos de ß-oxidación nuevamente y la cadena de ácidos grasos se haya acortado en 2 x 2 átomos de C más, tiene lugar la configuración trans del siguiente doble enlace cis de EPA, que, visto desde el extremo COOH del cadena de ácidos grasos: se encuentra en un átomo de C de número par (→ alfa-beta-cis-enoil-CoA). Para ello, la alfa-beta-cis-enoil-CoA se hidrata a D-beta-hidroxiacil-CoA mediante una hidratasa (enzima que incorpora H2O en una molécula) y posteriormente se isomeriza a L-beta-hidroxiacil-CoA mediante una epimerasa ( enzima que cambia la disposición asimétrica de un átomo de C en una molécula). Este último puede introducirse directamente en su ciclo de reacción como intermedio de la ß-oxidación. Hasta que el EPA activado se degrade completamente a acetil-CoA, son necesarias 3 reacciones de conversión más (2 reacciones de isomerasa, 1 reacción de hidratasa-epimerasa) y 5 ciclos de ß-oxidación más, de modo que la ß-oxidación se realice 9 veces en total, Se producen 5 reacciones de conversión (3 reacciones de isomerasa, 2 reacciones de hidratasa-epimerasa), correspondientes a 5 dobles enlaces cis existentes, y se forman 10 acetil-CoA y coenzimas reducidas (9 NADH2 y 4 FADH2). Las acetil-CoA resultantes del catabolismo de EPA se introducen en el ciclo del citrato, en el que se produce la degradación oxidativa de la materia orgánica con el fin de obtener coenzimas reducidas, como NADH2 y FADH2, que junto con las coenzimas reducidas de la ß-oxidación en el sistema respiratorio se utilizan para sintetizar ATP (adenosina trifosfato, forma universal de energía inmediatamente disponible). Aunque los ácidos grasos insaturados requieren reacciones de conversión (cis → trans) durante la ß-oxidación, los análisis de cuerpo entero en ratas alimentadas sin grasa revelaron que los ácidos grasos insaturados marcados exhiben una degradación rápida similar a la de los ácidos grasos saturados.
Excreción
En condiciones fisiológicas, la excreción de grasa en las heces no debe exceder el 7% con una ingesta de grasa de 100 g / día debido a la alta tasa de absorción (85-95%). Síndrome de mala asimilación (utilización deficiente de nutrientes debido a una reducción de la degradación y / o absorción), por ejemplo, debido a una inadecuada bilis La secreción de ácido y jugo pancreático y la enfermedad del intestino delgado, respectivamente, pueden Lead a la reducción de la absorción intestinal de grasas y, por tanto, a la esteatorrea (aumento patológico del contenido de grasas (> 7%) en las heces)
