Kyselina gama-linolenová (GLA) je s dlouhým řetězcem (≥ 12 uhlík (C) atomy), polynenasycené (> 1 dvojná vazba) mastné kyseliny (angl. PUFA, polynenasycené mastné kyseliny), který patří do skupiny omega-6 mastných kyselin (n-6-FS, první dvojná vazba je umístěna na šesté CC vazbě, jak je patrné z methylového (CH3) konce řetězce mastných kyselin) - C18: 3; n-6 [2, 14-16, 24, 29, 42, 44]. GLA lze dodávat jak prostřednictvím strava, zejména rostlinnými oleji, jako jsou brutnák olej ze semen (asi 20%), olej ze semen černého rybízu (15-20%), Petrklíč olej (přibližně 10%) a konopný olej (přibližně 3%) a syntetizovaný v lidském organismu z esenciální (vitální) kyseliny n-6 FS linolové (C18: 2).
Syntéza
Kyselina linolová je prekurzorem (prekurzorem) pro endogenní (endogenní) syntézu GLA a vstupuje do těla výhradně z strava prostřednictvím přírodních tuků a olejů, jako je saflorový, slunečnicový, kukuřice oleje ze klíčků, sóji, sezamu a konopí, stejně jako pekanové ořechy, Brazílie ořechy, a borovice ořechy. Ke přeměně kyseliny linolové na GLA dochází ve zdravém lidském organismu desaturací (vložením dvojné vazby a přeměnou nasycené sloučeniny na nenasycenou) v hladkém endoplazmatickém retikulu (strukturně bohatá buněčná organela s kanálovým systémem dutin, obklopená membrány) z leukocyty (bílý krev buňky) a játra buňky pomocí delta-6-desaturázy (enzym, který vloží dvojnou vazbu na šestou CC vazbu - jak je patrné z karboxylového (COOH) konce řetězce mastných kyselin - přenosem elektronů) .. GLA zase slouží jako výchozí látka pro endogenní syntézu kyseliny dihomo-gama-linolenové (C20: 3; n-6-FS), z níž je odvozena kyselina arachidonová (C20: 4; n-6-FS). Zatímco syntéza GLA z kyseliny linolové je relativně pomalá, metabolizace (metabolizace) GLA na kyselinu dihomo-gama-linolenovou je velmi rychlá. Aby byla zachována aktivita delta-6-desaturázy, musí být zajištěn dostatečný přísun určitých mikroživin, zejména pyridoxin (vitamín B6), biotin, vápník, magnézium a zinek je nutné. Nedostatek těchto mikroživin vede ke snížení aktivity desaturázy, což má za následek zhoršenou syntézu kyseliny gama-linolenové a následně kyseliny dihomo-gama-linolenové a kyseliny arachidonové. Kromě nedostatku mikroživin je aktivita delta-6 desaturázy také inhibována následujícími faktory:
- Zvýšený příjem nasycených a nenasycených mastné kyseliny, jako je kyselina olejová (C18: 1; n-9-FS), kyselina linolová (C18: 2; n-6-FS) a kyselina alfa-linolenová (C18: 3; n-3-FS) a také kyselina arachidonová (C20: 4; n-6-FS), kyselina eikosapentaenová (EPA, C20: 5; n-3-FS) a kyselina dokosahexaenová (DHA, C22: 5; n-3-FS).
- Alkohol konzumace ve vysokých dávkách a po dlouhou dobu, chronická konzumace alkoholu.
- Atopický ekzém (neurodermatitida)
- Nadměrná konzumace nikotinu
- Obezita (obezita, BMI ≥ 30 kg / m2)
- Hypercholesterolemie (zvýšený cholesterol)
- Hyperinzulinémie (zvýšená inzulín úrovně).
- Na inzulínu závislý diabetes mellitus
- Nemoc jater
- Virové infekce
- Stres - uvolňování lipolytik hormonů, Jako adrenalin, což vede ke štěpení triglyceridů (TG, trojné estery trojmocného alkohol glycerol s třemi mastné kyseliny) a uvolňování nasycených a nenasycených mastných kyselin stimulací triglyceridů lipáza.
- Stárnutí
- Fyzická nečinnost
U atopika dochází k primárnímu snížení aktivity delta-6 desaturázy, které je patologicky významné ekzém (chronické, nepřenosné kůže choroba), předmenstruační syndrom (PMS) (extrémně složité příznaky u žen vyskytující se v každém menstruačním cyklu, začínající 4 dny až 2 týdny před menstruace a obvykle mizí po menopauza), benigní mastopatie (běžná, benigní změna v žlázové tkáni prsu) a migréna. Podle mnoha studií vede suplementace GLA k významnému zlepšení příslušného klinického obrazu. Kromě metabolizace (metabolizace) kyseliny linolové (C18: 3; n-6-FS) je delta-6-desaturáza také zodpovědná za přeměna kyseliny alfa-linolenové (C18: 3; n-3-FS) na jiné fyziologicky důležité polynenasycené mastné kyseliny kyseliny, Jako kyselina eikosapentaenová (C20: 5; n-3-FS) a kyselina dokosahexaenová (C22: 6; n-3-FS) a pro přeměnu kyseliny olejové (C18: 1; n-9-FS). Kyselina linolová, kyselina alfa-linolenová a kyselina olejová tedy soutěží jako substráty pro stejný enzymový systém. Čím vyšší je přísun kyseliny linolové, tím vyšší je afinita k delta-6-desaturase a tím více syntetizovatelné GLA. Pokud však příjem kyseliny linolové významně převyšuje příjem kyseliny alfa-linolenové, je to možné vést ke zvýšené endogenní syntéze prozánětlivé (prozánětlivé) n-6-FS kyseliny arachidonové a snížené endogenní syntéze protizánětlivé (protizánětlivé) n-3-FS kyselina eikosapentaenová. To ilustruje význam kvantitativně vyváženého poměru kyseliny linolové a kyseliny alfa-linolenové v EU strava. Podle Německé společnosti pro výživu (DGE) je poměr omega-6 k omega-3 mastným kyseliny ve stravě by mělo být 5: 1, pokud jde o preventivně účinné složení.
Vstřebávání
GLA může být přítomen ve stravě jak ve volné formě, tak ve vázané formě triglyceridů (TG, trojné estery trojmocného alkohol glycerol se třemi mastnými kyseliny) a Fosfolipidy (PL, fosfor-obsahující, amfifilní lipidy jako základní složky buněčných membrán), které podléhají mechanické a enzymatické degradaci v gastrointestinálním traktu (ústa, žaludek, tenké střevo). Mechanickou disperzí - žvýkáním, žaludeční a střevní peristaltikou - a působením žluč, dietní lipidy jsou emulgovány, a tak se štěpí na malé kapičky oleje (0.1-0.2 µm), které mohou být napadeny lipázami (enzymy které štěpí volné mastné kyseliny (FFS) lipidy → lipolýza). Pregastric (základna jazyk, zejména v raném dětství) a žaludeční (žaludek) lipázy iniciují štěpení triglyceridů a Fosfolipidy (10-30% dietních lipidů). Hlavní lipolýza (70-90% lipidů) se však vyskytuje v duodenum (duodenální) a jejunum (jejunum) působením pankreatických (pankreatických) esteráz, jako je pankreatická lipáza, karboxylester lipáza a fosfolipázy, jehož sekrece (sekrece) je stimulována cholecystokininem (CCK, peptidový hormon zažívacího traktu). Monoglyceridy (MG, glycerol esterifikován mastnou kyselinou, jako je GLA), lyso-Fosfolipidy (glycerol esterifikovaný a kyselina fosforečná) a volné mastné kyseliny, včetně GLA, vzniklé štěpením TG a PL se kombinují v lumen tenkého střeva spolu s dalšími hydrolyzovanými lipidy, jako je cholesterolu, a žlučové kyseliny za vzniku smíšených micel (sférické struktury o průměru 3 - 10 nm, ve kterých je lipid molekuly jsou uspořádány tak, aby voda- části rozpustné molekuly jsou otočeny směrem ven a části molekuly nerozpustné ve vodě jsou otočeny dovnitř) - micelární fáze pro solubilizaci (zvýšení rozpustnosti) - které umožňují příjem lipofilních (v tucích rozpustných) látek do enterocytů (buněk tenkého střeva) epitel) z duodenum a jejunum. Nemoci gastrointestinálního traktu spojené se zvýšenou produkcí kyseliny, jako je Zollinger-Ellisonův syndrom (zvýšená syntéza hormonu gastrin nádory v pankreatu nebo horní části tenké střevo), umět vést postiženým vstřebávání lipidů molekuly a tedy k steatorrhei (steatorea; patologicky zvýšený obsah tuku ve stolici), protože tendence k tvorbě micel klesá s poklesem pH v lumen střeva. Tlustý vstřebávání za fyziologických podmínek je mezi 85-95% a může nastat dvěma mechanismy. Na jedné straně MG, lyso-PL, cholesterolu a GLA může procházet fosfolipidovou dvojitou membránou enterocytů pomocí pasivní difúze kvůli jejich lipofilní povaze a na druhé straně zapojením membrány Proteinů, jako je FABPpm (protein vázající mastné kyseliny plazmatické membrány) a FAT (translokáza mastných kyselin), které jsou přítomny nejen v tenké střevo ale také v jiných tkáních, jako je játra, ledvina, tuková tkáň - adipocyty (tukové buňky), srdce a placenta (placenta), umožňující absorpci lipidů do buněk. Dieta s vysokým obsahem tuku stimuluje intracelulární expresi FAT. V enterocytech se GLA, která byla začleněna jako volná mastná kyselina nebo ve formě monoglyceridů a uvolňována pod vlivem intracelulárních lipáz, váže na FABPc (protein vázající mastné kyseliny v cytosol), který má vyšší afinitu k nenasyceným než k nasyceným mastným kyselinám s dlouhým řetězcem a je exprimován zejména v kartáčovém okraji jejuna. Následná aktivace GLA vázaného na protein pomocí adenosin trifosfát (ATP) -závislý acyl-koenzym A (CoA) syntetáza (→ GLA-CoA) a přenos GLA-CoA na ACBP (protein vázající acyl-CoA), který slouží jako intracelulární směs a transportér aktivovaného dlouhého řetězce mastné kyseliny (acyl-CoA), umožňuje resyntézu triglyceridů a fosfolipidů v hladkém endoplazmatickém retikulu (bohatě rozvětvený kanálový systém rovinných dutin uzavřených membránami) na jedné straně a - odstraněním mastných kyselin z difúzní rovnováhy - začlenění dalších mastných kyselin do enterocytů na straně druhé. Poté následuje inkorporace TG a PL obsahující GLA do chylomikronů (CM, lipoproteiny), které se skládají z lipidů-triglyceridů, fosfolipidů, cholesterolu a estery cholesterolu - a apolipoproteiny (proteinová část lipoproteinů, funkce jako strukturální lešení a / nebo rozpoznávání a dokování molekulynapříklad pro membránové receptory), jako je apo B48, AI a AIV, a jsou odpovědné za transport lipidů ze stravy absorbovaných ve střevě do periferních tkání a játra. Místo transportu v chylomikronech mohou být TG a PL obsahující GLA také transportovány do tkání začleněných do VLDL (velmi nízké hustota lipoproteiny). K odstranění absorbovaných dietních lipidů pomocí VLDL dochází zejména ve stavu hladovění. Reesterifikace lipidů v enterocytech a jejich zabudování do chylomikronů může být narušena u některých onemocnění, jako je Addisonova nemoc (primární adrenokortikální nedostatečnost) a lepek-indukovaná enteropatie (chronické onemocnění z sliznice tenkého střeva kvůli nesnášenlivost lepku), což má za následek snížení tuku vstřebávání a nakonec steatorea (patologicky zvýšený obsah tuku ve stolici). Při nedostatku může být rovněž narušena absorpce tuku ve střevě žluč sekrece kyseliny a pankreatické šťávy, například v cystická fibróza (vrozená chyba metabolismu spojená s dysfunkcí exokrinních žláz v důsledku dysfunkce chlorid kanály) a v případě nadměrného příjmu vláknina (nestravitelné složky potravy, které mimo jiné tvoří nerozpustné komplexy s tuky).
Doprava a distribuce
Chylomikrony bohaté na lipidy (skládající se z 80-90% triglyceridů) jsou vylučovány do intersticiálních prostorů enterocytů exocytózou (transport látek z buňky) a transportovány pryč přes lymfy. Přes truncus intestinalis (nepárový lymfatický sběrný kmen břišní dutiny) a ductus thoracicus (lymfatický sběrný kmen hrudní dutiny) vstupují chylomikrony do podklíčkové žíla (podklíčková žíla), respektive krční žíla (krční žíla), které se sbíhají a tvoří brachiocefalickou žílu (levá strana) - angulus venosus (žilní úhel). Venae brachiocephalicae na obou stranách se spojily a vytvořily nepárového představeného vena cava (superior vena cava), která ústí do pravé síně z srdce (atrium cordis dextrum). Čerpací silou srdce, chylomikrony jsou zavedeny do periferních oběh, kde mají poločas rozpadu (čas, ve kterém je hodnota, která se s časem exponenciálně snižuje na polovinu) asi 30 minut. Během transportu do jater se většina triglyceridů z chylomikronů štěpí na glycerol a volné mastné kyseliny, včetně GLA, působením lipoproteinu lipáza (LPL) umístěný na povrchu endotelových buněk krev kapiláry, které jsou absorbovány periferními tkáněmi, jako jsou svaly a tukové tkáně, částečně pasivní difúzí a částečně zprostředkovaným nosičem - FABPpm; TLUSTÝ. Tímto procesem se chylomikrony degradují na zbytky chylomikronu (CM-R, částice zbytku chylomikronu s nízkým obsahem tuku), které se zprostředkované apolipoproteinem E (ApoE) vážou na specifické receptory v játrech. K vychytávání CM-R do jater dochází prostřednictvím receptorem zprostředkované endocytózy (invaze z buněčná membrána → uškrcení vezikul obsahujících CM-R (endosomy, buněčné organely) do buněčného vnitřku). Endosomy bohaté na CM-R fúzují s lysozomy (buněčné organely s hydrolýzou enzymy) v cytosolu jaterních buněk, což má za následek štěpení volných mastných kyselin, včetně GLA, z lipidů v CM-R. Po navázání uvolněného GLA na FABPc, jeho aktivaci ATP-dependentní acyl-CoA syntetázou a přenosu GLA-CoA na ACBP dochází k reesterifikaci triglyceridů a fosfolipidů. Resyntetizované lipidy mohou být dále metabolizovány (metabolizovány) v játrech a / nebo zabudovány do VLDL (velmi nízké hustota lipoproteiny), které jimi procházejí krví do extrahepatálních („mimo játra“) tkání. Jako VLDL cirkulující v krev váže se na periferní buňky, triglyceridy jsou štěpeny působením LPL a uvolněné mastné kyseliny, včetně GLA, jsou internalizovány pasivní difúzí a transmembránovým transportem Proteinů, například FABPpm a FAT. To má za následek katabolismus VLDL na IDL (meziprodukt hustota lipoproteiny). Částice IDL mohou být buď receptory zprostředkovány játry a zde degradovány, nebo metabolizovány v krevní plazmě triglyceridovou lipázou na cholesterol bohatý LDL (lipoproteiny s nízkou hustotou), který zásobuje periferní tkáně cholesterolem. V buňkách cílových tkání, jako je krev, játra, mozek, srdce a kůže, GLA může být zabudován do fosfolipidů buněčných membrán i do membrán buněčných organel, jako je mitochondrie („Energetické elektrárny“ buněk) a lysozomy (buněčné organely s kyselým pH a trávením enzymy), v závislosti na funkci a potřebách buňky, jako výchozí látka pro syntézu kyseliny dihomo-gama-linolenové, a tedy protizánětlivé (protizánětlivé), vazodilatační (vazodilatační) a inhibiční agregace krevních destiček eikosanoidy (hormony podobné látky, které působí jako imunomodulátory a neurotransmitery), jako je prostaglandin E1 (PGE1), uložený ve formě triglyceridů a / nebo oxidovaný za účelem výroby energie. Četné studie prokázaly, že struktura mastných kyselin fosfolipidů v buněčných membránách je silně závislá na složení mastných kyselin ve stravě. Vysoký příjem GLA tedy způsobuje zvýšení podílu GLA ve fosfolipidech plazmatické membrány, což má důsledky pro tekutost membrány, transport elektronů, aktivitu enzymových a receptorových systémů spojených s membránou, hormonální a imunologické aktivity, membránový ligand interakcí, propustnost (propustnost) a mezibuněčné interakce.
degradace
Katabolismus (štěpení) mastných kyselin se vyskytuje ve všech buňkách těla, zejména v játrech a svalových buňkách, a je lokalizován v mitochondrie („Energetické elektrárny“ článků). Výjimky jsou erytrocyty (červené krvinky), které nemají mitochondriea nervové buňky, které postrádají enzymy štěpící mastné kyseliny. Reakční proces katabolismu mastných kyselin se také nazývá ß-oxidace, protože k oxidaci dochází na atomu ß-C mastných kyselin. Při ß-oxidaci se dříve aktivované mastné kyseliny (acyl-CoA) oxidačně odbourávají na několik acetyl-CoA (aktivovaných octová kyselina skládající se ze 2 atomů C) v cyklu, který probíhá opakovaně. V tomto procesu je acyl-CoA zkrácen o 2 atomy C - což odpovídá jednomu acetyl-CoA - na „běh“. Na rozdíl od nasycených mastných kyselin, jejichž katabolismus probíhá podle ß-oxidační spirály, procházejí nenasycené mastné kyseliny, jako je GLA, během své degradace několika konverzními reakcemi - v závislosti na počtu dvojných vazeb - protože jsou v přírodě konfigurovány cis (oba substituenty jsou na stejné straně referenční roviny), ale pro ß-oxidaci musí být v trans-konfiguraci (oba substituenty jsou na opačných stranách referenční roviny). Aby byla k dispozici pro ß-oxidaci, musí být GLA vázaná v triglyceridech respektive fosfolipidech nejprve uvolněna hormonálně citlivými lipázami. V hladovění a stres situacích je tento proces (→ lipolýza) zesílen kvůli zvýšenému uvolňování lipolytik hormonů jako adrenalin. GLA uvolněná v průběhu lipolýzy je transportována krevním řečištěm - vázána na albumin (globulární protein) - do energeticky náročných tkání, jako jsou játra a svaly. V cytosolu buněk je GLA aktivována ATP-dependentní acyl-CoA syntetázou (→ GLA-CoA) a transportována přes vnitřní mitochondriální membránu do mitochondriální matrice pomocí karnitinu (kyselina 3-hydroxy-4-trimethylaminomáselná, kvartérní amonná sloučenina (NH4 +)), molekuly receptoru pro aktivované mastné kyseliny s dlouhým řetězcem. V mitochondriální matrici se GLA-CoA zavádí do ß-oxidace, jejíž cyklus probíhá dvakrát - následujícím způsobem.
- Acyl-CoA → alfa-beta-trans-enoyl-CoA (nenasycená sloučenina) → L-beta-hydroxyacyl-CoA → beta-ketoacyl-CoA → acyl-CoA (Cn-2).
Výsledkem je GLA zkrácená o 4 atomy C, která musí být před vstupem do dalšího reakčního cyklu enzymaticky transkonfigurována na své cis dvojné vazbě. Protože první dvojná vazba GLA - jak je patrné z COOH konce řetězce mastných kyselin - je umístěna na sudém atomu C (→ alfa-beta-cis-enoyl-CoA), dochází pod vlivem hydratázy (enzym, který ukládá H2O v molekule), alfa-beta-cis-enoyl-CoA se převádí na D-beta-hydroxyacyl-CoA a poté pod vlivem epimerázy (enzymu, který mění asymetrické uspořádání atomu C v molekule) se izomerizuje na L-beta-hydroxyacyl-CoA, což je meziprodukt ß-oxidace. Po dalším běhu ß-oxidačního cyklu a zkrácení řetězce mastných kyselin jiným tělem C2 nastává trans konfigurace další cis-dvojné vazby GLA, která - při pohledu z konce COOH řetězce mastných kyselin - je lokalizována na lichém atomu C (→ beta-gama-cis-enoyl-CoA). Za tímto účelem se beta-gama-cis-enoyl-CoA izomerizuje působením izomerázy na alfa-beta-trans-enoyl-CoA, který se zavádí přímo do svého reakčního cyklu jako meziprodukt ß-oxidace. Dokud se aktivovaná GLA úplně nerozloží na acetyl-CoA, je nutná další konverzní reakce (hydratáza-epimerázová reakce) a dalších 5 β-oxidačních cyklů, takže celková ß-oxidace proběhne 8krát, 3 konverzní reakce (1 izomeráza, Proběhnou 2 hydratázové-epimerázové reakce) - což odpovídá 3 existujícím cis-dvojným vazbám - a vytvoří se 9 acetyl-CoA a také redukované koenzymy (8 NADH2 a 5 FADH2). Acetyl-CoA, který je výsledkem katabolismu GLA, se zavádí do citrátového cyklu, ve kterém dochází k oxidační degradaci organických látek za účelem získání redukovaných koenzymů, jako jsou NADH2 a FADH2, které společně se sníženými koenzymy z ß-oxidace v řetězce se používají k syntéze ATP (adenosin trifosfát, univerzální forma okamžitě dostupné energie). Přestože nenasycené mastné kyseliny vyžadují během ß-oxidace konverzní reakce (cis → trans), celotělové analýzy u potkanů krmených bez tuku odhalily, že značené nenasycené mastné kyseliny vykazují podobnou rychlou degradaci jako nasycené mastné kyseliny.
Vylučování
Za fyziologických podmínek by vylučování tuků ve stolici nemělo překročit 7% při příjmu tuku 100 g / den kvůli vysoké rychlosti absorpce (85-95%). Malassimilační syndrom (zhoršené využití živin v důsledku sníženého rozpadu a / nebo absorpce), například v důsledku nedostatečného žluč sekrece kyseliny a pankreatické šťávy v cystická fibróza (vrozená porucha metabolismu spojená s dysfunkcí exokrinních žláz v důsledku dysfunkce chlorid kanály) nebo nemoci tenkého střeva, jako je celiakie (chronické onemocnění z sliznice tenkého střeva kvůli nesnášenlivost lepku), umět vést ke snížení absorpce tuku ve střevě a tím k steatorea (patologicky zvýšený obsah tuku (> 7%) ve stolici).
