Gamma-linolensyre (GLA) er en langkjedet (≥ 12 karbon (C) atomer), flerumettet (> 1 dobbeltbinding) fettsyre (Engl. PUFA, flerumettet fettsyrer), som tilhører gruppen av omega-6 fettsyrer (n-6-FS, første dobbeltbinding er lokalisert ved den sjette CC-bindingen sett fra metyl (CH3) enden av fettsyrekjeden) - C18: 3; n-6 [2, 14-16, 24, 29, 42, 44]. GLA kan leveres både gjennom kosthold, hovedsakelig av vegetabilske oljer, som borage frøolje (ca. 20%), solbærfrøolje (15-20%), nattlys olje (ca. 10%) og hampfrøolje (ca. 3%), og syntetisert i den menneskelige organismen fra den essensielle (vitale) n-6 FS linolsyre (C18: 2).
Syntese
Linolsyre er forløperen (forløperen) for den endogene (endogene) syntesen av GLA og kommer ut i kroppen utelukkende fra kosthold gjennom naturlig fett og oljer, som saflor, solsikke, mais kim-, soyabønne-, sesam- og hampoljer, samt pekannøtter, Brasil nøtterog furu nøtter. Omdannelsen av linolsyre til GLA skjer i den sunne menneskelige organismen ved desaturering (innsetting av en dobbeltbinding, gjør en mettet forbindelse til en umettet) i det glatte endoplasmatiske retikulumet (strukturelt rik celleorganell med et kanalsystem med hulrom, omgitt av membraner) av leukocytter (hvit blod celler) og leveren celler ved hjelp av delta-6-desaturase (enzym som setter inn en dobbeltbinding ved den sjette CC-bindingen - sett fra karboksyl (COOH) enden av fettsyrekjeden - ved å overføre elektroner) .. GLA tjener igjen som utgangsstoff for den endogene syntesen av dihomo-gamma-linolensyre (C20: 3; n-6-FS), hvorfra arakidonsyre (C20: 4; n-6-FS) er avledet. Mens GLA-syntese fra linolsyre er relativt treg, er metabolisering (metabolisering) av GLA til dihomo-gamma-linolensyre veldig rask. For å opprettholde aktiviteten til delta-6-desaturase, en tilstrekkelig tilførsel av visse mikronæringsstoffer, spesielt pyridoksin (vitamin B6), biotin, kalsium, magnesium og sink er nødvendig. En mangel på disse mikronæringsstoffene fører til en reduksjon i desaturase-aktivitet, noe som resulterer i nedsatt syntese av gamma-linolensyre og deretter dihomo-gamma-linolensyre og arakidonsyre. I tillegg til mikronæringsstoffmangel hemmes delta-6 desaturase-aktivitet også av følgende faktorer:
- Økt inntak av mettet og umettet fettsyrer, slik som oljesyre (C18: 1; n-9-FS), linolsyre (C18: 2; n-6-FS) og alfa-linolensyre (C18: 3; n-3-FS) samt arakidonsyre (C20: 4; n-6-FS), eikosapentaensyre (EPA, C20: 5; n-3-FS) og docosaheksaensyre (DHA, C22: 5; n-3-FS).
- Alkohol forbruk i høye doser og over lang tid, kronisk alkoholforbruk.
- Atopisk eksem (nevrodermatitt)
- Overdreven nikotinforbruk
- Fedme (fedme, BMI ≥ 30 kg / m2)
- Hyperkolesterolemi (forhøyet kolesterol)
- Hyperinsulinemi (forhøyet insulin nivåer).
- Insulinavhengig diabetes mellitus
- Leversykdom
- Virusinfeksjoner
- Stress - frigjøring av lipolytisk hormoner, Eksempel adrenalin, som fører til spaltning av triglyserider (TG, trippelestere av det treverdige alkohol glyserol med tre fettsyrer) og frigjøring av mettede og umettede fettsyrer gjennom stimulering av triglyserid lipase.
- Aldring
- Mangel på fysisk aktivitet
En primær reduksjon i aktiviteten til delta-6 desaturase, som er patologisk signifikant, forekommer i atopisk eksem (kronisk, ikke-smittsom hud sykdom), premenstruelt syndrom (PMS) (ekstremt komplekse symptomer hos kvinner som forekommer i hver menstruasjonssyklus, begynner 4 dager til 2 uker før menstruasjon og forsvinner vanligvis etter menopause), godartet mastopati (vanlig, godartet forandring i kjertelvevet i brystet), og migrene. I følge mange studier fører tilskudd med GLA til en betydelig forbedring av det respektive kliniske bildet. I tillegg til metabolisering (metabolisering) av linolsyre (C18: 3; n-6-FS), er delta-6-desaturase også ansvarlig for omdannelse av alfa-linolensyre (C18: 3; n-3-FS) til annet fysiologisk viktig flerumettet fett syrer, Eksempel eikosapentaensyre (C20: 5; n-3-FS) og docosaheksaensyre (C22: 6; n-3-FS), og for omdannelse av oljesyre (C18: 1; n-9-FS). Dermed konkurrerer linolsyre, alfa-linolensyre og oljesyre som substrater for det samme enzymsystemet. Jo høyere tilførsel av linolsyre, jo høyere affinitet for delta-6-desaturase og jo mer GLA kan syntetiseres. Imidlertid, hvis inntaket av linolsyre overstiger betydelig alfa-linolensyre, kan dette føre til økt endogen syntese av proinflammatorisk (proinflammatorisk) n-6-FS arakidonsyre og redusert endogen syntese av antiinflammatorisk (antiinflammatorisk) n-3-FS eikosapentaensyre. Dette illustrerer relevansen av et kvantitativt balansert forhold mellom linolsyre og alfa-linolensyre i kosthold. Ifølge det tyske ernæringsforeningen (DGE) er forholdet mellom omega-6 og omega-3 fettig syrer i dietten bør være 5: 1 når det gjelder en forebyggende effektiv sammensetning.
Absorpsjon
GLA kan være tilstede i dietten både i fri form og innbundet triglyserider (TG, trippelestere av det treverdige alkohol glyserol med tre fettete syrer) Og fosfolipider (PL, fosfor-holdig, amfifil lipider som essensielle komponenter i cellemembraner), som er utsatt for mekanisk og enzymatisk nedbrytning i mage-tarmkanalen (munn, mage, tynntarm). Gjennom mekanisk spredning - tygging, mage- og tarmperistaltikk - og under påvirkning av galle, kosthold lipider emulgeres og brytes dermed ned i små oljedråper (0.1-0.2 µm) som kan angripes av lipaser (enzymer som spalter frie fettsyrer (FFS) fra lipider → lipolyse). Pregastric (base av tunge, primært i tidlig barndom) og gastrisk (mage) lipaser initierer spaltning av triglyserider og fosfolipider (10-30% av diettlipider). Imidlertid forekommer hovedlipolysen (70-90% av lipidene) i tolvfingertarmen (duodenal) og jejunum (jejunum) under påvirkning av pankreas (pankreas) esteraser, slik som bukspyttkjertel lipase, karboksylesterlipase, og fosfolipase, hvis utskillelse (sekresjon) stimuleres av kolecystokinin (CCK, peptidhormon i mage-tarmkanalen). Monoglyseridene (MG, glyserol forestret med en fettsyre, slik som GLA), lyso-fosfolipider (glyserol forestret med en fosforsyre), og frie fettsyrer, inkludert GLA, som skyldes TG- og PL-spalting kombineres i tynntarmslumen sammen med andre hydrolyserte lipider, som f.eks. kolesterolog gallesyrer for å danne blandede miceller (sfæriske strukturer med en diameter på 3-10 nm, hvor lipiden molekyler er ordnet slik at Vann-oppløselige molekyldeler vendes utover og de vannuoppløselige molekyldelene vendes innover) - micellær fase for oppløseliggjøring (økning i løselighet) - som muliggjør opptak av lipofile (fettløselige) stoffer i enterocytter (celler i tynntarmen epitel) av tolvfingertarmen og jejunum. Sykdommer i mage-tarmkanalen assosiert med økt syreproduksjon, som f.eks Zollinger-Ellison syndrom (økt syntese av hormonet gastrin av svulster i bukspyttkjertelen eller øvre tynntarm), kan føre til funksjonshemmede absorpsjon av lipid molekyler og dermed til steatorrhea (steatorrhea; patologisk økt fettinnhold i avføringen), siden tendensen til å danne miceller avtar med en reduksjon i pH i tarmlumen. fett absorpsjon under fysiologiske forhold er mellom 85-95% og kan forekomme av to mekanismer. På den ene siden MG, lyso-PL, kolesterol og GLA kan passere gjennom fosfolipid dobbeltmembran av enterocytter ved passiv diffusjon på grunn av deres lipofile natur, og på den annen side ved involvering av membran proteiner, slik som FABPpm (fettsyrebindende protein i plasmamembranen) og FAT (fettsyretranslokase), som ikke bare er tilstede i tynntarm men også i andre vev, som f.eks leveren, nyre, fettvev - fettceller (fettceller), hjerte og placenta (morkake), for å tillate lipidopptak i cellene. Et fettfattig kosthold stimulerer intracellulær ekspresjon av FAT. I enterocytter er GLA, som ble innlemmet som en fri fettsyre eller i form av monoglyserider og frigitt under påvirkning av intracellulære lipaser, bundet til FABPc (fettsyrebindende protein i cytosolen), som har høyere affinitet for umettede enn for mettede langkjedede fettsyrer og uttrykkes spesielt i penselgrensen til jejunum. Påfølgende aktivering av proteinbundet GLA av adenosin trifosfat (ATP) -avhengig acyl-koenzym A (CoA) syntetase (→ GLA-CoA) og overføring av GLA-CoA til ACBP (acyl-CoA-bindende protein), som fungerer som et intracellulært basseng og transportør av aktivert langkjedet fettsyrer (acyl-CoA), muliggjør resyntese av triglyserider og fosfolipider i det glatte endoplasmatiske retikulumet (rikt forgrenet kanalsystem med plane hulrom omsluttet av membraner) på den ene siden og - ved å fjerne fettsyrer fra diffusjonsvekt - innlemmelse av ytterligere fettsyrer i enterocytter på den andre. Dette følges av inkorporering av henholdsvis GLA-holdig TG og PL i chylomikroner (CM, lipoproteiner), som består av lipider-triglyserider, fosfolipider, kolesterol og kolesterolestere-og apolipoproteiner (proteindel av lipoproteiner, fungerer som strukturelle stillas og / eller gjenkjenning og docking molekylerfor membranreseptorer), som apo B48, AI og AIV, og er ansvarlige for transporten av lipider i kosten absorbert i tarmen til perifere vev og leveren. I stedet for å bli transportert i chylomikroner, kan henholdsvis GLA-holdige TG og PL også transporteres til vev inkorporert i VLDL (veldig lavt tetthet lipoproteiner). Fjerning av absorberte diettlipider av VLDL forekommer spesielt i sultetilstand. Re-forestring av lipider i enterocytter og deres innlemmelse i chylomicrons kan svekkes i visse sykdommer, som f.eks. Addisons sykdom (primær binyrebarkinsuffisiens) og gluten-indusert enteropati (kronisk sykdom av slimhinne av tynntarmen pga glutenintoleranse), noe som resulterer i redusert fett absorpsjon og til slutt steatoré (patologisk økt fettinnhold i avføringen). Tarmfettabsorpsjon kan også svekkes i nærvær av mangelfull galle syre og bukspyttkjertelen juice sekresjon, for eksempel i cystisk fibrose (medfødt metabolisjefeil assosiert med dysfunksjon i eksokrine kjertler på grunn av dysfunksjon av klorid kanaler), og i nærvær av overdreven inntak av kostfiber (ufordøyelige matkomponenter som blant annet danner uoppløselige komplekser med fett).
Transport og distribusjon
Lipidrike chylomikroner (bestående av 80-90% triglyserider) skilles ut i de interstitielle rom av enterocytter ved eksocytose (transport av stoffer ut av cellen) og transporteres bort via lymfe. Via truncus intestinalis (uparret lymfatisk oppsamlingsstamme i bukhulen) og ductus thoracicus (lymfesamlingsstamme i brysthulen), kommer chylomikronene inn i subclavia blodåre (subclavian vene) og halsvenen (halsvenen), henholdsvis, som konvergerer for å danne brachiocephalic venen (venstre side) - angulus venosus (venøs vinkel). Venae brachiocephalicae fra begge sider forener seg for å danne den uparrede overlegen vena cava (superior vena cava), som åpner seg inn i høyre forkammer av hjerte (atrium cordis dextrum). Ved pumpekraften til hjerteblir chylomikroner introdusert i det perifere sirkulasjon, hvor de har en halveringstid (tid der en verdi som synker eksponentielt med tiden, halveres) på omtrent 30 minutter. Under transport til leveren spaltes de fleste triglyseridene fra chylomicrons i glyserol og frie fettsyrer, inkludert GLA, under påvirkning av lipoprotein lipase (LPL) plassert på overflaten av endotelceller av blod kapillærer, som tas opp av perifert vev, slik som muskel- og fettvev, delvis ved passiv diffusjon og delvis bærermediert - FABPpm; FETT. Gjennom denne prosessen blir chylomikroner nedbrutt til chylomicronrester (CM-R, low-fat chylomicron restpartikler), som, formidlet av apolipoprotein E (ApoE), binder til spesifikke reseptorer i leveren. Opptak av CM-R i leveren skjer via reseptormediert endocytose (invaginasjon av cellemembran → kvelning av CM-R-holdige vesikler (endosomer, celleorganeller) inn i celleinteriøret. De CM-R-rike endosomene smelter sammen med lysosomer (celleorganeller med hydrolysering enzymer) i cytosolen i leverceller, noe som resulterer i spaltning av frie fettsyrer, inkludert GLA, fra lipider i CM-R. Etter binding av den frigitte GLA til FABPc, forekommer dens aktivering av ATP-avhengig acyl-CoA-syntetase og overføring av GLA-CoA til ACBP, reesterifisering av triglyserider og fosfolipider. De resyntetiserte lipidene kan metaboliseres ytterligere (metaboliseres) i leveren og / eller inkorporeres i VLDL (veldig lav tetthet lipoproteiner) for å passere dem via blodet til ekstrahepatisk ("utenfor leveren") vev. Som VLDL sirkulerer i blod binder seg til perifere celler, triglyseridene spaltes ved virkning av LPL og de frigjorte fettsyrene, inkludert GLA, internaliseres ved passiv diffusjon og transmembrantransport proteiner, som henholdsvis FABPpm og FAT. Dette resulterer i katabolismen av VLDL til IDL (mellomliggende tetthet lipoproteiner). IDL-partikler kan enten tas opp av leveren på reseptormediert måte og nedbrytes der eller metaboliseres i blodplasmaet av en triglyseridlipase til den kolesterolrike LDL (lipoproteiner med lav tetthet), som forsyner kolesterol i perifere vev. I cellene i målvev, som blod, lever, hjerne, hjerte, og hud, Kan GLA inkorporeres i fosfolipidene i cellemembraner så vel som membranene i celleorganeller, slik som mitokondrier (“Energikraftverk” av celler) og lysosomer (celleorganeller med sur pH og fordøyelse enzymer), avhengig av funksjonen og behovene til cellen, som utgangsstoff for syntese av dihomo-gamma-linolensyre og dermed av antiinflammatorisk (antiinflammatorisk), vasodilatatorisk (vasodilator) og blodplateaggregeringshemmende eikosanoider (hormonlignende stoffer som fungerer som immunmodulatorer og nevrotransmittere), som prostaglandin E1 (PGE1), lagret i form av triglyserider, og / eller oksidert for å produsere energi. Tallrike studier har vist at fettsyremønsteret til fosfolipider i cellemembraner er sterkt avhengig av fettsyresammensetningen i dietten. Dermed forårsaker høyt GLA-inntak en økning i andelen GLA i plasmamembranfosfolipider, som har implikasjoner for membranfluiditet, elektrontransport, aktivitet av membranassosierte enzym- og reseptorsystemer, hormonelle og immunologiske aktiviteter, membranligand interaksjoner, permeabilitet (permeabilitet) og intercellular interaksjoner.
degradering
Katabolisme (nedbrytning) av fettsyrer forekommer i alle kroppens celler, spesielt lever- og muskelceller, og er lokalisert i mitokondrier (“Energikraftverk” av celler). Unntak er erytrocytter (røde blodlegemer), som ikke har noen mitokondrier, og nerveceller, som mangler enzymer som bryter ned fettsyrer. Reaksjonsprosessen med fettsyrekatabolisme kalles også ß-oksidasjon, siden oksidasjon skjer ved ß-C-atomet i fettsyrene. Ved ß-oksidasjon nedbrytes de tidligere aktiverte fettsyrene (acyl-CoA) oksidativt til flere acetyl-CoA (aktivert eddiksyre bestående av 2 C-atomer) i en syklus som kjøres gjentatte ganger. I denne prosessen forkortes acyl-CoA med 2 C-atomer - tilsvarende en acetyl-CoA - per "kjøring". I motsetning til mettede fettsyrer, hvis katabolisme skjer i henhold til ß-oksidasjonsspiralen, gjennomgår umettede fettsyrer, som GLA, flere konverteringsreaksjoner under nedbrytningen - avhengig av antall dobbeltbindinger - fordi de er cis-konfigurert i naturen (begge substituentene er på samme side av referanseplanet), men for ß-oksidasjon må de være i transkonfigurasjon (begge substituentene er på hver sin side av referanseplanet). For å bli gjort tilgjengelig for ß-oksidasjon, må GLA bundet i henholdsvis triglyserider og fosfolipider først frigjøres av hormonsensitive lipaser. I sult og stresset situasjoner intensiveres denne prosessen (→ lipolyse) på grunn av økt frigjøring av lipolytisk hormoner slik som adrenalin. GLA som frigjøres i løpet av lipolyse, transporteres via blodet - bundet til albumin (globulært protein) - til energiforbrukende vev som lever og muskler. I cytosol av celler aktiveres GLA av ATP-avhengig acyl-CoA-syntetase (→ GLA-CoA) og transporteres over den indre mitokondriale membranen inn i mitokondrie matrise ved hjelp av karnitin (3-hydroksy-4-trimetylamin-smørsyre, kvartær ammonium (NH4 +) forbindelse), et reseptormolekyl for aktiverte langkjedede fettsyrer. I mitokondriell matrise blir GLA-CoA introdusert i ß-oksidasjon, hvis syklus kjøres to ganger - som følger.
- Acyl-CoA → alfa-beta-trans-enoyl-CoA (umettet forbindelse) → L-beta-hydroksyacyl-CoA → beta-ketoacyl-CoA → acyl-CoA (Cn-2).
Resultatet er en GLA forkortet med 4 C-atomer, som må være enzymatisk transkonfigurert ved sin cis dobbeltbinding før du går inn i neste reaksjonssyklus. Siden den første dobbeltbindingen av GLA - sett fra COOH-enden av fettsyrekjeden - er plassert på et jevnt nummerert C-atom (→ alfa-beta-cis-enoyl-CoA), skjer det under påvirkning av en hydratase (enzym, som lagrer H2O i et molekyl), blir alfa-beta-cis-enoyl-CoA omdannet til D-beta-hydroksyacyl-CoA og deretter, under påvirkning av en epimerase (enzym som endrer det asymmetriske arrangementet av et C-atom i et molekyl), isomeriseres til L-beta-hydroksyacyl-CoA, som er et mellomprodukt av ß-oksidasjon. Etter en annen kjøring av en ß-oksidasjonssyklus og forkortelse av fettsyrekjeden med et annet C2-legeme, oppstår transkonfigurasjonen av neste cis-dobbeltbinding av GLA, som - sett fra COOH-enden av fettsyrekjeden - er lokalisert på et oddetalls C-atom (→ beta-gamma-cis-enoyl-CoA). For dette formål isomeriseres beta-gamma-cis-enoyl-CoA under påvirkning av en isomerase til alfa-beta-trans-enoyl-CoA, som blir introdusert direkte i reaksjonssyklusen som et mellomprodukt for ß-oksidasjon. Inntil den aktiverte GLA er fullstendig nedbrutt til acetyl-CoA, er det nødvendig med en annen konverteringsreaksjon (hydratase-epimerase-reaksjon) og 5 andre ß-oksidasjons-sykluser, slik at totalt ß-oksidasjon kjøres 8 ganger, 3 konverteringsreaksjoner (1 isomerase, 2 hydratase-epimerase-reaksjoner) - tilsvarende 3 eksisterende cis-dobbeltbindinger - finner sted og 9 acetyl-CoA samt reduserte koenzymer (8 NADH2 og 5 FADH2) dannes. Acetyl-CoA som følge av GLA-katabolisme blir introdusert i sitratsyklusen, der oksidativ nedbrytning av organisk materiale skjer med det formål å oppnå reduserte koenzymer, slik som NADH2 og FADH2, som sammen med de reduserte koenzymer fra ß-oksidasjon i luftveiene kjede brukes til å syntetisere ATP (adenosin trifosfat, universell form av umiddelbart tilgjengelig energi). Selv om umettede fettsyrer krever konverteringsreaksjoner (cis → trans) under ß-oksidasjon, avslørte helkroppsanalyser i fettfrie matede rotter at merkede umettede fettsyrer utviser tilsvarende rask nedbrytning som mettede fettsyrer.
utskillelse
Under fysiologiske forhold, bør ikke fettutskillelse i avføring overstige 7% ved et fettinntak på 100 g / dag på grunn av den høye absorpsjonshastigheten (85-95%). Et malassimilasjonssyndrom (nedsatt bruk av næringsstoffer på grunn av redusert sammenbrudd og / eller absorpsjon), for eksempel på grunn av mangelfull galle syre og bukspyttkjertel juice sekresjon i cystisk fibrose (medfødt metabolisjefeil, assosiert med dysfunksjon av eksokrine kjertler på grunn av dysfunksjon av klorid kanaler) eller sykdommer i tynntarmen, for eksempel cøliaki (kronisk sykdom av slimhinne av tynntarmen pga glutenintoleranse), kan føre til reduksjon av tarmfettabsorpsjon og dermed til steatorrhea (patologisk økt fettinnhold (> 7%) i avføringen).
