Acide eicosapentaénoïque (EPA) est une chaîne longue (≥ 12 carbone (C) atomes), acide gras polyinsaturé (> 1 double liaison) (anglais: AGPI, polyinsaturés Les acides gras) appartenant au groupe des acides gras oméga-3 (n-3 FS, la première double liaison est présente - vue de l'extrémité méthyle (CH3) de la chaîne d'acide gras - à la troisième liaison CC) - C20: 5; n-3. L'EPA peut être fourni à la fois par le régime, principalement à travers les huiles de poissons marins gras, tels que le maquereau, le hareng, l'anguille et le saumon, et synthétisée (formée) dans l'organisme humain à partir de l'acide alpha-linolénique n-3 FS essentiel (vital) (C18: 3).
Synthèse
L'acide alpha-linolénique est le précurseur (précurseur) de la synthèse endogène (endogène) de l'EPA et pénètre dans l'organisme exclusivement par le régime, principalement à travers les huiles végétales, telles que qualité, noyer, les huiles de canola et de soja. Par désaturation (insertion de doubles liaisons, transformation d'un composé saturé en un insaturé) et allongement (allongement de la chaîne d'acides gras de 2 atomes de carbone), l'acide alpha-linolénique est métabolisé (métabolisé) en EPA dans le réticulum endoplasmique lisse (structurellement organite cellulaire riche avec un système de canaux de cavités entourées de membranes) de leucocytes (blanc sang cellules) et foie cellules. La conversion de l'acide alpha-linolénique en EPA se déroule comme suit.
- Acide alpha-linolénique (C18: 3) → C18: 4 par la delta-6 désaturase (enzyme qui insère une double liaison à la sixième liaison CC - vue de l'extrémité carboxyle (COOH) de la chaîne d'acide gras - en transférant des électrons) .
- C18: 4 → C20: 4 par l'élongase d'acide gras (enzyme qui s'allonge Les acides gras par un corps C2).
- C20: 4 → l'acide eicosapentaénoïque (C20: 5) par la delta-5 désaturase (enzyme qui insère une double liaison à la cinquième liaison CC - vue de l'extrémité carboxyle (COOH) de la chaîne d'acide gras - en transférant des électrons).
Les femmes présentent une synthèse d'EPA plus efficace à partir de l'acide alpha-linolénique que les hommes, ce qui peut être attribué aux effets des œstrogènes. Alors que les jeunes femmes en bonne santé convertissent environ 21% de l'acide alpha-linolénique fourni par voie alimentaire (par la nourriture) en EPA, seulement environ 8% de l'acide alpha-linolénique provenant des aliments est converti en EPA chez les jeunes hommes en bonne santé. Pour assurer la synthèse endogène de l'EPA, une activité suffisante des désaturases delta-6 et delta-5 est nécessaire. Les deux désaturases nécessitent certains micronutriments, en particulier pyridoxine (vitamine B6), biotine, calcium, magnésium et zinc, pour maintenir leur fonction. Une carence en ces micronutriments conduit à une diminution de l'activité de désaturase et par la suite à une altération de la synthèse de l'EPA. En plus de la carence en micronutriments, l'activité delta-6 désaturase est également inhibée par les facteurs suivants:
- Augmentation de la consommation de saturés et insaturés Les acides gras, comme l'acide oléique (C18: 1; n-9-FS) et l'acide linoléique (C18: 2; n-6-FS).
- Alcool consommation à fortes doses et sur une longue période, consommation chronique d'alcool.
- Augmentation du cholestérol
- Diabète sucré insulino-dépendant
- Les infections virales
- Stress - libération de lipolytique hormones, comme l'épinéphrine, qui conduit au clivage de triglycérides (TG, triples esters du trivalent alcool glycérol avec trois gras des acides) et la libération d'acides gras saturés et insaturés par stimulation des triglycérides lipase.
- anti-âge
En plus de la synthèse d'EPA à partir de l'acide alpha-linolénique, la delta-6 et la delta-5 désaturase et l'élongase d'acide gras sont également responsables de la conversion de l'acide linoléique (C18: 2; n-6-FS) en acide arachidonique (C20: 4 ; n-6-FS) et de l'acide oléique (C18: 1; n-9-FS) à l'acide eicosatriénoïque (C20: 3; n-9-FS), respectivement. Ainsi, l'acide alpha-linolénique et l'acide linoléique entrent en compétition pour les mêmes systèmes enzymatiques dans la synthèse d'autres graisses polyinsaturées biologiquement importantes des acides, avec l'acide alpha-linolénique ayant une affinité plus élevée (liaison force) pour la delta-6 désaturase par rapport à l'acide linoléique Si, par exemple, plus d'acide linoléique que d'acide alpha-linolénique est fourni dans le régime, il existe une synthèse endogène accrue de l'acide arachidonique acide gras oméga-6 pro-inflammatoire (favorisant l'inflammation) et une synthèse endogène réduite de l'acide gras oméga-3 anti-inflammatoire (anti-inflammatoire) EPA. Cela illustre la pertinence d'un rapport quantitativement équilibré d'acide linoléique à l'acide alpha-linolénique dans l'alimentation. Selon la Société allemande de nutrition (DGE), le rapport des oméga-6 aux oméga-3 gras des acides dans le régime devrait être de 5: 1 en termes d'une composition préventivement efficace. L'apport excessif d'acide linoléique - conformément au régime alimentaire actuel (via les huiles de germe de céréales, huile de tournesol, margarine végétale et diététique, etc.) et l'activité enzymatique sous-optimale, en particulier de la delta-6 désaturase en raison de carences fréquentes en micronutriments, interactions, les influences hormonales, etc., sont la raison pour laquelle la synthèse d'EPA à partir de l'acide alpha-linolénique chez l'homme est très lente et à un faible niveau (maximum 10% en moyenne), c'est pourquoi l'EPA est considéré comme un composé essentiel (vital) d'aujourd'hui perspective. Pour atteindre la quantité requise de 1 g d'EPA, l'apport d'environ 20 g d'acide alpha-linolénique pur - correspondant à environ 40 g d'huile de lin - est nécessaire. Cependant, ce montant n'est pas pratique, ce qui rend la consommation de EPA riche du froid-d'eau poisson, comme le hareng et le maquereau, (2 repas de poisson / semaine, correspondant à 30-40 g de poisson / jour) ou le administration de l'EPA à travers l'huile de poisson capsules si important. Seule une alimentation riche en EPA assure des concentrations optimales de cet acide gras hautement insaturé dans le corps humain.
Absorption
L'EPA peut être présent dans l'alimentation à la fois sous forme libre et lié à triglycérides (TG, triples esters du trivalent alcool glycérol avec trois acides gras) et Phospholipides (PL, phosphore-contenant amphiphile lipides comme composants essentiels des membranes cellulaires), qui sont sujettes à une dégradation mécanique et enzymatique dans le tractus gastro-intestinal (bouche, estomac, intestin grêle). Par dispersion mécanique - mastication, péristaltisme gastrique et intestinal - et sous l'action de bile, diététique lipides sont émulsionnés et ainsi décomposés en petites gouttelettes d'huile (0.1-0.2 µm) qui peuvent être attaquées par les lipases (enzymes qui clivent les acides gras libres (FFS) de lipides → lipolyse). Prégastrique (base de langue, principalement dans la petite enfance) et gastrique (estomac) les lipases initient le clivage de triglycérides et Phospholipides (10-30% des lipides alimentaires). Cependant, la lipolyse principale (70 à 90% des lipides) se produit dans le duodénum (duodénal) et jéjunum (jéjunum) sous l'action d'estérases pancréatiques (pancréatiques), telles que lipase, carboxylester lipase, et phospholipase, dont la sécrétion (sécrétion) est stimulée par la cholécystokinine (CCK, hormone peptidique du tractus gastro-intestinal). Les monoglycérides (MG, glycérol estérifié avec un acide gras, tel que l'EPA), lyso-Phospholipides (glycérol estérifié avec un acide phosphorique), et les acides gras libres, y compris l'EPA, résultant du clivage TG et PL se combinent dans la petite lumière intestinale avec d'autres lipides hydrolysés, tels que cholestérolet acides biliaires pour former des micelles mixtes (structures sphériques de 3 à 10 nm de diamètre, dans lesquelles le lipide molécules sont disposés de telle sorte que les d'eau-les parties de molécules solubles sont tournées vers l'extérieur et les parties de molécules insolubles dans l'eau sont tournées vers l'intérieur) - phase micellaire pour la solubilisation (augmentation de la solubilité) - qui permettent l'absorption de substances lipophiles (liposolubles) dans les entérocytes (cellules du petit intestin épithélium) du duodénum et jéjunum. Maladies du tractus gastro-intestinal associée à une production accrue d'acide, comme Syndrome de Zollinger-Ellison (augmentation de la synthèse de l'hormone gastrine par des tumeurs du pancréas ou de la partie supérieure intestin grêle), peut conduire avoir des facultés affaiblies absorption de lipide molécules et donc à la stéatorrhée (teneur en graisses pathologiquement augmentée dans les selles), car la tendance à former des micelles diminue avec une diminution du pH dans la lumière intestinale. Gros absorption dans des conditions physiologiques se situe entre 85 et 95% et peut se produire par deux mécanismes: d'une part, MG, lyso-PL, cholestérol et l'EPA peut traverser la double membrane phospholipidique des entérocytes par diffusion passive en raison de leur nature lipophile, et d'autre part, par l'implication de la membrane protéines, comme la FABPpm (protéine de liaison aux acides gras de la membrane plasmique) et la FAT (translocase d'acide gras), qui sont présentes dans d'autres tissus en plus de la intestin grêle tels que foie, un rein, tissu adipeux - adipocytes (cellules graisseuses), Cœur et placenta, pour permettre l'absorption des lipides dans les cellules. Un régime riche en graisses stimule l'expression intracellulaire (à l'intérieur de la cellule) de la graisse. Dans les entérocytes, l'EPA, qui a été incorporé (repris) sous forme d'acide gras libre ou sous forme de monoglycérides et libéré sous l'influence de lipases intracellulaires, est lié à la FABPc (protéine liant les acides gras dans le cytosol), qui a une affinité plus élevée pour les acides gras insaturés que pour les acides gras saturés à longue chaîne et s'exprime (se forme) en particulier dans la bordure en brosse du jéjunum. Activation ultérieure de l'EPA lié aux protéines par adénosine acyl-coenzyme A (CoA) synthétase (→ EPA-CoA) dépendante du triphosphate (ATP) et transfert de l'EPA-CoA à l'ACBP (acyl-CoA-binding protein), qui sert de pool intracellulaire et de transporteur de longue chaîne activée acides gras (acyl-CoA), permet la resynthèse des triglycérides et des phospholipides dans le réticulum endoplasmique lisse (système de canaux richement ramifiés de cavités planaires entourées de membranes) d'une part, et - en éliminant les acides gras de l'équilibre de diffusion - l'incorporation de d'autres acides gras dans les entérocytes de l'autre. Ceci est suivi par l'incorporation de TG et PL contenant de l'EPA, respectivement, dans des chylomicrons (CM, lipoprotéines) composés de lipides - triglycérides, phospholipides, cholestérol et les esters de cholestérol - et apolipoprotéines (partie protéique des lipoprotéines, fonctionne comme des échafaudages structurels et / ou reconnaissance et amarrage molécules, par exemple pour les récepteurs membranaires), tels que l'apo B48, AI et AIV, et sont responsables du transport des lipides alimentaires absorbés dans l'intestin vers les tissus périphériques et le foie. Au lieu d'être stockés dans des chylomicrons, les TG et les PL contenant de l'EPA, respectivement, peuvent également être transportés vers les tissus des VLDL (très faible densité lipoprotéines). L'élimination des lipides alimentaires absorbés par les VLDL se produit en particulier dans l'état de famine. La réestérification des lipides dans les entérocytes et leur incorporation dans les chylomicrons peuvent être altérées dans certaines maladies, telles que Maladie d'Addison (insuffisance corticosurrénale) et gluten-entéropathie induite (maladie chronique des muqueuse de l'intestin grêle en raison de Intolerance au gluten), entraînant une diminution de la graisse absorption et finalement la stéatorrhée (teneur en graisse pathologiquement augmentée dans les selles).
Transport et distribution
Les chylomicrons riches en lipides (constitués de 80 à 90% de triglycérides) sont sécrétés (sécrétés) dans les espaces interstitiels des entérocytes par exocytose (transport de substances hors de la cellule) et transportés via le lymphe. Via le truncus intestinalis (tronc collecteur lymphatique non apparié de la cavité abdominale) et le canal thoracique (tronc collecteur lymphatique de la cavité thoracique), les chylomicrons pénètrent dans la sous-clavière veine (veine sous-clavière) et la veine jugulaire (veine jugulaire), respectivement, qui convergent pour former la veine brachiocéphalique (côté gauche) - angulus venosus (angle veineux). Les venae brachiocephalicae des deux côtés s'unissent pour former le supérieur non apparié veine cave (veine cave supérieure), qui s'ouvre sur la oreillette droite des Cœur. Par la force de pompage du Cœur, les chylomicrons sont introduits dans le périphérique circulation, où ils ont une demi-vie (temps pendant lequel une valeur qui diminue de façon exponentielle avec le temps est divisée par deux) d'environ 30 minutes. Lors du transport vers le foie, la plupart des triglycérides des chylomicrons sont clivés en glycérol et en acides gras libres, dont l'EPA, sous l'action de la lipoprotéine lipase (LPL) situé à la surface des cellules endothéliales de sang capillaires, qui sont absorbés par les tissus périphériques, tels que les tissus musculaires et adipeux, en partie par diffusion passive et en partie médiée par un porteur - FABPpm; GROS. Grâce à ce processus, les chylomicrons sont dégradés en restes de chylomicrons (CM-R, particules résiduelles de chylomicrons à faible teneur en matière grasse), qui, médiée par l'apolipoprotéine E (ApoE), se lient à des récepteurs spécifiques dans le foie. via l'endocytose médiée par les récepteurs (invagination des membrane cellulaire → étranglement des vésicules contenant CM-R (endosomes, organites cellulaires) à l'intérieur de la cellule). Les endosomes riches en CM-R fusionnent avec les lysosomes (organites cellulaires avec hydrolyse enzymes) dans le cytosol des cellules hépatiques, entraînant le clivage des acides gras libres, y compris l'EPA, à partir des lipides contenus dans les CM-R. Après la liaison de l'EPA libéré au FABPc, son activation par l'acyl-CoA synthétase dépendante de l'ATP et le transfert de l'EPA-CoA à l'ACBP, une réestérification des triglycérides et des phospholipides se produit. Les lipides resynthétisés peuvent être davantage métabolisés (métabolisés) dans le foie et / ou incorporés dans les VLDL (très faible densité lipoprotéines) pour les traverser via la circulation sanguine vers les tissus extra-hépatiques («en dehors du foie»). Comme VLDL circulant dans le sang se lie aux cellules périphériques, les triglycérides sont clivés par l'action de la LPL et les acides gras libérés, dont l'EPA, sont internalisés par diffusion passive et transport transmembranaire protéines, comme FABPpm et FAT, respectivement. Il en résulte le catabolisme du VLDL en IDL (intermédiaire densité lipoprotéines) et par la suite LDL (lipoprotéines de basse densité; lipoprotéines de basse densité riches en cholestérol), qui alimente les tissus périphériques en cholestérol. Dans les cellules des tissus cibles, tels que le sang, le foie, cerveau, coeur, et peau, L'EPA peut être incorporé - en fonction de la fonction et des besoins de la cellule - dans les phospholipides des membranes cellulaires ainsi que dans les membranes des organites cellulaires, tels que mitochondries («Centrales énergétiques» des cellules) et les lysosomes (organites cellulaires à pH acide et digestif enzymes), utilisé comme substance de départ pour la synthèse d'anti-inflammatoires (anti-inflammatoires) eicosanoïdes (substances analogues aux hormones qui agissent comme modulateurs immunitaires et neurotransmetteurs), comme la série 3 prostaglandines et les leucotriènes série 5, ou stockés sous forme de triglycérides. De nombreuses études ont montré que le profil des acides gras des phospholipides dans les membranes cellulaires dépend fortement de la composition en acides gras de l'alimentation. Ainsi, un apport élevé en EPA entraîne une augmentation de la proportion d'EPA dans les phospholipides de la membrane plasmique en déplaçant l'acide arachidonique, augmentant ainsi la fluidité de la membrane, qui à son tour a des effets sur la membrane-ligand. interactions, perméabilité (perméabilité), interactions intercellulaires et activités enzymatiques.
Dégradation
Le catabolisme (dégradation) des acides gras se produit dans toutes les cellules du corps et est localisé dans mitochondries («Centrales énergétiques» des cellules). Les exceptions sont érythrocytes (globules rouges), qui manquent mitochondrieset les cellules nerveuses, qui manquent des enzymes qui dégradent les acides gras. Le processus de réaction du catabolisme des acides gras est également appelé ß-oxydation, car l'oxydation se produit au niveau de l'atome ß-C des acides gras. Lors de la ß-oxydation, les acides gras précédemment activés (acyl-CoA) sont dégradés par oxydation en plusieurs acétyl-CoA (activés acide acétique composé de 2 atomes de carbone) dans un cycle qui est exécuté à plusieurs reprises. Dans ce processus, l'acyl-CoA est raccourci de 2 atomes de carbone - correspondant à un acyl-CoA - par «essai». Contrairement aux acides gras saturés, dont le catabolisme se produit selon la spirale de la ß-oxydation, les acides gras insaturés, comme l'EPA, subissent plusieurs réactions de conversion au cours de leur dégradation - en fonction du nombre de doubles liaisons - car ils sont configurés en cis dans la nature (les deux substituants sont du même côté du plan de référence), mais pour la ß-oxydation, ils doivent être en configuration trans (les deux substituants sont sur les côtés opposés du plan de référence). Afin d'être disponible pour la ß-oxydation, l'EPA lié respectivement aux triglycérides et aux phospholipides doit d'abord être libéré par les lipases hormono-sensibles. Dans la famine et stress situations, ce processus (→ lipolyse) est intensifié en raison d'une libération accrue de lipolytique hormones tel que adrénaline. L'EPA libéré au cours de la lipolyse peut être alimenté directement à la ß-oxydation dans la même cellule ou également dans d'autres tissus auxquels il atteint via la circulation sanguine liée à albumine. Dans le cytosol des cellules, l'EPA est activé par l'acyl-CoA synthétase dépendante de l'ATP (→ EPA-CoA) et transporté à travers la membrane mitochondriale interne dans la matrice mitochondriale à l'aide de la carnitine, une molécule réceptrice d'acides gras à longue chaîne activés Dans la matrice mitochondriale, l'EPA-CoA est introduit dans la ß-oxydation, dont le cycle est exécuté une fois - comme suit.
- Acyl-CoA → alpha-bêta-trans-énoyl-CoA (composé insaturé) → L-bêta-hydroxyacyl-CoA → bêta-cétoacyl-CoA → acyl-CoA (Cn-2).
Le résultat est un EPA raccourci de 2 atomes de carbone, qui doit être enzymatiquement trans-configuré à sa double liaison cis avant d'entrer dans le prochain cycle de réaction. Étant donné que la première double liaison de l'EPA - vue de l'extrémité COOH de la chaîne d'acide gras - est localisée sur un atome C impair (→ bêta-gamma-cis-énoyl-CoA), l'isomérisation en alpha-bêta-trans- l'énoyl-CoA, qui est un intermédiaire de la ß-oxydation, se produit directement sous l'action d'une isomérase. Après que deux cycles de ß-oxydation ont été exécutés à nouveau et que la chaîne d'acide gras a été raccourcie par 2 x 2 atomes de carbone supplémentaires, la configuration trans de la prochaine double liaison cis de l'EPA a lieu, qui - vue de l'extrémité COOH de la chaîne d'acide gras - est située sur un atome C pair (→ alpha-bêta-cis-énoyl-CoA). À cette fin, l'alpha-bêta-cis-énoyl-CoA est hydratée en D-bêta-hydroxyacyl-CoA par une hydratase (enzyme qui incorpore H2O dans une molécule) et ensuite isomérisée en L-bêta-hydroxyacyl-CoA par une épimérase ( enzyme qui modifie la disposition asymétrique d'un atome C dans une molécule). Ce dernier peut être directement introduit dans son cycle réactionnel en tant qu'intermédiaire de ß-oxydation. Jusqu'à ce que l'EPA activé soit complètement dégradé en acétyl-CoA, 3 autres réactions de conversion (2 réactions d'isomérase, 1 réaction d'hydratase-épimérase) et 5 autres cycles de ß-oxydation sont nécessaires, de sorte que la ß-oxydation soit exécutée 9 fois au total, 5 réactions de conversion (3 réactions isomérase, 2 réactions hydratase-épimérase) - correspondant à 5 doubles liaisons cis existantes - ont lieu et 10 acétyl-CoA ainsi que des coenzymes réduites (9 NADH2 et 4 FADH2) se forment. L'acétyl-CoA résultant du catabolisme de l'EPA est introduit dans le cycle du citrate, dans lequel la dégradation oxydative de la matière organique se produit dans le but d'obtenir des coenzymes réduites, telles que NADH2 et FADH2, qui, avec les coenzymes réduites de la ß-oxydation dans les voies respiratoires chaîne sont utilisés pour synthétiser l'ATP (adénosine triphosphate, forme universelle d'énergie immédiatement disponible). Bien que les acides gras insaturés nécessitent des réactions de conversion (cis → trans) pendant la ß-oxydation, des analyses du corps entier chez des rats nourris sans graisse ont révélé que les acides gras insaturés marqués présentent une dégradation rapide similaire à celle des acides gras saturés.
Excrétion
Dans des conditions physiologiques, l'excrétion des graisses dans les selles ne doit pas dépasser 7% à un apport en graisses de 100 g / jour en raison du taux d'absorption élevé (85-95%). Syndrome de malassimilation (altération de l'utilisation des nutriments en raison d'une dégradation et / ou d'une absorption réduites), par exemple, en raison d'un bile la sécrétion d'acide et de suc pancréatique et la petite maladie intestinale, respectivement, peuvent conduire à la réduction de l'absorption des graisses intestinales et donc à la stéatorrhée (augmentation pathologique de la teneur en graisses (> 7%) dans les selles).
