Amds-food.ru

Здоровый образ Жизни
18 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Продукты метаболизма арахидоновой кислоты

Арахидоновая кислота

Арахидоновая кислота (англ. arachidonic acid) — преобладающая в организме человека полиненасыщенная жирная кислота. Распространённые аббревиатуры и обозначения в разных системах: АРК (англ. AA или ARA), 20:4ω6, 20:4n-6, 20:4Δ5,8,11,14.

Арахидоновую кислоту иногда называют «незаменимой», в других случаях «полузаменимой» для физиологии человека. Арахидоновая кислота синтезируется в организме человека из однозначно «незаменимой» жирной кислоты — линолевой с помощью ферментов десатураз Δ5 и Δ6. Однако некоторые млекопитающие не могут синтезировать арахидоновую кислоту и она для них является «незаменимой».

Незаменимыми (эссенциальными) называют соединения, которые не синтезируется в организме человека и, таким образом, должны присутствовать в потребляемых человеком продуктах питания.

Арахидоновая кислота — химическое вещество

Арахидоновая кислота — одноосновная карбоновая кислота с четырьмя изолированными двойными связями, является тетраеновой кислотой, систематическое наименование цис-5,8,11,14-эйкозатетраеновая кислота, химическая формула соединения CH3—(CH2)4—CH=CH—CH2—CH=CH—CH2—CH=CH—CH2—CH=CH—(CH2)3—COOH. Арахидоновая кислота — бесцветная маслянистая жидкость. Эмпирическая формула арахидоновой кислоты — C20H32O2.

Арахидоновая кислота относится к семейству омега-6 (ω-6) ненасыщенных жирных кислот, имеющих двойную углерод-углеродную связь в омега-6-позиции, между шестым и седьмым атомами углерода, считая от метилового конца цепи жирной кислоты.

Арахидоновая кислота в физиологии человека

Арахидоновая кислота входит в состав фосфолипидов клеточных мембран тромбоцитов и эндотелиальных клеток. Свободная арахидоновая кислота быстро метаболизируется, превращаясь в простагландины и тромбоксаны. Метаболизм арахидоновой кислоты идёт двумя основными путями — циклооксигеназный и липоксигеназный. Циклооксигеназный путь метаболизма арахидоновой кислоты приводит к образованию простагландинов и тромбоксана A2, липоксигеназный — к образованию лейкотриенов.

Из арахидоновой кислоты под влиянием фосфолипазы А2 и с участием циклооксигеназы (ЦОГ) в эндотелиальных клетках, тромбоцитах и полиморфно-ядерных гранулоцитах образуются простагландины и тромбоксаны. Образование лейкотриенов с участием липоксигеназы осуществляется в эозинофилах, полиморфно-ядерных гранулоцитах и тучных клетках (Рахимова О.Ю. и др.).

Роль арахидоновой кислоты в формировании коры головного мозга плода

Арахидоновая вместе с докозагексаеновой кислотой (относящиеся к длинноцепочечным жирным кислотам) являются ключевыми строительными блоками клеточных мембран мозга и сетчатки глаза. Арахидоновая и докозагексаеновая кислоты составляют в сумме 20% от общего содержания жирных кислот в фосфолипидах головного мозга. Эти полиненасыщенные жирные кислоты влияют на передачу сигнала между нервными клетками через синапсы.

В организм ребенка должны поступать не только незаменимые жирные кислоты, но и их производные, особенно арахидоновая и докозагексаеновая кислоты. В последний триместр беременности происходит усиленный захват и перенос арахидоновой и докозагексаеновой кислот через плаценту к плоду. Недоношенные дети, развитие которых прерывается раньше срока, получают, следовательно, недостаточно длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот во внутриутробный период. Хотя ферментные системы младенцев и способны метаболизировать незаменимые жирные кислоты в длинноцепочечные, однако мощности этих систем может быть недостаточно для удовлетворения потребностей в них у детей первого года жизни, особенно недоношенных. Повышенная потребность детей первого года жизни в арахидоновой и докозагексаеновой кислотах обусловлена быстрым ростом мозга, вес которого на первом году жизни увеличивается в 3 раза.

Материнское грудное молоко, наряду с незаменимыми жирными кислотами — линолевой и линоленовой, содержит также арахидоновую и докозагексаеновую в количестве 0,3–0,6% и 0,1–1,4% соответственно. В то же время смеси для искусственного вскармливания как здоровых доношенных, так и недоношенных детей традиционно содержат только незаменимые жирные кислоты и очень малые количества длинноцепочечных. Данные аутопсии детей, погибших от синдрома случайной смерти, свидетельствуют о том, что в головном мозге, эритроцитах и фосфолипидах плазмы крови детей, находящихся на грудном вскармливании, содержится больше арахидоновой и докозагексаеновой, чем у малышей, получающих искусственное питание. Поэтому можно утверждать, что арахидоновая и докозагексаеновая кислоты могут являться условно незаменимыми для детей первого года жизни и особенно для недоношенных детей, находящихся на искусственном вскармливании (Конь И.Я. и др.).

Арахидоновая кислота в пищевых продуктах
Арахидоновая кислота в женском молоке
Общая информация

Арахидоновая кислота обычно включается в так называемый «витамин F».

На сайте www.gastroscan.ru в разделе Литература имеется подраздел «Расстройства питания и нарушение обмена веществ, ожирение, метаболический синдром», содержащий статьи для профессионалов здравоохранения, затрагивающие данные вопросы.

У арахидоновой кислоты имеются противопоказания, побочные действия и особенности применения, при употреблении в целях оздоровления необходима консультация со специалистом.

Продукты метаболизма арахидоновой кислоты

В очаге воспаления активируется фосфолипаза клеточных мембран и

происходит метаболизм высвободившейся арахидоновой кислоты по липооксигенаному и циклооксигеназному пути, в результате чего образуются

такие биологически активные вещества, как простаглаидины группы Е — (ПГ-Е), тромбоксаиы, лейкотриены, продукты перекисного окисления липидов.

Основным источником простагландинов являются макрофаги. Особенно значительно увеличивается образование ПГ-Е2, который играет

важную роль в развитии воспаления, усиливая воспалительную гиперемию, отек, боль, и лихорадочную реакцию (поскольку является одним из

эндогенных пирогенов). Простагландины потенцируют действие других

Читать еще:  Высокоуглеводные продукты список

медиаторов воспаления: гистамина, серотонина, кининов. Сами простагландины — очень нестойкие вещества, однако, они постоянно вырабатываются активированными макрофагами, кроме того, в условиях развивающегося ацидоза простагландины становятся более стабильны и дольше не разрушаются.

Большинство нестероидных противовоспалительных средств действует на фермент циклооксигеназу, угнетая его активность. При этом нарушается синтез медиаторов — продуктов метаболизма арахидоновой кислоты

по циклооксигеназному пути, прежде всего простагландинов. Этим и объясняется их успешное применение как болеутоляющих, противовоспалительных и жаропонижающих средств при различных видах воспаления, в том числе и в острую стадию периодонтита.

Плазменные медиаторы

Калликреины и кинины

Кинины образуются в тканях и крови из предшественников — низкомолекулярного (НМК) и высокомолекулярного (ВМК) кининогенов под

влиянием калликреинов. Кроме непосредственного влияния на микроциркуляцию (гиперемия, отек), активации лейкоцитов и стимуляции болевых рецепторов, кинины усиливают соответствующие эффекты гистамина, серотонина. а также, активируя фосфолипазу-А2, увеличивают синтез простагландинов. В нормальной плазме кинины (брадикинин, каллидин и др.) обнаруживаются в очень низкой концентрации, так как инактивация кининов под влиянием кининаз происходит в течение 20-30 с. Брадикинин является

одним из нейрохимических передатчиков болевого возбуждения. Эффект

брадикинина более длителен, чем гистамина и серотонииа. так как при

воспалении происходит увеличение образования кининов при одновременном замедлении их инактивации из-за снижения активности кининаз в условиях ацидоза в очаге воспаления. В организме имеются большие запасы кининогенов (высокомолекулярный кининоген в крови и низкомолекулярный кининоген в тканях), что обеспечивает длительное образование

кининов в количествах, способных вызвать микроциркуляторные, болевые

и хемотаксические эффекты.

Активированные лейкоциты в очаге воспаления также способны выделять кинин-генерирующие ферменты — калликреины. Так, нейтрофилы

содержат кислые протеазы, способствующие образованию из лейкокининогена (белка, содержащегося в плазме) лейкокининов — олигопептидов,

состоящих из 20-25 аминокислот и обладающих активностью кининов. В

моноцитах, лимфоцитах и базофилах описаны и другие типы калликреинов..

Система комплемента

Комплемент — система белков плазмы, участвующих в реакциях иммунитета и играющих важную роль в патогенезе острого воспаления.

При воспалении синтез комплемента увеличивается преимущественно под

влиянием интерлейкина-1 и гамма-интерферона. Скорость метаболизма

белков комплемента составляет 1-3% в час. При активации Системы комплемента образуются сравнительно низкомолекулярные фрагменты, влияющие на микроциркуляцию, обладающие хемотаксической и цитолигической активностью. Центральное место в системе занимает компонент СЗ, концентрация которого в десятки и сотни раз больше концентрации других фрагментов системы комплемента.

В зоне воспалительной альтерации компоненты комплемента, главным образом СЗ, выходят из сосудов наряду с другими белками, и происходит их активация по альтернативному или классическому пути. Кроме того, активация системы комплемента при воспалении может происходить под влиянием тромбина, плазмина, протеаз поврежденных тканей (прежде всего катепсинов), протеаз бактерий, присутствующих в очаге воспаления. При остром инфекционном воспалении основное значение имеет альтернативный путь активации системы комплемента: типичными активаторами являются липополисахариды клеточной мембраны грамотрицательных бактерий, бактериальные эндотоксины. В процессе активации образуются фрагменты СЗв, СЗа. С5а. которые оказывают как прямое влияние на развитие воспаления, так и опосредованное — через выделение медиаторов воспаления главным образом из тучных клеток. Наиболее мощной хемотаксической активностью обладает фрагмент С5а. На поверхности полиморфноядерных лейкоцитов человека имеется 1-3х10^ высокоаффинных участков связывания С5а.

Воспалительные реакции.

Таким образом, медиаторы воспаления:

1. Вызывают развитие сосудистых реакций, главным образом артериальной гиперемии.

2. Непосредственно повышают проницаемость сосудов и тем самым

стимулируют образование экссудата и формирование воспалительного

3. Потенцируют развитие боли.

4. Способствуют активации и эмиграции в зону воспаления лейкоцитов.

5. Дают начало репаративным процессам, которые имеют несколько

Действие медиаторов воспаления лежит в основе пяти местных признаков воспаления, которые классически проявляются и при периодонтитах: отек, боль, покраснение, местное повышение температуры, нарушение

функции. Наряду с местными явлениями воспаления могут наблюдаться

общие изменения в организме, проявляющиеся в виде лихорадки, лейкоцитоза, реакции иммунной системы, образования белков острой фазы воспаления. интоксикации

Медиаторы воспаления запускают целый каскад воспалительных реакций, и прежде всего, экссудацию и пролиферацию.

Экссудация — неотъемлемый компонент любого воспаления. Причиной экссудации является изменение свойств сосудистой стенки, приводящее к повышению ее проницаемости под действием биологически активных веществ Характер экссудата определяется степенью повышения сосудистой проницаемости В зависимости от степени повреждения стенки сосудов и интенсивности воздействия медиаторов воспаления состав экссудата оказывается неоднородным — серозным (в случаях легкого повреждения), фибринозным (при более значительных изменениях) и геморрагическим (при максимальной степени повреждения). В случае развития инфекционного воспаления микробное повреждение тканей резко активирует образование в очаге воспаления эпителиальными, эндотелиальными и другими клетками специфических хемоаттрактантов, таких как интерлейкин-8 (ИЛ-8), моноцитарный хемотаксический белок-1 (МСР-1), фактор некроза опухоли (ФНО) и другие факторы. Под действием факторов хемотаксиса происходит стимуляция и выход из кровеносного русла в ткани нейтрофильных лейкоцитов. Поэтому выраженность лейкоцитарной инфильтрации в большей степени отражает микробную инфицированность раны, но не степень повреждения сосудов микроциркуляторного русла. Выраженная миграция нейтрофильных лейкоцитов начинается через 2 часа после повреждения ткани и заканчивается через 46-48 часов.

Читать еще:  Какие продукты повышают белок в организме

Поступившие в очаг воспаления нейтрофилы оказывают следующие эффекты:

• Являются основным звеном неспецифического иммунитета преимущественно за счет фагоцитарной функции.

• Участвуют в образовании (ферменты, метаболиты арахидоновой кислоты) и в активации (калликреин-киииновая система) медиаторов воспаления.

• Усиливают степень вторичного повреждения непосредственным действием протеолитических ферментов на ткани.

Накопление нейтрофильных лейкоцитов в очагах повреждения следует рассматривать как естественный механизм неспецифической иммунной

защиты. При несостоятельности действий нейтрофилов возникает их гибель, сопровождающаяся массивным выбросом в ткани протеолитнческих

ферментов, что вызывает ее значительное вторичное повреждение вплоть

до расплавления. Такие изменения рассматриваютсякак гнойное воспаление. В очаг воспаления из крови мигрирует также большое количество клеток мононуклеарного ряда, в первую очередь моноцитов которые, трансформируясь в макрофаги, завершают процессы элиминации возбудителя

В случае незавершенного фагоцитоза или длительной персистенции инфекционного агента фагоциты выделяют цитокины, которые обеспечивают миграцию и накопление в очаге воспаления лимфоцитов. Лимфоциты, получив информацию об антигенных свойствах инфекционного агента,

запускают реакции специфического гуморального и (или) клеточного иммунитета. Одновременно с этим стимулированные макрофаги выделяют

фактор роста фибробластов (ФРФ) регулирующий пролиферацию. Так начинается следующая фаза воспаления.

Пролиферация следует за экссудативными изменениями. Однако, запуск этой фазы возникает уже в момент медиаторного выброса и уже к концу первых суток в очаге повреждения отмечается появление юных фибробластов. Инициированная в самом начале воспаления фаза пролиферации некоторое время остается замаскированной эксудативными изменениями.

С уменьшением процессов экссудации происходит смена клеточной

популяции в очаге повреждения, доминирующими клетками становятся

активированные макрофаги и небольшое количество лимфоцитов. Выделяемые ими монокины и лимфокины вызывают пролиферацию фибробластов и клеток эндотелия. На месте повреждения образуется грануляционная ткань. Ее наличие обеспечивает завершение процессов элиминации. Постепенно происходит образование основного вещества и созревание волокнистых структур соединительной ткани. Наблюдается днфференцнровка юных фибробластов в миофибробласты. ответственных за уменьшение

объема вновь образованной ткани, и фиброциты. Капиллярное русло частично редуцируется и процесс заканчивается образованием зрелой волокнистой соединительной ткани. Ее количество может быть различно в зависимости от глубины поражения и состояния регулирующих систем, главной из которых является иммунная.

Исходы воспаления.

Исходами воспаления может быть полное структурное восстановление; клиническое выздоровление с частичным восстановлением ткани и образованием рубцовой ткани, переход острого воспаления в

Продукты метаболизма арахидоновой кислоты

Участие метаболитов арахидоновой кислоты в патогенезе воспалительных заболеваний легких и бронхов в последние годы привлекает все большее внимание исследователей.

Арахидоновая кислота (АК) находится в фосфолипидах клеточных мембран и составляет около 1 % свободных жирных кислот плазмы, циркулируя в виде комплекса с альбумином. При активации клетки стимулом, изменяющим типы и геометрическую ориентацию фосфолипидов и активирующим фосфолипазу А2, происходит освобождение арахидоновой кислоты с последующим метаболизмом по циклооксигеназному или липоксигеназному пути. В нормально функционирующих клетках таким стимулом могут служить продукты свободнорадикального окисления липидов.

Образование простагландинов (ПГ) и тромбоксанов (Тх) по циклооксигеназному пути проходит через нестабильные, биологически неактивные ПГа2 и ПГН2 (табл. 1). В дальнейшем синтез циклооксигеназных метаболитов происходит в различных клетках по-разному, в соответствии с тем ферментом, который преобладает в этих клетках. Циклооксигеназный фермент ПГН-синтетаза — имеет две изоформы, названные циклооксигеназа 1 (ЦО-1) и циклооксигеназа 2 (ЦО-2), обладающие на 61% однотипной последовательностью аминокислот. ЦО-1 и ЦО-2 опосредуют физиологические и воспалительные процессы, соответственно, и реагируют на различные стимулы образованием простаноидов. ЦО-1 присутствует в тромбоцитах, эндотелиальных клетках, слизистой желудка, почках и т.д. ЦО-2 синтезируется de novo, главным образом, в макрофагах, но также в легких, сердце, сосудах, селезенке и ответственна за массивное, неконтролируемое образование простаноидов при стимуляции клеток бактериальными эндотоксинами или цитокинами.

Липоксигеназный путь метаболизма АК ведет к образованию различных лейкотриенов (ЛТ), моногидроксиэйкозатетраеновых кислот (ГЭТЕ) и липоксинов (LX), синтез которых, как и в случае циклооксигеназных продуктов, зависит от преобладающего в клетках фермента. Липоксины (А и В) — это тригидрокси-кислоты, полученные из арахидоновой кислоты в результате последовательного действия двух липоксигеназ (ЛО)-15-ЛО и 5-ЛО. Фермент 5-липоксигеназа найден только в клетках миелоидного ростка. Клетки, обладающие полным ферментативным составом (эозинофилы, тучные клетки и базофилы), способны генерировать значительные количества сульфидопептидных лейкотриенов (ЛТС4, ЛТД4, ЛТЕ4).

Тромбоциты обладают ферментом ЛТС4-синтетаза, но не имеют 5-ЛО. В связи с этим тромбоциты способны генерировать ЛТС4 только из ЛТА4, образованного нейтрофилами, благодаря механизму трансклеточного метаболизма. Подобный механизм существует между нейтрофилами и сосудистыми эндотелиальными клетками. Для биосинтеза ЛТ необходим также трансмембранный протеин, известный как 5-ЛО-активирующий протеин, который играет роль в связывании 5-ЛО с фосфолипидами клеточных мембран для инициирования катализа.

Читать еще:  В каких продуктах белки жиры и углеводы

В нормально функционирующих клетках гидролиз мембранных липидов с высвобождением АК происходит на довольно низком уровне, что обеспечивает небольшой уровень синтеза эйкозаноидов.

В физиологических условиях существуют системы, ингибирующие синтез эйкозаноидов. Тормозящее действие оказывает, в частности, липокортин — высокополярный протеин, представленный в различных клетках, включая моноциты и нейтрофилы. Образование липоксщтина регулируется уровнем циркулирующих в организме кортикостероидов, которые индуцируют его образование. Действие липокортина связано с ингибированием активности фосфолипазы А,, в связи с чем тормозится высвобождение АК из фосфолипидов и, таким образом, блокируется образование простагландинов, лейкотриенов и фактора активации тромбоцитов (ФАТ). Активность циклооксигеназы и липоксигеназы регулируется гидроперекисями жирных кислот, которые даже в небольших количествах активируют эти ферменты. При этом патологический сигнал нарастает по механизму «порочного круга». Механизм возвращения функционирования системы к физиологическому уровню, по-видимому, связан с аутокатализом и аутоингибированием ферментов, для воспроизводства которых требуется определенное время.

Глава 68. Метаболиты арахидоновой кислоты и их роль в медицине

Содержание этой главы сконцентрировано на образовании и механизме действия физиологически активных метаболитов арахидоновой кислоты и на биологическом феномене, в котором могут участвовать эти вещества.

Образование эйкосаноидов. Простагландины — первые из выделенных метаболитов арахидоновой кислоты — названы так потому, что впервые они были выявлены в сперме. Считалось, что они секретируются предстательной железой. По мере того как выявлялись другие активные метаболиты, становилось очевидным наличие двух основных путей их превращения — циклооксигеназного и липооксигеназного. Эти пути синтеза схематически представлены на рис. 68-1, а строение типичных метаболитов — на рис. 68-2. Все продукты как циклооксигеназного, так и липооксигеназного происхождения называют эйкосаноидами. Продукты циклооксигеназного пути — Простагландины и тромбоксан — простаноидами.

Начальный этап синтеза в обоих метаболических путях включает в себя отщепление арахндоновой кислоты от фосфолипида в плазматической мембране клеток. Затем свободная арахидоновая кислота может быть окислена циклооксигеназным или липооксигеназным путем. Первым продуктом циклооксигеназного пути является циклический эндопероксид простагландин G2 (ПГG2), который превращается в простагландин Н 2 (ПГН2). ПГG2 и ПГН2 служат ключевыми посредниками в процессе образования физиологически активных простагландинов (ПГD2, ПГЕ2, ПГF2 и и ПГI2) и тромбоксана А2 (ТКА2). Первым продуктом 5-липооксигеназного пути является 5-гидропероксиэйкосатетраеноевая кислота (5-ГПЭТЕ), которая играет роль посредника при образовании 5-гидроксиэйкосатетраеноивой кислоты (5-ГЭТЕ) и лейкотриенов (ЛТА 4 , ЛТВ4, ЛТС4, ЛТD4 и ЛТE4). Две жирные кислоты, отличающиеся от арахидоновой кислоты, 3,11,14-эйкосатриеноивая кислота (дигомо-g-линоленовая кислота) и 5,8,11,14,17-эйкосапентаеновая кислота, могут превращаться в метаболиты. б лизкие по строению к этим эйкосаноидам. Простаноидные продукты первого субстрата обозначаются индексом 1; лейкотриеновые продукты этого субстрата—индексом 3. Простаноидные продукты второго субстрата имеют обозначение 3, в то время как лейкотриеновые продукты этого субстрата обозначаются индексом 5.

Рис. 68-1. Схема метаболизма арахидоновой кислоты. Различные лекарственные средства действуют на разные ферментные этапы, угнетая реакцию. Основными путями метаболизма являются циклооксигеназный и липооксигеназный. Фосфолипазу А 2 угнетают кортикостероиды и мепакрин; циклооксигеназу — определенные салицилаты, индометацин и ибупрофен; липооксигеназу — беноксапрофен и нордигидрогуайаретиковая кислота (НДГК). Имидазол предотвращает синтез ТКА 2 .

Арахидоновая кислота образует простагландины, обозначаемые индексом 2, и лейкотриены, обозначаемые индексом 4. Индексы означают число двойных связей между атомами углерода в боковых цепях.

Фактически все клетки обладают необходимыми субстратами и ферментами для образования некоторых метаболитов арахидоновой кислоты, но различия ферментного состава тканей обусловливают различия в образуемых ими продуктах. Эйкосаноиды синтезируются по мере их непосредственной необходимости и не хранятс я- в значительных количествах для последующего высвобождения.

Циклооксигеназные продукты. Простагландины D2, Е 2 , F2aи I2 образуются из циклических эндопероксидов ПГG2 и ПГH2. Из числа этих простагландинов ПГЕ 2 и ПГI2 обладают наиболее широким спектром физиологического действия. ПГЕ 2 оказывает заметное влияние внутри тканей и синтезируется многими из них. ПГI2 (называемый также простациклином) является основным продуктом арахидоновой кислоты в эндотелиальных и гладкомышечных клетках стенок сосудов и в некоторых несосудистых тканях. ПГI2 служит вазодилататором и угнетает агрегацию тромбоцитов. Считают, что ПГD2 также играет роль в агрегации тромбоцитов и функции головного мозга, а пгf2a— в функции матки и яичников.

Рис. 68-2. Строение типичных биологически активных эйкосаноидов.

Тромбоксансинтетаза катализирует включение атома кислорода в кольцо эндоперекиси ПГН 2 для образования тромбоксанов. TKA2 синтезируется тромбоцитами и усиливает агрегацию тромбоцитов.

Липооксигеназные продукты. Лейкотриены и ГЭТЕ являются конечными продуктами липооксигеназного пути. Лейкотриены обладают гистаминоподобным действием, включая индуцирование повышенной проницаемости сосудов и бронхоспазма, и, по-видимому, оказывают влияние на активность лейкоцитов. ЛТС 4 , ЛТD4 и ЛТE4 были идентифицированы как медленнореагирующие вещества анафилаксии (МРВ-А). (Патофизиология лейкотриенов детально обсуждается в гл. 202.)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector