エイコサペンタエン酸 （EPA）は長鎖（≥12 カーボン （C）原子）、多価不飽和（> 1二重結合）脂肪酸（英語：PUFA、多価不飽和 脂肪酸）オメガ3脂肪酸のグループに属する（n-3 FS、最初の二重結合が存在する–脂肪酸鎖のメチル（CH3）末端から見た場合– 20番目のCC結合）– C5：3; n-XNUMX。 EPAは、 ダイエット、主にサバ、ニシン、ウナギ、サーモンなどの脂肪の多い海産魚の油を介して、必須の（重要な）n-3FSα-リノレン酸（C18：3）から人体で合成（形成）されます。
合成
α-リノレン酸は、EPAの内因性（内因性）合成の前駆体（前駆体）であり、 ダイエット、主に植物油などを介して 亜麻, クルミ、カノーラ、および大豆油。 不飽和化（二重結合の挿入、飽和化合物の不飽和化合物への変換）と伸長（脂肪酸鎖の2 C原子による延長）により、α-リノレン酸は滑らかな小胞体（構造的に）でEPAに代謝（代謝）されます膜に囲まれた空洞のチャネルシステムを備えた豊富な細胞オルガネラ） 白血球 （白い 血 セル）および 肝臓 細胞。 α-リノレン酸のEPAへの変換は次のように進行します。
- α-リノレン酸（C18：3）→デルタ-18デサチュラーゼによるC4：6（脂肪酸鎖のカルボキシル（COOH）末端から見た場合、電子を伝達することにより、XNUMX番目のCC結合に二重結合を挿入する酵素） 。
- C18：4→C20：4脂肪酸エロンガーゼ（伸長する酵素） 脂肪酸 C2ボディによる）。
- C20：4→ エイコサペンタエン酸 （C20：5）デルタ-5デサチュラーゼ（脂肪酸鎖のカルボキシル（COOH）末端から見た場合、電子を移動することにより、XNUMX番目のCC結合に二重結合を挿入する酵素）。
女性は男性と比較してα-リノレン酸からのより効果的なEPA合成を示しますが、これはエストロゲンの影響に起因する可能性があります。 健康な若い女性は、食物から（食物を通して）供給されたα-リノレン酸の約21％をEPAに変換しますが、健康な若い男性では、食物からのα-リノレン酸の約8％だけがEPAに変換されます。 EPAの内因性合成を確実にするには、デルタ-6およびデルタ-5デサチュラーゼの両方の十分な活性が必要です。 両方のデサチュラーゼは、特に特定の微量栄養素を必要とします ピリドキシン （ビタミンB6）、 ビオチン, カルシウム, マグネシウム & 亜鉛、それらの機能を維持するため。 これらの微量栄養素の欠乏は、デサチュラーゼ活性の低下につながり、その後、EPA合成の障害につながります。 微量栄養素の欠乏に加えて、デルタ-6デサチュラーゼ活性は以下の要因によっても阻害されます。
- 飽和および不飽和の摂取量の増加 脂肪酸、オレイン酸（C18：1; n-9-FS）やリノール酸（C18：2; n-6-FS）など。
- アルコール 高用量で長期間にわたる消費、慢性的なアルコール消費。
- コレステロールの増加
- インスリン依存型糖尿病
- ウイルス感染
- ストレス –脂肪分解の放出 ホルモン、エピネフリンなど、の切断につながる トリグリセリド類 （TG、XNUMX価の三重エステル アルコール グリセロール XNUMXつの脂肪で 酸）およびトリグリセリドの刺激による飽和および不飽和脂肪酸の放出 リパーゼ.
- 高齢化
α-リノレン酸からのEPA合成に加えて、デルタ-6およびデルタ-5デサチュラーゼと脂肪酸エロンガーゼもリノール酸（C18：2; n-6-FS）からアラキドン酸（C20：4）への変換に関与しています。 ; n-6-FS）およびオレイン酸（C18：1; n-9-FS）からエイコサトリエン酸（C20：3; n-9-FS）へ。 したがって、α-リノレン酸とリノール酸は、他の生物学的に重要な多価不飽和脂肪の合成において同じ酵素システムをめぐって競合します 酸、より高い親和性（結合 力）リノール酸と比較したデルタ-6デサチュラーゼの場合。たとえば、α-リノレン酸よりも多くのリノール酸が供給されている場合 ダイエット、炎症誘発性（炎症促進）オメガ-6脂肪酸アラキドン酸の内因性合成が増加し、抗炎症性（抗炎症性）オメガ-3脂肪酸EPAの内因性合成が減少します。 これは、食事中のリノール酸とα-リノレン酸の定量的にバランスの取れた比率の関連性を示しています。 ドイツ栄養学会（DGE）によると、オメガ6とオメガ3脂肪の比率 酸 食事中の量は、予防的に効果的な組成の観点から5：1でなければなりません。 リノール酸の過剰摂取–今日の食事に応じて（穀物胚芽油を介して、 ひまわり油、野菜およびダイエットマーガリンなど）および頻繁な微量栄養素欠乏によるデルタ-6デサチュラーゼの次善の酵素活性、栄養素 相互作用、ホルモンの影響などが、ヒトのα-リノレン酸からのEPA合成が非常に遅く、低レベル（平均で最大10％）である理由です。これが、EPAが今日から不可欠な（重要な）化合物と見なされている理由です。視点。 1 g EPAの必要量に達するには、約20 gの純粋なα-リノレン酸（約40 gのアマニ油に相当）の摂取が必要です。 しかし、この量は実用的ではなく、EPAの消費が豊富になります 冷たい–水 ニシンやサバなどの魚（2週間に30匹の魚、40日あたりXNUMX〜XNUMX gの魚に相当）または直接 管理 EPAの 魚油 カプセル とても重要です。 EPAが豊富な食事だけが、人体におけるこの高度に不飽和の脂肪酸の最適な濃度を保証します。
吸着
EPAは、自由な形で、および トリグリセリド類 （TG、XNUMX価の三重エステル アルコール グリセロール XNUMXつの脂肪酸で）そして リン脂質 （PL、 りん両親媒性物質を含む 脂質 細胞膜の必須成分として）、消化管で機械的および酵素的分解を受けます（口, 胃, 小腸）。 機械的分散（咀嚼、胃および腸の蠕動）を介して、および 胆汁、ダイエット 脂質 乳化されているため、リパーゼ（0.1〜0.2 µm）によって攻撃される可能性のある小さな油滴（XNUMX〜XNUMX µm）に分解されます。酵素 から遊離脂肪酸（FFS）を切断します 脂質 →脂肪分解）。 前胃（のベース 舌、主に乳児期初期）および胃（胃）リパーゼは切断を開始します トリグリセリド類 & リン脂質 （食事脂質の10-30％）。 ただし、主な脂肪分解（脂質の70〜90％）は 十二指腸 膵臓などの膵臓（膵臓）エステラーゼの作用下にある（十二指腸）および空腸（空腸） リパーゼ、カルボキシルエステルリパーゼ、および ホスホリパーゼ、その分泌（分泌）はコレシストキニン（CCK、胃腸管のペプチドホルモン）によって刺激されます。 モノグリセリド（MG、 グリセロール EPAなどの脂肪酸でエステル化）、リゾ-リン脂質 （でエステル化されたグリセロール リン酸）、およびTGおよびPL切断から生じるEPAを含む遊離脂肪酸は、小腸内腔で、次のような他の加水分解脂質と結合します。 コレステロール, 胆汁酸 混合ミセル（直径3〜10 nmの球形構造、脂質 ように配置されています 水-可溶性分子部分は外側に向けられ、水不溶性分子部分は内側に向けられます）–可溶化のためのミセル相（溶解度の増加）–腸細胞（小腸の細胞）への親油性（脂溶性）物質の取り込みを可能にします 上皮の） 十二指腸 と空腸。 胃腸管の病気 酸産生の増加に関連する ゾリンジャーエリソン症候群 （ホルモンの合成の増加 ガストリン 膵臓または上部の腫瘍による 小腸）、 できる つながる 障害者へ 吸収 脂質の 腸管腔のpHが低下するとミセルを形成する傾向が低下するため、脂肪便（便中の脂肪含有量が病理学的に増加）になります。 太い 吸収 生理学的条件下では85〜95％であり、XNUMXつのメカニズムによって発生する可能性があります。一方で、MG、lyso-PL、 コレステロール EPAは、親油性のために受動拡散によって、また膜の関与によって、腸細胞のリン脂質二重膜を通過することができます。 タンパク質、FABPpm（原形質膜の脂肪酸結合タンパク質）やFAT（脂肪酸トランスロカーゼ）など、 小腸、 といった 肝臓, 腎臓、脂肪組織–脂肪細胞（脂肪細胞）、 ハート & 胎盤、細胞への脂質の取り込みを可能にします。 高脂肪食は、FATの細胞内（細胞内）発現を刺激します。 腸細胞では、遊離脂肪酸として、またはモノグリセリドの形で取り込まれ、細胞内リパーゼの影響下で放出されたEPAが、FABPc（サイトゾル内の脂肪酸結合タンパク質）に結合します。飽和長鎖脂肪酸よりも不飽和脂肪酸に対する親和性が高く、特に空腸のブラシ境界で発現（形成）されます。 その後のタンパク質結合EPAの活性化 アデノシン 三リン酸（ATP）依存性アシル補酵素A（CoA）シンテターゼ（→EPA-CoA）および活性化長鎖の細胞内プールおよびトランスポーターとして機能するACBP（アシルCoA結合タンパク質）へのEPA-CoAの転移脂肪酸（アシルCoA）は、一方では滑らかな小胞体（膜で囲まれた平面空洞の豊富に分岐したチャネルシステム）でのトリグリセリドとリン脂質の再合成を可能にし、脂肪酸を拡散平衡から取り除くことにより、他の腸細胞へのさらなる脂肪酸。 これに続いて、EPAを含むTGとPLが、それぞれ、脂質（トリグリセリド、リン脂質、 コレステロール およびコレステロールエステル–および アポリポタンパク質 （リポタンパク質のタンパク質部分、構造的足場および/または認識およびドッキングとして機能する 、例えば、膜受容体の場合）、アポB48、AI、およびAIVなどであり、腸で吸収された食事性脂質の末梢組織および 肝臓。 カイロミクロンに保存される代わりに、EPAを含むTGとPLは、それぞれVLDLの組織に輸送することもできます（非常に低い 密度 リポタンパク質）。 VLDLによる吸収された食事脂質の除去は、特に飢餓状態で起こります。 腸細胞の脂質の再エステル化とカイロミクロンへの脂質の取り込みは、次のような特定の疾患で損なわれる可能性があります。 アジソン病 （副腎皮質機能不全）および グルテン誘発性腸疾患（慢性疾患 粘膜 による小腸の グルテン不耐症）、脂肪の減少をもたらします 吸収 そして最終的には脂肪便（便中の脂肪含有量が病理学的に増加する）。
輸送と流通
脂質に富むカイロミクロン（80〜90％のトリグリセリドからなる）は、エキソサイトーシス（細胞外への物質の輸送）によって腸細胞の間質腔に分泌（分泌）され、 リンパ。 腸管（腹腔の対になっていないリンパ収集幹）および胸管（胸腔のリンパ収集幹）を介して、カイロミクロンは鎖骨下に入る 静脈 それぞれ（鎖骨下静脈）と頸静脈（頸静脈）が収束して腕頭静脈（左側）–静脈角（静脈角）を形成します。 両側の静脈brachiocephalicaeが結合して対になっていない上司を形成します 大静脈 （上大静脈）、これは 右心房 ハート。 のポンプ力により ハート、カイロミクロンが末梢に導入される 循環、半減期（時間とともに指数関数的に減少する値が半分になる時間）が約30分である場合。 肝臓への輸送中に、カイロミクロンからのトリグリセリドのほとんどは、リポタンパク質の作用下で、グリセロールと、EPAを含む遊離脂肪酸に切断されます。 リパーゼ （LPL）の内皮細胞の表面に位置する 血 筋肉や脂肪組織などの末梢組織によって、一部は受動拡散によって、一部はキャリア媒介によって取り込まれる毛細血管– FABPpm; 太い。 このプロセスを通じて、カイロミクロンはカイロミクロンレムナント（CM-R、低脂肪カイロミクロンレムナント粒子）に分解され、アポリポプロテインE（ApoE）によって媒介され、肝臓の特定の受容体に結合します。CM-Rの肝臓への取り込みが発生します。受容体を介したエンドサイトーシスを介して（陥入 細胞膜 →CM-Rを含む小胞（エンドソーム、細胞小器官）の細胞内部への絞扼）。 CM-Rに富むエンドソームはリソソーム（加水分解を伴う細胞小器官）と融合します 酵素）肝細胞のサイトゾルで、CM-Rの脂質からEPAを含む遊離脂肪酸が切断されます。 放出されたEPAがFABPcに結合した後、ATP依存性アシルCoAシンテターゼによるその活性化、およびEPA-CoAのACBPへの転移、トリグリセリドおよびリン脂質の再エステル化が起こります。 再合成された脂質は、肝臓でさらに代謝（代謝）され、および/またはVLDLに組み込まれる（非常に低い）可能性があります。 密度 リポタンパク質）は、血流を介して肝外（「肝臓の外側」）組織に通過します。 VLDLが循環しているように 血 末梢細胞に結合し、トリグリセリドはLPLの作用によって切断され、EPAを含む放出された脂肪酸は、受動拡散と膜貫通輸送によって内在化されます。 タンパク質、それぞれFABPpmやFATなど。 これにより、VLDLからIDL（中間）への異化作用が生じます。 密度 リポタンパク質）そしてその後に LDL （低密度リポタンパク質;コレステロールが豊富な低密度リポタンパク質）、末梢組織にコレステロールを供給します。 血液、肝臓などの標的組織の細胞では、 脳、ハート、そして 皮膚、EPAは、細胞の機能とニーズに応じて、細胞膜のリン脂質や細胞オルガネラの膜に組み込むことができます。 ミトコンドリア （細胞の「エネルギー発電所」）およびリソソーム（酸性pHおよび消化性の細胞小器官） 酵素）、抗炎症（抗炎症）の合成のための出発物質として使用されます エイコサノイド （免疫調節物質および神経伝達物質として作用するホルモン様物質）、シリーズ3など プロスタグランジン およびシリーズ5ロイコトリエン、またはトリグリセリドの形で保存されます。 多くの研究は、細胞膜のリン脂質の脂肪酸パターンが食事の脂肪酸組成に強く依存していることを示しています。 したがって、高いEPA摂取量は、アラキドン酸を置換することによって原形質膜リン脂質中のEPAの割合の増加を引き起こし、それによって膜流動性を増加させ、それが次に膜リガンドに影響を及ぼします。 相互作用、透過性（透過性）、細胞間相互作用、および酵素活性。
劣化
脂肪酸の異化作用（分解）はすべての体細胞で起こり、 ミトコンドリア （細胞の「エネルギー発電所」）。 例外は 赤血球 （赤血球）、不足している ミトコンドリア、および脂肪酸を分解する酵素を欠いている神経細胞。 脂肪酸の異化作用の反応過程は、脂肪酸のβ-C原子で酸化が起こるため、β酸化とも呼ばれます。 β酸化では、以前に活性化された脂肪酸（アシル-CoA）が酸化的に分解されていくつかのアセチル-CoA（活性化）になります 繰り返し実行されるサイクルで2つのC原子で構成されます。 このプロセスでは、アシルCoAは、「実行」ごとに2つのC原子（XNUMXつのアセチルCoAに対応）だけ短縮されます。 β酸化スパイラルに従って異化作用が起こる飽和脂肪酸とは対照的に、EPAなどの不飽和脂肪酸は、本質的にシス構成であるため、分解中に二重結合の数に応じていくつかの変換反応を起こします。 （両方の置換基は参照面の同じ側にあります）が、β酸化の場合、それらはトランス配置でなければなりません（両方の置換基は参照面の反対側にあります）。 β酸化に利用できるようにするために、トリグリセリドとリン脂質にそれぞれ結合したEPAは、最初にホルモン感受性リパーゼによって放出されなければなりません。 飢餓と ストレス 状況では、このプロセス（→脂肪分解）は脂肪分解の放出の増加により強化されます ホルモン など アドレナリン。 脂肪分解中に放出されたEPAは、同じ細胞内、またはそれに結合した血流を介して到達する他の組織内のβ酸化に直接供給することができます。 アルブミン。 細胞のサイトゾルでは、EPAはATP依存性アシルCoAシンテターゼ（→EPA-CoA）によって活性化され、活性化された長鎖脂肪酸の受容体分子であるカルニチンの助けを借りて、ミトコンドリア内膜を越えてミトコンドリアマトリックスに輸送されます。 。ミトコンドリアマトリックスでは、EPA-CoAがβ酸化に導入され、そのサイクルは次のようにXNUMX回実行されます。
- アシル-CoA→アルファ-ベータ-トランス-エノイル-CoA（不飽和化合物）→L-ベータ-ヒドロキシアシル-CoA→ベータ-ケトアシル-CoA→アシル-CoA（Cn-2）。
その結果、EPAが2 C原子短縮され、次の反応サイクルに入る前に、シス二重結合で酵素的にトランス構成する必要があります。 脂肪酸鎖のCOOH末端から見たEPAの最初の二重結合は奇数のC原子（→ベータ-ガンマ-シス-エノイル-CoA）に局在しているため、アルファ-ベータ-トランス-への異性化β酸化の中間体であるエノイルCoAは、イソメラーゼの作用下で直接発生します。 2回のβ酸化サイクルが再度実行され、脂肪酸鎖がさらに2 x 2 C原子短縮された後、EPAの次のシス二重結合のトランス配置が発生します。これは、COOH末端から見た場合です。脂肪酸鎖–偶数のC原子にあります（→alpha-beta-cis-enoyl-CoA）。 この目的のために、アルファ-ベータ-シス-エノイル-CoAはヒドラターゼ（H3Oを分子に組み込む酵素）によってD-ベータ-ヒドロキシアシル-CoAに水和され、続いてエピメラーゼ（分子内のC原子の非対称配置を変化させる酵素）。 後者は、β酸化の中間体としてその反応サイクルに直接導入することができます。 活性化されたEPAが完全にアセチルCoAに分解されるまで、さらに2回の変換反応（1回のイソメラーゼ反応、5回のヒドラターゼ-エピメラーゼ反応）と9回のβ酸化サイクルが必要です。 5つの変換反応（3つのイソメラーゼ、2つのヒドラターゼ-エピメラーゼ反応）– 5つの既存のシス二重結合に対応–が起こり、10のアセチルCoAと還元型補酵素（9つのNADH2と4つのFADH2）が形成されます。 EPA異化作用に起因するアセチルCoAはクエン酸回路に導入されます。クエン酸回路では、NADH2やFADH2などの還元型補酵素を取得する目的で有機物の酸化分解が起こり、呼吸器でのβ酸化による還元型補酵素と一緒になります。チェーンはATPを合成するために使用されます（アデノシン 三リン酸、すぐに利用できるエネルギーの普遍的な形）。 不飽和脂肪酸はβ酸化中に変換反応（シス→トランス）を必要としますが、無脂肪の摂食ラットでの全身分析により、標識された不飽和脂肪酸は飽和脂肪酸と同様の急速な分解を示すことが明らかになりました。
排泄
生理学的条件下では、吸収率が高い（7-100％）ため、85g /日の脂肪摂取量で糞便中の脂肪排泄は95％を超えてはなりません。 吸収不良などによる吸収不良症候群（分解および/または吸収の低下による栄養利用の障害） 胆汁 酸と膵液の分泌と小腸の病気は、それぞれ、 つながる 腸の脂肪吸収の減少、したがって脂肪便（糞便中の病理学的に増加した脂肪含有量（> 7％））。
