Kwas arachidonowy - Arachidonic acid

Kwas arachidonowy
Wzór strukturalny kwasu arachidonowego
Kwas arachidonowy spacefill.png
Kwas arachidonowy2.png
Nazwy
Preferowana nazwa IUPAC
(5 Z ,8 Z ,11 Z ,14 Z )-Ikoza-5,8,11,14-kwas tetraenowy
Inne nazwy
5,8,11,14- all - cis -kwas eikozatetraenowy; wszystkie - kwas cis -5,8,11,14-eikozatetraenowy; Arachidonian
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
3DMet
1713889
CZEBI
CHEMBL
ChemSpider
DrugBank
Karta informacyjna ECHA 100.007.304 Edytuj to na Wikidata
Numer WE
58972
KEGG
Siatka kwas arachidonowy+
Identyfikator klienta PubChem
Numer RTECS
UNII
  • InChI=1S/C20H32O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20(21)22/ h6-7,9-10,12-13,15-16H,2-5,8,11,14,17-19H2,1H3,(H,21,22) ☒n
    Klucz: YZXBAPSDXZZRGB-UHFFFAOYSA-N ☒n
  • InChI=1S/C20H32O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20(21)22/ h6-7,9-10,12-13,15-16H,2-5,8,11,14,17-19H2,1H3,(H,21,22)/b7-6-,10-9-, 13-12-,16-15-
  • Klucz: YZXBAPSDXZZRGB-DOFZRALJSA-N
  • CCCCC/C=C\C/C=C\C/C=C\C/C=C\CCCC(=O)O
Nieruchomości
C 20 H 32 O 2
Masa cząsteczkowa 304,474  g·mol -1
Gęstość 0,922 g/cm 3
Temperatura topnienia -49 ° C (-56 ° F; 224 K)
Temperatura wrzenia 169 do 171 °C (336 do 340 °F; 442 do 444 K) przy 0,15 mmHg
log P 6,994
Kwasowość (p K a ) 4.752
Zagrożenia
Piktogramy GHS GHS07: Szkodliwy
Hasło ostrzegawcze GHS Ostrzeżenie
H302 , H312 , H315 , H319 , H332 , H335
P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301 + 312 , P302 + 352 , P304 + 312 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P312 , P321 , P322 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P363 , P403+233 , P405 , P501
NFPA 704 (ognisty diament)
1
1
0
Temperatura zapłonu 113 ° C (235 ° F; 386 K)
Związki pokrewne
Związki pokrewne
 Kwas eikozatetraenowy
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒n zweryfikuj  ( co to jest   ?) sprawdzaćTak☒n
Referencje do infoboksu

Kwas arachidonowy ( AA , czasami ARA ) to wielonienasycony kwas tłuszczowy omega-6 20:4(ω-6) lub 20:4(5,8,11,14). Jest strukturalnie spokrewniony z nasyconym kwasem arachidowym znajdującym się w maśle cupuaçu . Jego nazwa pochodzi od łacińskiego słowa arachis (orzech ziemny), ale należy pamiętać, że olej arachidowy nie zawiera kwasu arachidonowego.

Chemia

Anumeracja.png

W strukturę chemiczną , kwas arachidonowy jest kwas karboksylowy o łańcuchu 20 węgla i cztery cis - wiązania podwójne ; pierwsze podwójne wiązanie znajduje się przy szóstym węglu od końca omega.

Niektóre źródła chemiczne definiują „kwas arachidonowy” na określenie dowolnego kwasu eikozatetraenowego . Jednak prawie wszystkie pisma w biologii, medycynie i żywieniu ograniczają ten termin do całego kwasu cis -5,8,11,14-eikozatetraenowego.

Biologia

Kwas arachidonowy jest wielonienasyconych kwasów tłuszczowych obecnych w fosfolipidów (zwłaszcza fosfatydyloetanoloamina , fosfatydylocholina , a phosphatidylinositides ) z błonami z ciała komórki i jest bogaty w mózgu , mięśni i wątroby . Mięśnie szkieletowe są szczególnie aktywnym miejscem retencji kwasu arachidonowego, stanowiąc zazwyczaj około 10-20% zawartości fosfolipidowych kwasów tłuszczowych.

Oprócz udziału w sygnalizacji komórkowej jako drugi przekaźnik lipidowy zaangażowany w regulację enzymów sygnalizacyjnych, takich jak izoformy PLC -γ, PLC-δ i PKC -α, -β i -γ, kwas arachidonowy jest kluczowym czynnikiem zapalnym pośrednie, a także może działać jako środek rozszerzający naczynia krwionośne . (Zwróć uwagę na oddzielne ścieżki syntezy, jak opisano w sekcji poniżej.)

Warunkowo niezbędny kwas tłuszczowy

Główny artykuł: Niezbędne kwasy tłuszczowe
Kwas arachidonowy w organizmie człowieka pochodzi zwykle ze źródeł zwierzęcych (mięso, jaja).

Kwas arachidonowy nie jest jednym z niezbędnych kwasów tłuszczowych . Jednak staje się niezbędne, jeśli istnieje niedobór kwasu linolowego lub jeśli wystąpi niezdolność do przekształcenia kwasu linolowego w kwas arachidonowy. Niektóre ssaki nie mają zdolności lub mają bardzo ograniczoną zdolność przekształcania kwasu linolowego w kwas arachidonowy, co czyni go istotną częścią ich diety. Ponieważ wydaje się, że spożycie kwasu linolowego nie wpływa na poziom kwasu arachidonowego w osoczu/surowicy lub erytrocytach, nie jest pewne, czy ludzie mogą faktycznie przekształcić kwas linolowy w kwas arachidonowy. Ponieważ w pospolitych roślinach znajduje się niewiele lub wcale kwasu arachidonowego, takie zwierzęta są bezwzględnie mięsożercami ; kot jest częstym przykładem niezdolności do desaturacji niezbędnych kwasów tłuszczowych. Jednak komercyjne źródło kwasu arachidonowego pochodzi z grzyba Mortierella alpina .

Biosynteza i kaskada u ludzi

Synteza eikozanoidów

Kwas arachidonowy jest wolny od fosfolipidów przez hydrolizę katalizowaną przez fosfolipazy A2 (PLA 2 ).

Kwasu arachidonowego do sygnalizacji wydaje się być osiągane przez działanie grupy IVA cytosolowej fosfolipazy A2 (CPLA 2 , 85 kDa), a zapalny kwas arachidonowy jest wytwarzana przez działanie niskiej masie cząsteczkowej wydzielniczej PLA 2 (sPLA 2 14 -18 kDa).

Kwas arachidonowy jest prekursorem szerokiej gamy eikozanoidów :

Produkcja tych pochodnych i ich działanie w organizmie są zbiorczo określane jako „kaskada kwasu arachidonowego”; zobacz interakcje z niezbędnymi kwasami tłuszczowymi oraz wiązania enzymów i metabolitów podane w poprzednim akapicie, aby uzyskać więcej informacji.

Aktywacja PLA 2

Dalsze informacje: Fosfolipaza A2 § Rozporządzenia

PLA 2 z kolei jest aktywowany przez wiązanie ligandów z receptorami, w tym:

Ponadto, każdy środek zwiększeniu wewnątrzkomórkowego wapnia może powodować aktywację pewnych form PLA 2 .

Aktywacja PLC

Dalsze informacje: Fosfolipaza C § Aktywacja

Alternatywnie, kwas arachidonowy można odszczepić od fosfolipidów po odszczepieniu przez fosfolipazę C (PLC) grupy trifosforanowej inozytolu , dając diacyloglicerol (DAG), który następnie jest odcinany przez lipazę DAG z wytworzeniem kwasu arachidonowego.

Receptory aktywujące tę ścieżkę obejmują:

PLC może być również aktywowany przez kinazę MAP . Aktywatory tego szlaku obejmują PDGF i FGF .

W ciele

Wzrost mięśni

Kwas arachidonowy wspomaga naprawę i wzrost tkanki mięśni szkieletowych poprzez konwersję do prostaglandyny PGF2alfa podczas i po wysiłku fizycznym . PGF2alfa promuje syntezę białek mięśniowych poprzez przekazywanie sygnałów przez szlak Akt / mTOR , podobnie jak leucyna , kwas β-hydroksyβ-metylomasłowy (HMB) i kwasy fosfatydowe .

Mózg

Kwas arachidonowy jest jednym z najczęściej występujących kwasów tłuszczowych w mózgu i występuje w podobnych ilościach jak kwas dokozaheksaenowy (DHA). Te dwa stanowią około 20% zawartości kwasów tłuszczowych. Podobnie jak DHA, zdrowie neurologiczne zależy od odpowiedniego poziomu kwasu arachidonowego. Kwas arachidonowy pomaga między innymi w utrzymaniu płynności błony komórkowej hipokampa . Pomaga również chronić mózg przed stresem oksydacyjnym poprzez aktywację receptora gamma aktywowanego przez proliferatory peroksysomów . AA aktywuje również syntaksynę -3 (STX-3), białko zaangażowane we wzrost i naprawę neuronów.

Kwas arachidonowy bierze również udział we wczesnym rozwoju neurologicznym. W jednym badaniu niemowlęta (18 miesięcy) otrzymujące suplement kwasu arachidonowego przez 17 tygodni wykazały znaczną poprawę inteligencji, mierzoną wskaźnikiem rozwoju psychicznego. Efekt ten jest dodatkowo wzmacniany przez równoczesną suplementację AA z DHA.

U dorosłych zaburzony metabolizm AA może przyczyniać się do zaburzeń neuropsychiatrycznych, takich jak choroba Alzheimera i choroba afektywna dwubiegunowa . Istnieją dowody na znaczące zmiany w konwersji kwasu arachidonowego do innych cząsteczek bioaktywnych (nadekspresja lub zaburzenia kaskady enzymów AA) w tych warunkach.

Choroba Alzheimera

Badania nad kwasem arachidonowym i patogenezą choroby Alzheimera wykazały mieszane wyniki, z jednym badaniem i jego metabolitami, które sugeruje, że są one związane z początkiem choroby Alzheimera, podczas gdy inne badanie sugeruje, że suplementacja kwasu arachidonowego we wczesnych stadiach choroby ta choroba może być skuteczna w zmniejszaniu objawów i spowalnianiu postępu choroby. Potrzebne są dodatkowe badania nad suplementacją kwasu arachidonowego u pacjentów z chorobą Alzheimera. Inne badanie wskazuje, że źródłem zapalenia jest zanieczyszczenie powietrza, a metabolity kwasu arachidonowego promują stan zapalny, sygnalizując układowi odpornościowemu uszkodzenie komórek.

Suplement kulturystyczny

Kwas arachidonowy jest sprzedawany jako anaboliczny suplement kulturystyczny w różnych produktach. Wykazano, że suplementacja kwasu arachidonowego (1500 mg/dzień przez osiem tygodni) zwiększa beztłuszczową masę ciała, siłę i moc beztlenową u doświadczonych mężczyzn trenujących oporowo. Zostało to wykazane w badaniu kontrolowanym placebo na Uniwersytecie Tampa. Trzydziestu mężczyzn (w wieku 20,4 ± 2,1 roku) przyjmowało kwas arachidonowy lub placebo przez osiem tygodni i uczestniczyło w kontrolowanym programie treningu oporowego. Po ośmiu tygodniach beztłuszczowa masa ciała (LBM) znacznie wzrosła i w większym stopniu w grupie AA (1,62 kg) w porównaniu z placebo (0,09 kg) (p<0,05). Zmiana grubości mięśni była również większa w grupie AA (.47 cm) niż placebo (.25 cm) (p<0.05). Moc beztlenowa skrzydeł skrzydłowych wzrosła w większym stopniu również w grupie AA (723,01 do 800,66 W) w porównaniu z placebo (738,75 do 766,51 W). Wreszcie, zmiana całkowitej siły była znacznie większa w grupie AA (109,92 funta) w porównaniu z placebo (75,78 funta). Wyniki te sugerują, że suplementacja AA może pozytywnie wpłynąć na adaptację siły i przerost mięśni szkieletowych u wytrenowanych mężczyzn.

Wcześniejsze badanie kliniczne oceniające działanie 1000 mg kwasu arachidonowego dziennie przez 50 dni wykazało, że suplementacja poprawia wydolność beztlenową i wydajność u ćwiczących mężczyzn. Podczas tego badania zaobserwowano istotny efekt interakcji grupa-czas we względnej mocy szczytowej Wingate (AA: 1,2 ± 0,5; P: -0,2 ± 0,2 W•kg-1, p=0,015). Trendy statystyczne zaobserwowano również w wyciskaniu na ławce 1RM (AA: 11,0 ± 6,2; P: 8,0 ± 8,0 kg, p=0,20), średnia moc Wingate (AA: 37,9 ± 10,0; P: 17,0 ± 24,0 W, p=0,16), oraz całkowita praca Wingate'a (AA: 1292 ± 1206; P: 510 ± 1249 J, p=0,087). Suplementacja AA podczas treningu oporowego promowała znaczny wzrost względnej mocy szczytowej, a inne zmienne związane z wydajnością zbliżały się do istotności. Te odkrycia potwierdzają zastosowanie AA jako środka ergogenicznego.

Kwas arachidonowy w diecie a stany zapalne

Zwiększone spożycie kwasu arachidonowego nie spowoduje zapalenia w normalnych warunkach metabolicznych, chyba że zostaną zmieszane produkty peroksydacji lipidów . Kwas arachidonowy jest metabolizowany odpowiednio do prozapalnych i przeciwzapalnych eikozanoidów podczas i po reakcji zapalnej. Kwas arachidonowy jest również metabolizowany do zapalnych i przeciwzapalnych eikozanoidów podczas i po aktywności fizycznej w celu pobudzenia wzrostu. Przewlekłego stanu zapalnego spowodowanego egzogennymi toksynami i nadmiernym wysiłkiem fizycznym nie należy mylić z ostrym stanem zapalnym spowodowanym wysiłkiem fizycznym i wystarczającym odpoczynkiem, który jest wymagany przez reakcję zapalną, aby promować naprawę i wzrost mikrouszkodzeń tkanek. Jednak dowody są mieszane. Niektóre badania podające zdrowym osobom od 840 mg do 2000 mg dziennie przez okres do 50 dni nie wykazały wzrostu stanu zapalnego ani powiązanych aktywności metabolicznych. Inni pokazują, że zwiększone poziomy kwasu arachidonowego są faktycznie związane ze zmniejszonymi poziomami prozapalnych IL-6 i IL-1 oraz zwiększonym przeciwzapalnym czynnikiem martwicy nowotworu beta . Może to spowodować zmniejszenie ogólnoustrojowego stanu zapalnego.

Kwas arachidonowy nadal odgrywa kluczową rolę w stanach zapalnych związanych z urazami i wieloma stanami chorobowymi. Sposób, w jaki jest metabolizowany w organizmie, dyktuje jej działanie zapalne lub przeciwzapalne. Osoby cierpiące na bóle stawów lub aktywną chorobę zapalną mogą stwierdzić, że zwiększone spożycie kwasu arachidonowego nasila objawy, prawdopodobnie dlatego, że jest on łatwiej przekształcany w związki zapalne. Podobnie, wysokie spożycie kwasu arachidonowego nie jest zalecane dla osób z historią choroby zapalnej lub tych, którzy są w złym stanie zdrowia. Warto zauważyć, że chociaż suplementacja AA nie wydaje się mieć działania prozapalnego u zdrowych osób, może przeciwdziałać przeciwzapalnym efektom suplementacji kwasów tłuszczowych omega-3 .

Skutki zdrowotne suplementacji kwasu arachidonowego

Suplementacja kwasem arachidonowym w dziennych dawkach 1000-1500 mg przez 50 dni była dobrze tolerowana w kilku badaniach klinicznych, nie odnotowano żadnych istotnych skutków ubocznych. Wydaje się, że wszystkie typowe wskaźniki zdrowia, w tym czynność nerek i wątroby, stężenie lipidów w surowicy, odporność i agregacja płytek krwi, nie mają wpływu na ten poziom i czas stosowania. Ponadto wyższe stężenia AA w tkance mięśniowej mogą być skorelowane z poprawą wrażliwości na insulinę. Wydaje się, że suplementacja diety zdrowych osób dorosłych kwasem arachidonowym nie powoduje toksyczności ani znaczącego ryzyka dla bezpieczeństwa.

Podczas gdy badania dotyczące suplementacji kwasu arachidonowego u osób prowadzących siedzący tryb życia nie wykazały zmian w spoczynkowych markerach stanu zapalnego w dawkach do 1500 mg dziennie, osoby trenujące siłowo mogą reagować inaczej. Jedno z badań wykazało znaczne zmniejszenie spoczynkowego stanu zapalnego (poprzez marker IL-6) u młodych mężczyzn, którzy suplementowali 1000 mg/dzień kwasu arachidonowego przez 50 dni w połączeniu z treningiem oporowym. Sugeruje to, że suplementacja AA podczas treningu oporowego, będąc raczej prozapalną, może faktycznie poprawić regulację ogólnoustrojowego stanu zapalnego.

Metaanaliza szukająca związków między ryzykiem chorób serca a poszczególnymi kwasami tłuszczowymi wykazała znacznie zmniejszone ryzyko chorób serca przy wyższych poziomach EPA i DHA (tłuszcze omega-3), a także kwasu arachidonowego omega-6. W doradztwie naukowym American Heart Association pozytywnie oceniono również wpływ dietetycznych tłuszczów omega-6, w tym kwasu arachidonowego, na zdrowie. Grupa nie zaleca ograniczania tego niezbędnego kwasu tłuszczowego. W rzeczywistości artykuł zaleca osobom przestrzeganie diety składającej się z co najmniej 5–10% kalorii pochodzących z tłuszczów omega-6, w tym kwasu arachidonowego. Sugeruje, że dietetyczny AA nie jest czynnikiem ryzyka chorób serca i może odgrywać rolę w utrzymaniu optymalnego metabolizmu i zmniejszeniu ryzyka chorób serca. Utrzymanie wystarczającego poziomu spożycia kwasów tłuszczowych omega-3 i omega-6 jest zatem zalecane dla optymalnego zdrowia.

Kwas arachidonowy nie jest rakotwórczy , a badania wykazują, że jego poziom w diecie nie jest związany (pozytywnie lub negatywnie) z ryzykiem zachorowania na raka. AA pozostaje jednak integralną częścią procesu zapalnego i wzrostu komórek, który jest zaburzony w wielu typach chorób, w tym raku. Dlatego bezpieczeństwo suplementacji kwasu arachidonowego u pacjentów cierpiących na nowotwory, stany zapalne lub inne stany chorobowe nie jest znane i suplementacja nie jest zalecana.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki