Кіріспе
Бұл тақырыпқа кіріспе мәліметтер, оның ішінде терминология және ω 3 / ω 6 номенклатурасы. Табиғатта көптеген май қышқылдары кездеседі. Адам денсаулығы үшін маңызды саналатын екі түрлі май қышқылы – омега-3 және омега-6 түрлері. Бұл екі қажетті май қышқылы кейбір жасушалық сигналдық жолдар үшін қажетті және адам организміндегі қабыну, белок синтезі және метаболизмдік процестерге қатысады. Арахидон қышқылы (АА) – 20 көміртекті омега-6 қажетті май қышқылы. Ол "арахидон қышқылы каскадының" басында тұр, ол 20 түрлі сигналдық жолды іске қосады, олар қабыну, жасушалардың өсуі және орталық нерв жүйесі сияқты көптеген биологиялық функцияларды басқарады. Адам организміндегі АА-ның көп бөлігі диеталық линоль қышқылынан (18:2 ω 6) алынады, ол жаңғақтарда, тұқымдарда, өсімдік майларында және жануар майларында кездеседі. Басқа диеталық қажетті май қышқылдары да қабыну сигналдауына қатысады және арахидон қышқылы каскадының әсеріне қарсы тұра алады. Мысалы, ЭПА (20:5 ω 3) АА-мен бәсекелеседі және майлы балықтан, водоросль майынан немесе альфа-линолен қышқылынан (жаңғақ, зығыр майы және лен майынан алынған) түсіріледі. Тағы бір мысал, диеталық GLA-дан (18:3 ω 6) алынған DGLA (20:3 ω 6) бораж майында кездеседі және оны да алуға болады. Бұл екі параллель каскад АА-дан жасалған белгілі бір эйкозаноидтардың қабынуды күшейтетін әсерін жұмсартады. Бір ғасыр бұрынғы диетада ω 3 ертедегі аңшы-жинаушылардың диетасынан әлдеқайда аз болды, бірақ қазіргідей ластану да аз болды, бұл қабыну реакциясын тудырады. Біз ω 3 пен ω 6 арақатынасын олардың диетасымен салыстыра аламыз. Бұл өзгерістер көптеген аурулардың – «цивилизация аурулары» деп аталатын, қабыну процестерімен байланысты аурулардың – көбеюімен бірге жүрді. Қазіргі уақытта диетадағы ω 3 мөлшерін арттыру арқылы осы аурулардың бірнешеуін жеңілдетуге болатындығына күшті дәлелдер бар. Сондай-ақ, диеталық ω 3 бірнеше психикалық аурулардың симптомдарын жеңілдете алатынын көрсететін алдын ала дәлелдер де бар.
There are many fatty acids found in nature. Two types of fatty acids considered essential for human health are the omega 3 and omega 6 types. These two essential fatty acids are necessary for some cellular signalling pathways and are involved in mediating inflammation, protein synthesis, and metabolic pathways in the human body. Arachidonic acid (AA) is a 20 carbon omega 6 essential fatty acid. It sits at the head of the "arachidonic acid cascade," which initiates 20 different signalling pathways that control a wide array of biological functions, including inflammation, cell growth, and the central nervous system. Most AA in the human body is derived from dietary linoleic acid (18:2 ω 6), which is found in nuts, seeds, vegetable oils, and animal fats. Other dietary essential fatty acids are involved in inflammatory signalling and can oppose the impact of the arachidonic acid cascade. For example, EPA (20:5 ω 3) competes with AA and is ingested from oily fish, algae oil, or alpha linolenic acid (derived from walnuts, hemp oil, and flax oil). Another example is DGLA (20:3 ω 6), derived from dietary GLA (18:3 ω 6), is found in borage oil and can also. These two parallel cascades soften the inflammatory promoting effects of specific eicosanoids made from AA. The diet from a century ago had much less ω 3 than the diet of early hunter gatherers but also much less pollution than today, which evokes the inflammatory response. We can also look at the ratio of ω 3 to ω 6 in comparison with their diets. These changes have been accompanied by increased rates of many diseases—the so called diseases of civilization—that involve inflammatory processes. There is now very strong evidence that several of these diseases are ameliorated by increasing dietary ω 3. There is also more preliminary evidence showing that dietary ω 3 can ease symptoms in several psychiatric disorders.
Эикосаноидтар сериясының номенклатурасы
Эйкозаноидтар – қажетті май қышқылдарынан (ҚМҚ) туындаған сигналдық молекулалар. Олар ҚМҚ-ның организмде әсер етудің негізгі жолы болып табылады. Эйкозаноидтардың төрт класы және әр класта екі немесе үш сериясы бар. Жасушалардың плазмалық мембраналарында гидрофильді фосфат бас бөлігі мен екі гидрофобты май қышқылының тізбегінен тұратын фосфолипидтер болады. Осы май қышқылдарының кейбіреулері 20 көміртекті қанықпаған қажетті май қышқылдары (AA, EPA немесе DGLA). Әртүрлі қабыну сигналдарына жауап ретінде бұл ҚМҚ фосфолипидтен бөлініп, еркін май қышқылдары түрінде шығарылады. Содан кейін ҚМҚ (екі жолдың бірі арқылы) оттегіленеді және одан әрі өзгертіледі, нәтижесінде эйкозаноидтар пайда болады. Циклооксигеназа (COX) тотығуы екі C=C екі байланысын жояды, бұл TX, PG және PGI серияларына алып келеді. Липооксигеназа тотығуы C=C екі байланысын жоймайды және LK сериясына алып келеді. Тотығудан кейін эйкозаноидтар одан әрі өзгеріске ұшырап, сериялар құрайды. Бір серияның мүшелері әріптермен ажыратылады және екі байланыстың санымен нөмірленеді, ол серия ішінде өзгермейді. Мысалы, циклооксигеназаның АА-ға (төрт екі байланысы бар) әсері 2-ші сериялы тромбоксандарға алып келеді, бұл бастапқы қосылысты және әр серия әрпіне байланысты сақиналарды көрсетеді. IUPAC және IUBMB эквивалентті термин – икозаноидтерді қолданады. Содан кейін, ауаның ластануы, темекі шегу, темекі түтіні, гидрогенделген өсімдік майлары және басқа экзогенді токсиндер сияқты көптеген қабыну стимулдарына жауап ретінде фосфолипаза пайда болады және осы фосфолипидті бөліп, АА-ны еркін май қышқылы ретінде шығарады. АА кейін оттегіленеді, содан кейін эйкозаноидтарды құру үшін одан әрі өзгеріске ұшырайды – жасушадағы немесе оның жанындағы рецепторларға байланысатын, иммундық жүйені жасушаның зақымдануы туралы ескертетін автокриндік және паракриндік агенттер. Балама ретінде, АА жасуша ядросына таралып, цитокиндер немесе басқа гормондар үшін ДНК транскрипциясын бақылау үшін транскрипция факторларымен өзара әрекеттесе алады.
ω-3 эикосаноидтың әсер ету механизмі
АА-дан түзілген эйкозаноидтар қабынуды күшейтетіні анықталды. GLA (DGLA арқылы) және EPA-дан түзілгендері көбінесе аз қабыну тудырады, әсерсіз болады немесе қабынуға қарсы әсер етеді. (Бұл жалпылама шектеулі: эйкозаноидтың бір тінде қабынуды күшейту, ал екіншісінде оны басу мүмкін. (Калдер немесе Тиллидегі PGE2 туралы талқылауды қараңыз.) 2-суретте ω3 және 6 синтез тізбектерімен қатар АА, EPA және DGLA-дан түзілген негізгі эйкозаноидтар көрсетілген. Тамақтағы ω3 және GLA, АА эйкозаноидтарының қабыну әсеріне үш жолмен қарсы тұрады: ығыстыру арқылы, бәсекелестік тежеу арқылы және тікелей қарсы әрекет ету арқылы.
Көшіру
Азық-түлік ω 3 АА-ның тіндік концентрациясын төмендетеді. Жануарлар зерттеулері көрсеткендей, азықтағы ω 3 мөлшерінің артуы ми мен басқа тіндердегі АА деңгейін төмендетеді. Альфа-линолен қышқылы (18:3 ω 3) АА-ны өндіретін элонгаза және десаттураза ферменттерінен линоль қышқылын (18:2 ω 6) ығыстыру арқылы әсер етеді. EPA жасуша мембранасынан АА-ның босауын фосфолипаза А2 арқылы тежейді. Көрінетін май қышқылдарының (EFAs) тасымалына қатысты басқа да механизмдер рөл атқара алады. Керісінше, азықтағы линоль қышқылының жоғары мөлшері α-линолен қышқылының EPA-ға айналуын азайтады. Алайда, бұл әсері одан әлсіз; десаттуразаның α-линолен қышқылына линоль қышқылынан гөрі жоғары сәйкестігі бар.
Бәсекелестікті тежеу
DGLA және EPA циклооксигеназа және липоксигеназа ферменттеріне қол жеткізу үшін арахидон қышқылымен (AA) бәсекелеседі. Сондықтан, тіндерде DGLA және EPA-ның болуы арахидон қышқылының (AA) эикозаноидтарының өндірілуын азайтады. Мысалы, диеталық GLA тіндердегі DGLA деңгейін жоғарылатады және TXB2 деңгейін төмендетеді. Сол сияқты, EPA 2-сериялы простагландиндер (PG) және тромбоксандар (TX) өндірісін тежейді.
Қарсы іс-қимыл
Кейбір DGLA және EPA-дан туындаған эйкозаноидтар АА-дан туындаған өнімдеріне қарсы әрекет етеді. Мысалы, DGLA PGE1-ді құрайды, ол PGE2-нің әсерін күшті түрде тежеуге қабілетті. EPA антиагрегациялық простациклин PGI3-ті құрайды. Сонымен қатар, ол АА-дан алынған LTB4-тің әсерін жоятын LTB5 лейкотриенін де құрайды.
Тамақ ішіндегі GLA парадокс
Зерттеулер диеталық окистенген линол қышқылының (LA, 18:2 ω 6) қабыну тудыратын қасиеттері бар екенін көрсетті. Денеде LA GLA (18:3 ω 6) түріне дейін қанықпайды, бірақ диеталық GLA қабынуға қарсы әсер етеді. Кейбір байқаулар осы парадоксқа ішінара түсінік береді: LA α-линолен қышқылымен (ALA, 18:3 ω 3) Δ6 десатураза үшін бәсекелесіп, нәтижесінде қабынуға қарсы EPA (20:5 ω 3) түзілуін тежейді. Ал GLA Δ6 десатураза үшін бәсекелеспейді. GLA-ның ұзартылған өнімі, DGLA (20:3 ω 6), 20:4 ω 3-пен Δ5 десатураза үшін бәсекелеседі, және бұл GLA-ны қабынушылдыққа ұшыратады деп күтілуі мүмкін, бірақ ол солай болмайды, мүмкін себебі бұл қадам шешуші емес. Δ6 десатуразасы жылдамдық шектеуші қадам болып көрінеді; 20:4 ω 3 дене липидтерінде айтарлықтай жиналмайды. DGLA бәсекелестік тежеу және тікелей қарсы әрекет арқылы қабынуды басады (жоғарыда қараңыз). Диеталық GLA ақ қан клеткаларының мембраналарында DGLA деңгейін күрт арттырады, ал LA солай істемейді. Бұл ақ қан жасушаларында десатуразаның жетіспеушілігін көрсетеді. Диеталық GLA-ны қосымша қабылдау қан сарысуындағы АА деңгейін өзгертпей, DGLA деңгейін арттырады. Диеталық GLA-ның бір бөлігі АА-ға айналып, қабынуға әсер етуі мүмкін. Жануарлар зерттеулері бұл әсердің шамалы екенін көрсетеді.
Жолдардың күрделілігі
Эйкосаноидтардың сигналдық жолдары күрделі. Сондықтан, нақты бір эйкосаноидтың әсерін анықтау қиын. Мысалы, PGE2 EP1–4 деп аталатын төрт рецептормен байланысады. Әрқайсысы жеке генмен кодталған, ал кейбіреулері бірнеше изоформада кездеседі. Әрбір EP рецепторы, өз кезегінде, G белгісімен байланысады. EP2, EP4 және EP3 рецепторларының бір изоформасы Gs-ке байланысады. Бұл жасуша ішіндегі цАМФ деңгейін арттырады және қабынуға қарсы әсер етеді. EP1 және басқа EP3 изоформалары Gq-ға байланысады. Бұл жасуша ішіндегі кальцийдің артуына алып келеді және қабынуды күшейтеді. Соңында, тағы бір EP3 изоформасы Gi-мен байланысады, ол цАМФ деңгейін төмендетіп, кальций деңгейін арттырады. Иммундық жүйенің көптеген жасушалары осы көріне берілген қарама-қарсы жолдарды байланыстыратын бірнеше рецепторларды өрнектейді. ЭПА-дан алынған PGE3 осы жүйеге сәл өзгеше әсер етеді деп болжамдауға болады, бірақ оның қасиеттері толыққанды зерттелмеген.
Орталық жүйке жүйесіндегі арахидон қышқылының каскады
Арахидоновая кислота каскады орталық нерв жүйесінде (ОНЖ) біршама өзгеше жүреді. Нейрогормондар, нейромодуляторлар немесе нейротрансмиттерлер бірінші хабаршы ретінде әрекет етеді. Олар фосфолипидтерді белсендіріп, АА-ны нейрон жасушасының мембранасынан бос май қышқылы ретінде бөліп шығарады. Ұзақ өмір сүрмейтін бос АА нейронның иондық каналдары мен протеинкиназаларының қызметіне әсер етуі мүмкін. Немесе ол метаболизм арқылы эйкозаноидтар, эпоксиэйкозатриен қышқылдары (ЭЭТ), нейропротектин D немесе әртүрлі эндоканнабиноидтарға (анандамид және оның аналогтарына) айналуы мүмкін. Мидағы эйкозаноидтардың әрекеті қабыну кезіндегідей жақсы сипатталмаған. Зерттеулер олардың нейрон ішінде екінші хабаршы ретінде әрекет ететінін, мүмкін пресинаптикалық тежеуді және белок киназасы С-ның белсенділігін бақылайтынын көрсетеді. Олар сонымен қатар паракриндік медиаторлар ретінде әрекет етеді, синапстар арқылы жақын жасушаларға әсер етеді. Бұл сигналдардың әсері толыққанды түсініксіз. (Piomelli, 2000) мәліметтерінің жеткіліксіз екендігі айтылады. ОНЖ-дегі нейрондар өзара байланысты, функционалдық жақын жасушалар тобы ретінде ұйымдастырылады (мысалы, сезім жүйелерінде). Нейроннан интерстициалдық сұйықтыққа шығарылатын және көрші жасушалардағы мембраналық рецепторлармен өзара әрекеттесе алатын диффузияланатын фактор, өзара байланысты нейрон жасушалары тобының қызметін "үйлестіру" үшін идеалды түрде қолданылады. Сонымен қатар, даму кезінде және оқытудың кейбір түрлерінде постсинаптикалық жасушалар ретроградты реттеу деп аталатын құбылыстың нәтижесінде пресинаптикалық компонентке кері таралатын реттеуші факторларды бөліп шығарады, бұл оның белсенді терминал ретінде өмір сүруін, өркендеу амплитудасын және нейротрансмиттерлерді секрециялау тиімділігін анықтайды. Зерттеулер арахидоновая кислота метаболиттерінің ретроградты сигнал беруге және нейрондық белсенділіктің жергілікті модуляциясының басқа да түрлеріне қатысатынын көрсетті. + 2-кесте. Арахидоновая кислота каскадтары қабыну реакциясы мен мидың арасында әртүрлі әрекет етеді. Арахидоновая кислота каскады қабынуда мидағы Түйектегі қабыну Ақ қан жасушаларынан шығарылатын нейрондық қоздырғыштық АА қабыну стимулдарын шығару үшін триггерлер Нейротрансмиттерлер, нейрогормондар және нейромодуляторлар ДНК цитокиндер мен басқа да қабыну медиаторларының транскрипциясына жасушалық әсері Иондық каналдар мен белок киназаларының белсенділігі Эйкозаноидтар, резолвиндер, изофурандар, изопростандар, липоксиндер, эпоксиэйкозатриен қышқылдары (ЭЭТ) Эйкозаноидтар, нейропротеин D, ЭЭТ және кейбір эндоканнабиноидтар ЭПА және ДГЛА каскадтары мида да бар және олардың эйкозаноидты метаболиттері анықталды. ЭПА және ДГЛА каскадтарының психикалық және жүйке процестеріне әсері олардың қабынуға әсері сияқты жақсы сипатталмаған.
The EPA and DGLA cascades are also present in the brain, and their eicosanoid metabolites have been detected. The effects of EPA and DGLA cascades on mental and neural processes are not as well characterized as their effects on inflammation.
Қосымша талқылау
2-суретте ЭПК-дан ДГК-ға дейінгі екі жол көрсетілген, оның ішінде ерекше Шпрехер шанты. 5 LO карбоксил тобынан екінші карбонға қарай әрекет етеді. Басқа липоксигеназалар – 8 LO, 12 LO және 15 LO – басқа еикозаноидтарға ұқсас заттарды жасайды. 5 LO әрекет ету үшін ядролық мембрана ферменті 5 липоксигеназаны белсендіретін белокты (FLAP) пайдаланады, бірінші гидропероксиэкозатетраено қышқылына (HPETE) және содан кейін бірінші лейкотриенге, LTA айналдырады.