Арахидоновая кислота сколько двойных связей. Арахидоновая кислота: свойства, формула, биологическая роль

(англ. аббр. ARA) - полиненасыщенная жирная кислота омега-6 20:4(ω-6), выполняет важную роль в организме человека. Арахидоновая кислота это заменимая жирная кислота, то есть организм может автономно синтезировать ее. Арахидоновая кислота подвергается окислению кислородом воздуха, поэтому требует особенных условий хранения.
В организме арахидоновая кислота входит в состав фосфолипидов (особенно фосфатидилэтаноламин, фосфатидилхолин), они являются костяком клеточных мембран. Максимальные количество обнаруживаются в мозге и мышцах. Арахидоновая кислота участвуют в передаче клеточных сигналов как воспалительный медиатор.

Арахидоновая кислота в продуктах
Арахидоновая кислота присутствует в наибольшем количестве в мозге, а также в печени, мясе и молочном жире.

Арахидоновая кислота в культуризме
Арахидоновая кислота нужна для реставрации и роста скелетной мускулатуры. Совсем недавно, Mike Roberts из университета Baylor провел исследование и опубликовал в International Society of Sports Nutrition статью "Arachidonic Acid, The New Mass Builder explaining the role of this nutrient in muscle anabolism, and its potential for the enhancement of muscle size and strength".
Mike Roberts заявляет, что главная причина мышечного роста, это локальное воспаление мышечной ткани, которое зарождается в результате микротравмирования, обретенного в результате выполнения физических упражнений. Эту теорию на сегодня поддерживают многие ученые. Roberts представил в своем исследовании, что арахидоновая кислота хранится в больших количествах в мышечной ткани и является источником для синтеза простагландинов, которые вызывают местное воспаление. Кроме того, изомер простогландина PGF2a владеет способностью стимулировать мышечный рост. Арахидоновая кислота - это регулятор местного мышечного воспаления и это может быть главным фактором в регуляции анаболических процессов мышц, в ответ на силовой тренинг.

Цикл арахидоновой кислоты:
1. В результате выполнения физических упражнений активируется фосфолипаза А2 (или cPLA2 - интрамускулярный энзим).
2. cPLA2 провоцирует освобождение арахидоновой кислоты в цитоплазму мышечной клетки
3. Другой внутриклеточный энзим - циклооксигеназа катализирует арахидоновую кислоту с созданием простагландинов (PGE2, PGF2a), которые выходят из клетки и инициируют ряд физиологических реакций (расширение сосудов, усиление кровообращение, воспаление и др.)
4. Простагландины (в особенности PGF2a изомер) связываются с простагландиновыми рецепторами клеток скелетной мускулатуры и инициируют каскадную реакцию, которая порождает мышечный рост.
Арахидоновая кислота и PGF2a усиливают функцию рибосом в мышечных клетках, активируя энзимы фосфоинозитол-3-киназного комплекса. В рибосомах клеток синтезируется новейшие протеины, которые поставляются на строительство новых мышечных клеток.

Обнаружено, что PGF2a обладает схожим эффектом с инсулиноподобным фактором роста (IGF-1), который располагает проявленным анаболическим действием.
Еще одним значительным подтверждением того, что арахидоновая кислота действенна для роста мышечной массы послужило проведеное исследование доктора Dr. Todd Trappe из Ball State University. Он нашел уровень синтеза белка у спортсменов, которые получали препараты, подавляющие синтез простагландинов (НПВС). В итоге, в группе не получавший препарат синтез белка возрос на 76%, а в группе принимавшей НПВС синтез белка остался на исходном уровне.

Обоснованные эффекты арахидоновой кислоты:
Форсированное восстановление
Увеличение силовых показателей
Увеличение выносливости
Рост мышечной массы

Рекомендации по применению
Для повышения силовых показателей и набора мышечной массы, арахидоновая кислота должна приниматься в дозе 500мг-1000мг в сутки. При приобретении спортивного питания обращайте внимание на дозы, довольно часто они не достаточны для получения соответствующего эффекта.

Побочные эффекты и вред
Арахидоновая кислота это натуральный продукт, и входит в состав рядовых продуктов. В изучениях было доказано, что арахидоновая кислота не дает вреда здоровью и имеет низкое число побочных эффектов. В связи с провоспалительным действием, арахидоновая кислота может порождать такие побочные эффекты как усиление боли в мышцах после тренинга, боли в суставах, головная боль, однако бывает это очень редко.

Купить Вы можете в интернет магазине спортивного питания Fitness Live

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.

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.

Арахидоновая кислота может поступать в организм человека с пищей или образовываться из линолевой кислоты, также поступающей с пищей (рис.1).

Рис. 1.

Арахидоновая кислота входит в состав глицерофосфолипидов мембран. Под действием ассоциированной с мембраной фосфолипазы А2 эйкозатетраеновая кислота отщепляется от глицерофосфолипида и используется для синтеза эйкозаноидов .

Так фосфолипаза А2 отщепляет одну ацильную группу, ею осуществляется гидролиз связи B (рис.2), что приводит к высвобождению арахидоновой кислоты (R" - соответствующий арахидоновой кислоте радикал).

Рис. 2.

Активация фосфолипаз, ассоциированных с мембранами, происходит под действием многих факторов: гормонов, гистамина, цитокинов, механического воздействия .

После отделения арахидоновой кислоты от фосфолипида она выходит в цитозоль и в различных типах клеток превращается в разные эйкозаноиды. В клетках имеются 3 основных пути превращения арахидоновой кислоты: циклооксигеназный, приводящий к синтезу простагландинов, простациклинов и тромбоксанов, липоксигеназный, заканчивающийся образованием лейкотриенов, липоксинов и цитохромный (монооксигеназный), приводящий к образованию эйкозатретраеновых кислот.

Циклооксигеназы катализируют реакцию превращения арахидоновой кислоты в простагландин Н2 (PG H2, предшественник остальных простагландинов, простациклина и тромбоксана А2). Фермент содержит два активных центра: циклооксигеназный сайт, превращаюший арахидоновую кислоту в простагландин G2 (реакция по сути представляет из себя циклизацию линейной арахидоновой кислоты с присоединением молекул кислорода) и гем, обладающий пероксидазной активностью, превращаюший простагландин G2 в простагландин Н2.

Простагландины обозначают символами, например PG А, где PG обозначает слово «простагландин», а буква А обозначает заместитель в пятичленном кольце в молекуле эйкозаноида.

PG I - простациклины. Имеют 2 кольца в своей структуре: одно пятичленное, как и другие простагландины, а другое - с участием атома кислорода. Их также подразделяют в зависимости от количества двойных связей в радикалах (PG I2, PG I3).

Каждая из указанных групп простагландинов состоит из 3 типов молекул, отличающихся по числу двойных связей в боковых цепях. Число двойных связей обозначают нижним цифровым индексом, например, PG Е2.

В организме имеются 3 типа циклооксигеназ: циклооксигеназа-1 (COX-1, ЦОГ-1), циклооксигеназа-2 (COX-2, ЦОГ-2) и циклооксигеназа-3 (COX-3, ЦОГ-3).

Рис. 3.

Первые два типа циклооксигеназ катализируют включение 4 атомов кислорода в арахидоновую кислоту и формирование пятичленного кольца. В результате образуется нестабильное гидропероксидпроизводное, называемое PG G2. Гидропероксид у 15-го атома углерода быстро восстанавливается до гидроксильной группы пероксидазой с образованием PG Н2. До образования PG Н2 путь синтеза разных типов простагландинов одинаков. Дальнейшие превращения PG Н2специфичны для каждого типа клеток.

Рис. 4.

Синтез лейкотриенов идёт по пути, отличному от пути синтеза простагландинов, и начинается с образования гидроксипероксидов - гидропероксидэйкозатетраеноатов (ГПЭТЕ). Эти вещества или восстанавливаются с образованием гидроксиэйкозатетроеноатов (ГЭТЕ) или превращаются в лейкотриены или липоксины (Рис.4) .

Рис. 5.

Синтез липоксинов начинается с действия на арахидоновую кислоту 15-липоксигеназы, затем происходит ряд реакций, приводящих к образованию липоксина А4. В Р450-монооксигеназном пути арахидоновая кислота окисляется до 19-гидрокси или 20-гидрокси-эйкозатетраеновых кислот (19-НЕТЕ и 20-НЕТЕ), а также эпоксиэйкозатетраеновой кислоты (ОЕТЕ) .

Ненасыщенная жирная кислота, высвобождаемая фосфолипазой А2 из мембранных фосфолипидов, превращается в активные производные в ходе липоксигеназного, циклоксигеназного и простагландинсинтетазного ферментативных процессов.
Любой из перечисленных путей продукции активных метаболитов арахидоновой кислоты зависит от адекватного поступления ненасыщенного жирокислотного предшественника из мембранных фосфолипидов.

В настоящее время известно, что многие формы опосредованной рецепторами активации клеток сопровождаются повышением активности связанных с мембранами фосфолипаз, которые катализируют гидролиз эфирных связей в глицерофосфолипидах. Наиболее важна в этом отношении фосфолипаза А2, отщепляющая жирные кислоты во 2м положении диацилглицерофосфолипидов, которая образует лизофосфолипид и ненасыщенную жирную кислоту, обычно арахидонат.

Деацилированный фосфолипид быстро реацилируется за счет переноса активированной СоА жирной кислоты, что легко можно измерить по включению меченой арахидоновой кислоты в фосфолипиды клеток. Этот кругооборот глицерофосфолипида служит источником арахидоновой кислоты для метаболизма по цикло и липооксигеназному путям и может влиять на проницаемость мембраны и активность других связанных с мембраной ферментов.

Активация фосфолипазы А2 зависит от кальция; она происходит при стимуляции клеток надпочечников АКТГ, что приводит к ускорению кругооборота арахидонилфосфатидилинозитола. Этот эффект вызывается также кальциевым ионофором А23187 и может отражать повышение внутриклеточного уровня кальция при действии АКТГ и вторичной стимуляцией фосфолипазы А2 в качестве ранней реакции, сопутствующей АКТГрецепторному взаимодействию. Известно, что действие АКТГ на стероидогенез в надпочечниках зависит от кальция, а не только от образования цАМФ. По крайней мере, часть потребностей в кальции для действия АКТГ может быть связана с опосредуемым фосфолипазой A2 кругооборотом мембранных фосфолипидов при активации коры надпочечников.

Кругооборот фосфоглицеридов в плазматической мембране с эффектами опосредованного рецепторами (Р) потока кальция на фосфолипазу А2 и продукцию арахидоновой кислоты.

Хотя механизм, включающий активацию фосфолипазы, может отражать общее свойство гормонрегулируемых секреторных клеток, при гормональной стимуляции специфических клетокмишеней меняются и другие этапы метаболизма фосфолипидов. Так, в клетках гранулемы яичника, где ЛГ увеличивает продукцию простагландинов, гормон не повышает образование арахидоновой кислоты, а действует на более поздних этапах, увеличивая активность простагландинсинтетазы. Этот эффект Л Г на синтез простагландинов в граафовом фолликуле (пузырчатый яичниковый фолликул), по-видимому, не опосредует стероидогенного действия гонадотропина, но играет важную роль в развитии овуляции.

«Эндокринология и метаболизм», Ф.Фелиг, Д.Бакстер

Эстрадиолрецепторный комплекс можно экстрагировать из ядер матки в комбинации с рибонуклеопротеидом, а активированные стероидрецепторные комплексы прочно связаны с ядерными гистонами и основными негистоновыми белками ядра. Таким образом, как ядерные белки, так и ДНК, по-видимому, принимают участие в процессе связывания хроматином, который протекает, очевидно, как в нуклеосомах, так и в промежуточных участках хроматина, доступных для нуклеазного…

После этапа активации, обусловливаемого взаимодействием стероидных гормонов с их специфическими внутриклеточными рецепторными белками, гормонрецепторные комплексы приобретают способность быстро связываться с хроматином и влиять на транскрипцию специфических молекул мРНК. Отдельные белки, синтез которых, как было установлено, индуцируется действием стероидных гормонов на образование яРНК. По всей вероятности, будет показано, что многие другие белки, о которых известно, что…

После регресса первичной реакции на эстроген повторное воздействие эстрогеном или прогестероном вызывает в яйцеводе быстрое увеличение продукции мРНК, контролирующих синтез специфических «экспортируемых» белков, в том числе овальбумина и кональбумина. Скорость синтеза овальбуминовой мРНК, регистрируемая либо путем трансляции in vitro, либо с помощью гибридизации с комплементарной ДНК (кДНК), после введения эстрогена быстро увеличивается и тесно коррелирует…

Гормонрецепторные комплексы оказывают прямое воздействие на активность РНКполимеразы в изолированных ядрах, а также на матричную функцию хроматина клетокмишеней. Эстрогены и андрогены стимулируют активность ядрышковой [I] и нуклеоплазменной РНКполимераз в соответствующих клеткахмишенях (матке и предстательной железе), а прогестеронрецепторные комплексы повышают матричную активность хроматина из яйцеводов цыплят, но не из тканей, не являющихся мишенями для прогестерона….

Известно, что между транскрипцией РНК на матрице ДНК и появлением транслируемой мРНК в цитоплазме существует несколько стадий. До недавнего времени полагали, что транскрипция приводит к образованию высокомолекулярной РНК, процессинг которой сводится к простому нарезанию специфических молекул мРНК, которые затем и проходят в цитоплазму, где транслируются с образованием соответствующих белков. Однако в настоящее время выяснилось, что…

Арахидоновая кислота (АК) представляет собой жирную кислоту класса омега-6, являясь базовой жирной кислотой при рассмотрении соотношения омега-3 к омега-6 жирным кислотам (относительно жирных кислот рыбьего жира). Является провоспалительной и иммуноподдерживающей.

Фармакологическая группа: омега-6 жирные кислоты
Фармакологическое действие:синтез простагландинов; увеличение притока крови к мышцам, увеличение местной чувствительности к IGF-L и , поддержка спутниковой активации клетки, пролиферация и дифференцировка клеток и увеличение общего уровня синтеза белка и обеспечение роста мышц.

Общая информация

Арахидоновая кислота (5-цис,8-цис,11-цис,14-цис-эйкозантетраеновая кислота) – омега-6 жирная кислота, служащая в качестве основного строительного блока для синтеза простагландинов (например, PGE2 и PGF2a). Эти простагландины являются неотъемлемой частью белкового обмена и мышечного строительства, и выполняют такие важные функции, как увеличение притока крови к мышцам, увеличение местной чувствительности к IGF-L и , поддержка спутниковой активации клетки, пролиферация и дифференцировка клеток и увеличение общего уровня синтеза белка и обеспечение роста мышц. Арахидоновая кислота служит в качестве основного термостата для оборота простагландинов в скелетной мышечной ткани, а также отвечает за инициирование многих непосредственных биохимических изменений, возникающих в ходе выполнения упражнений на сопротивление, которые, в конечном счете, приводят к гипертрофии мышц. Таким образом, арахидоновая кислота является высоко анаболическим веществом.
Среди большого разнообразия добавок для спортсменов и бодибилдеров арахидоновая кислота, наряду с белком, является незаменимым веществом для роста мышц.

Не путать с: линолевой кислотой (родительская омега-6 жирная кислота).

Стоит отметить:

Возможно, что арахидоновая кислота может усугублять воспаление суставов и болевые ощущения.

Представляет собой:

Образующее мышцы вещество.

Не сочетается с:

Добавками рыбьего жира (происходит вмешательство в соотношение омега-3 к омега-6 в пользу омега-6).

Арахидоновая кислота: инструкция по применению

На данный момент недостаточно сведений для того, чтобы рекомендовать какую-либо идеальную дозировку арахидоновой кислоты, но эпизодически принято использовать дозировку около 2000 мг, принимаемую за 45 минут до физических нагрузок. Неясно, если эта дозировка является оптимальной, или какое время она является активной. Стоит также отметить, что для лиц с хроническими воспалительными заболеваниями, например, ревматоидным артритом или воспалительными заболеваниями кишечника, идеальная дозировка арахидоновой кислоты может быть изменена в сторону уменьшения. В состояниях воспалительных заболеваний употребление арахидоновой кислоты может быть противопоказано.

Источники и структура

Источники

Арахидоновая кислота (АК) является наиболее биологически соответствующей омега-6 жирной кислотой, и в липидной мембране клетки представляет собой жирную кислоту, которая конкурирует с двумя жирными кислотами рыбьего жира (ЭПК и ДГУ) в определении соотношения омега-3 к омега-6 жирным кислотам. Текущие данные показывают, что употребление 50-250 мг арахидоновой кислоты в день с некоторыми другими источниками в целом составляет 500 мг в день; употребление арахидиновой кислоты обычно является меньшим, чем у вегетарианцев . Пищевые источники арахидоновой кислоты включают:

Арахидоновая кислота содержится в видимом жире мясных продуктов на том же уровне, что и мясе; несмотря на вышеуказанные показатели, неизвестно, что происходит с арахидоновой кислотой в процессе готовки . Некоторые исследования отмечают увеличение жирных кислота в расчёте на массу в процессе приготовления, в то время как другие не отмечают каких-либо значительных отличий (относительно других жирных кислот). Арахидоновая кислота в натуральном виде содержится в продуктах питания, преимущественно в продуктах животного происхождения. Если арахидоновая кислота отсутствует в рационе питания, линолевая кислота (родительская омега-6 жирная кислота, обнаруживаемая в продуктах животного происхождения) может использоваться для выработки арахидоновой кислоты в организме. Концентрации АК в организме соответствуют нелинейному дозозависимому отношению с употреблением линолевой кислоты (родительская омега-6 жирная кислота) из рациона питания, где рацион питания человека, состоящий из менее, чем 2% линолевой кислоты, способствуют увеличениям плазменных показателей арахидоновой кислоты при употреблении дополнительных добавок линолевой кислоты; при доле в 6% (классический западный рацион питания) такого выявлено не было. С другой стороны, пищевое употребление арахидоновой кислоты дозозависимым образом увеличивает арахидоновую кислоту в плазме крови . Линолевая кислота (родительская омега-6 жирная кислота), получаемая из пищи, может увеличивать плазменные уровни арахидоновой кислоты, что показывает то, как омега-6 жирные кислоты опосредуют свои эффекты. По-видимому, на данном этапе отмечается так называемый лимит, и употребление арахидоновой кислота позволяет его обойти, дозозависимым образом увеличивая плазменные концентрации арахидоновой кислоты. Снижение доли арахидоновой кислоты в рационе незначительно (244% вместо 217%) увеличивает количество ЭПК, содержащихся в мембранах эритроцитов (при употреблении рыбьего жира) без влияния на ДГК.

Биосинтез

Арахидоновая кислота является причиной того, что линолевая кислота (пищевой источник омега-6 жирных кислот) имеет статус незаменимой жирной кислоты, так как наличие последней требуется в рационе для превращения в ранее указанную. Кроме того, арахидоновая кислота может вырабатываться в качестве катаболита анандамида (один из главных эндогенных каннабиноидов, действующих на каннабиноидную систему, также известный как арахидоноилэтаноламид) за счёт фермента FAAH , может также оказывать некоторые схожие с анандамидом свойства, например, действие на рецепторы TRPV4. Эндоканнабиноид 2-арахидоноилглицерин может также гидролизироваться в арахидоновую кислоты за счёт моноацилглицеринлипазы или аналогичных эстераз . Арахидоновая кислота также вырабатывается с организме при разрушении каннабиноидов.

Регуляция

У пожилых крыс и людей отмечаются меньшие уровни арахидоновой кислоты в организме и нейронах (в плазменных мембранах), что связано с более низкой активностью ферментов биосинтеза, которые преобразуют линолевую кислоту в арахидоновую кислоту. Арахидоновая кислота, по-видимому, снижена у пожилых субъектов в сравнении с более молодыми субъектами за счёт более низкого превращения линолевой кислоты из пищевых продуктов в арахидоновую кислоту.

Эйкозаноиды

Биологическая активация эйкозаноидов

Эйкозаиноды представляют собой метаболиты жирных кислот, которые получают или из арахидоновой кислоты, или из эйкозапентаеновой кислоты и докозагексаеновой кислоты (ЭПК и ДКГ, две жирные кислоты рыбьего жира, принадлежат к классу омега-3 жирных кислот). ДГК, ЭПК и АК, как правило, содержатся в середине триглицеридов позвоночника (в связывающем sn-2 положении) и, таким образом, представлены в свободной форме в мембране, в то время как фермент фосфолипазы А2 активируется; когда этот фермент активируется (припадки , ишемия, стимуляция NMDA-рецептора, а также различные воспалительные цитокины, например, ИЛ-1бета , TNF-альфа, PMA и клетки-стрессоры), а также за счёт недискриминационной природы фермента фосфолипазы А2 (высвобождая ДГК / ЭПК и АК с такой эффективностью), число вырабатываемых эйкозаиноидов зависит от показателя соотношения омега-3 к омега-6 жирных кислот в мембране клеток. Эйкозаноиды представляют собой молекул воздействия, получаемые из длинных цепей жирных кислот, и эйкозаноиды из арахидоновой кислоты высвобождаются из одного и того же фермента, что и жирные кислоты рыбьего жира. Этот этап определяет, какие эйкозаноиды будут использованы в клеточном воздействии, являясь механизмом, лежащим в основе важности пищевого соотношения омега-3 к омега-6 жирным кислотам (так как эйкозаноиды, высвобождаемые в клетке, отражают показатель соотношения в мембране). Подобно жирным кислотам рыбьего жира, арахидоновая кислота может следовать одному из трёх путей высвобождения из мембраны, а именно:

ЦОГ-зависимый путь для получения PGH2 (родитель простагландинов, и все простагландины представляют собой производные этого пути); простагландины являются сигнальными молекулами с пентациклической структурой (пятиугольной) в боковой цепи жирных кислот;

LOX-зависимый путь, в ходе которого вырабатываются липоксины и лейкотриены;

P450 путь, который является дальнейшим субъектом или фермента эпоксигеназы (для выработки эпоксиэйкозатриеновых кислот или EET), или фермента гидроксилазы (для выработки гидроксизаэйкозатриеновых кислот или HETE).

Арахидоновая кислота может принимать один из трёх путей после своего высвобождения; ЦОГ-зависимый путь (для простагландинов), LOX-зависимый путь (для липоксинов и лейкотриенов) или один из двух маршрутов P450 пути для образования EET или HETE. Все эти классы сигнальных молекулы известны как омега-6 эйкозаноиды.

Простагландины

После высвобождения из клеточной мембраны за счёт фосфолипазы А2, арахидоновая кислота превращается в простагландин Н2 (PGH2) за счёт синтаз 1 и 2 эндопероксид Н (альтернативные название для ферментов циклооксигенгазы ЦОГ1 и ЦОГ2); в ходе этого процесса отмечается использование молекул кислорода для превращения арахидоновой кислоты в нестабильный промежуточный перекисный продукт PGG2, который затем пассивно превращается в PGH2; PGH2 служит в качестве промежуточного родительского вещества для всего полученных из АК простагландинов (подмножество эйкозаноидов). Этот первый этап синтеза эйкозаноидов является одной из причин противовоспалительных и антитромбоцитарных эффектов ингибиторов ЦОГ (например, аспирина), что предотвращает эйкозаноиды АК от снижения выработки PGH2 . В отношении ферментов, которые опосредуют это преобразование, ЦОГ2 является индуцируемой формой, которая может активироваться в ответ на воспалительные стрессов в течение 2-6 часов в различных клетках , хотя это может выражаться в базальных условиях в некоторых клетках (клетках головного мозга, яичек, почек, известны как плотные пятна), в то время как ЦОГ1 лишь в целом выражается во всех клетках; это происходит за счёт вариации ЦОГ2, который является индуцируемым вариантом, а ЦОГ1 представляет собой конститутивный вариант. Арахидоновая кислота (АК) высвобождается из клеточной мембраны за счёт фосфолипазы А2, затем превращаясь в PGH2 (простаглиндин) за счёт одного из двух ферментов ЦОГ. Ингибирование этого этапа ингибирует выработку всех получаемых из АК эйкозаинодов, и затем PGH2 синтезируется, переходя к другим эйкозаноидам. PGH2 может превращаться в простагландин D2 за счёт фермента простагландин D синтазы (в присутствии сульгидрильных соединений), и PDG2, как известно, воздействует за счёт рецептора DP2 (изначально изучен на Т-клетках и известен как CRTh2 , относится к GRP44, связываясь с белками Gi или G12). В этом смысле и за счёт передачи сигналов через его рецептор, PGD2 является биологически активным. PGD2 может превращаться в PGF2альфа, который связывается со своим рецептором (рецептор PGF2альфа), как и с рецептором DP2, хотя в 3,5 раза слабее, чем с PGF2. Изомер PGF2альфа, известный как 9альфа, 11бета-PGF2 может также быть получен из PGD2 , являясь эквивалентом с эффективностью рецептора DP2. PGH2 может превращаться в простагландин D2, который является одним из нескольких метаболических «ветвей» простагландинов. После превращения в PGD2, происходит дальнейший метаболизм 9альфа, 11бета-PGF2 и PGF2альфа, который может вызывать проявление эффектов всех трёх молекул. PGH2 (родительский простагландин) может так превращаться в простагландин Е2 (PGE2) за счёт фермента PGE синтазы (из которых мембрана связывается с mPGES-1 и mPGES-2 и цитозольным cPGES), причём дальнейший метаболизм PGE2 приводит к образованию PGF2. Интересно, что селективное ингибирование индуцируемого фермента (mPGES-1), по-видимому, ослабляет выработку PGE2 без воздействия на снижения концентраций других простагландинов PGH2, что недискриминационным образом подавляет ферменты ЦОГ, которые, в свою очередь, подавляют все простагландины; ингибирование выработки PGE2 вызывает небольшую рекомпенсацию и увеличение уровней PGI2 (за счёт ЦОГ2) . PGE2, как правило, вовлечён в природу боли, поскольку она выражает с помощью сенсорных нейронов, воспалений, а также потенциальной потерей мышечной массы. Существует четыре рецептора для простагландина E2, которые называются EP1-4, каждый из которых является рецептором G-белков. EP1 соединён с Gq/11 белком, и его активация может увеличить активность фосфолипазы С (вырабатывая IP3 и диацилглицерин за счёт активации протеинкиназы C). Рецепторы EP2 и EP4 в сочетании с Gs-белком могут активировать аденил циклазу (креатин cAMP и активация проетеинкиназы А). Рецепторы EP3, по-видимому, являются чуть более сложными (время сращивания альфа, бета и гамма вариантов; EP3альфа, EP3бета и EP3гамма), все в сочетании с Gi, что подавляет активность аденилциклазы (и, таким образом, выступает против EP2 и EP4), за исключением EP3гамма, который соединяется с белками Gi и Gs (ингибирование и активация аденилциклазы) . Группа ферментов, известных как PGE-синтаза, но, в особенности, mPGES-1, превращает родительский простагландин в PGE2, который играет роль в способствовании воспалению и восприятию боли. PGE2 активирует рецепторы простагландина E (EP1-4). PGH2 (родительский простагландин) может быть субъектом фермента синтазы простациклина и может преобразовываться в метаболит, известный как простациклин или PGI2, который затем превращается в 6-кето-PGF1альфа (затем превращается в мочевой метаболит, известный как 2,3-динор-6-кето Простагландин F1альфа). PGI2, как известно, активирует рецептор I простаноид (PI), который экспрессируется в эндотелии, почках, тромбоцитах и головном мозге . Выработка простациклина ослабляет про-тромбоцитную функцию тромбоксанов (смотрите следующий раздел). PGH2 может превращаться в PGI2, который также называется простациклином, и затем этот простагландин воздействует за счёт рецептора PI. Отмечается некоторая связь с классом простагландинов, которая всё также базируется на родительском простагландине, когда PGH2 выступает субъектом фермента, известного как тромбоксансинтаза, который превращается в тромбоксан А2. Тромбоксан А2 (TxА2) воздействует через рецепторы T-простаноиды (TP), которые являются связанными с G-белками рецепторами с двумя сплайс-вариантами (TPальфа и TPбета), связанными с Gq, G12/13. Тромбоксан А2 больше всего известен за счёт своей выработки в активированным тромбоцитах в те периоды, когда тромбоциты стимулируются, и арахидоновая кислота высвобождается, а её подавление ингибиторами ЦОГ (а именно аспирином) лежит в основе антитромбоцитарных эффектов ингибирования ЦОГ. Тромбоксан А2 является метаболитом родительского простагландина (PGH2), который действует на Т-простаноидные рецепторы, наиболее известных как образующих тромбоциты, усиливая свёртываемость крови (ингибирование тромбоксана А2 лежит в основе антитромбоцитарного благотворного влияния аспирина).

Эпокси / Гидроксиэйкозатриеновые кислоты

Эпоксиэйкозатриеновые кислоты (EET) представляют собой эйкозаноидные метаболиты, которые вырабатываются в тот момент, когда арахидоновая кислота является субъектом P450 пути и затем сразу же субъектом фермента эпоксигеназы; гидроксиэйкозатриеновые кислоты (HETE) также являются метаболитами P450 пути, но субъектами фермента гидроксилазы вместо фермента эпоксигеназы. HETE включает преимущественно 19-HETE и 20-HETE. EET включает 5,6-EET (которые превращаются в 5,6-DHET за счёт растворимого фермента эпоксидной гидроксилазы), 8,9-EET (также превращается, но в 8,9-DHET), 11,12-EET (в 11,12-DHET) и 14,15-EET (14,15-DHET). Путь P450 опосредует синтез EET и HETE.

Лейкотриены

LOX-путь (для подтверждения, простагландины за счёт COX-пути, а EET и HETE за счёт P450 пути) основными метаболитами эйкозаноидов являются лейкотриены. Арахидоновая кислота напрямую превращается ферментами LOX в новый метаболит 5-гидропероксиэйкозатриеновую кислоту (5-HPETE), которая затем превращается в лейкотриен А4. Лейкотриен А4 может принимать один из двух маршрутов: либо превращение в лейкотриен В4 (LTB4) за счёт добавления водной группы, либо превращение в лейкотриен С4 за счёт глутанион S-трансферазы. Если он превращается в метаболит C4, он может затем превращаться в лейкотриен D4 и потом в лейкотриен E4. Лейкотриены могут образовываться вблизи ядер. LOX-путь, как правило, опосредует синтез лейкотриенов.

Фармакология

Сыворотка крови

Употребление 240-720 мг арахидоновой кислоты пожилыми людьми в течение 4 недель может увеличивать плазменные концентрации арахидоновой кислоты в мембране (в течение 2 недель безе последующего эффекта на 4 неделе), однако не было выявлено значительного эффекта в отношении мочевых метаболитов в сывороточных PGE2 и липоксин А4 . Употребление арахидиновой кислоты необязательно увеличивает плазменные уровни эйкозаноидных метаболитов, несмотря на увеличение концентраций арахидоновой кислоты.

Неврология

Аутизм

Расстройства аутистического спектра неврологических состояний связаны обычно с нарушением социального функционирования и коммуникации. Арахидоновая кислота, как было исследовано, а также ДГК из рыбьего жира и АК являются критическими в отношении развития нейронов у новорождённых; нарушения в метаболизме полиненасыщенных жирных кислот, как известно, связывают с расстройствами аутистического характера (несколько ненадёжные данные ). Употребление 240 мг АК и 240 мг ДГК (вместе с 0,96 мг астаксантина в качестве антиоксидантна) в течение 16 недель на примере 13 пациентов с аутизмом (половина дозировки в случае возраста от 6 до 10 лет) не показало никакого снижения показателей шкалы рейтинга СГД и АВС в отношении аутизма, хотя отмечается некоторое улучшение в отношении субшкал социальной изоляции (АВС) и связи (СГД), однако процент пациентов, испытывающих снижение на 50% симптомов незначительно отличался, чем в случае употребления плацебо. Существуют очень ограниченные данные в отношении того, чтобы считать то, что арахидоновая кислота с ДГК рыбьего жира ослабляют симптомы аутизма, хотя, всё же, есть некоторая эффективность в отношении улучшения социальных симптомов, поэтому требуется проведение дополнительных исследований.

Память и обучение

Активация фосфолипазы А2, как отмечается, может содействовать росту аксонов с одновременным повреждением нейронов и их удлинения . Указанные последствия влияния эйкозаноидов (происходящих от арахидоновой кислоты и рыбьего жира, преимущественно от ДГК), и арахидоновая кислота в целом, как отмечается, способствуют росту аксонов за счёт 5-LOX-пути с максимальной эффективностью при дозировке в 100 мкм, хотя при высоких концентрациях (10 мм) этот путь является нейротоксичным за счёт избыточного окисления (предотвращается с помощью витамина Е). Роста нейритов может быть связан с действием на кальциевые каналы . В организме арахидоновая кислота играет роль в продвижении нейронного развития и их удлинении, хотя неестественно высокие концентрации арахидоновой кислоты, по-видимому, являются цитотоксичными. Как отмечается у крыс, активность ферментов, которые превращают линолевую кислоту в арахидоновую кислоту, снижается с возрастом; употребление старыми крысами арахидоновой кислоты в рационе способствует развитию когнитивных функций, причём этот эффект был воспроизведён на относительно здоровых пожилых мужчинах при употреблении 240 мг АК (за счёт 600 мг триглицеридов) по оценке P300 амплитуды и латентности . За счёт снижения выработки арахидоновой кислоты во время старения употребление арахидоновой кислоты может имеет роль усиления когнитивных свойств у пожилых людей (пока что не ясно, если эффект распространяется на молодые субъекты; это представляется маловероятным).

Нервы

Активация фосфолипазы А2, как отмечается, вовлечены в связь иммунных клеток и демиелинизации нейронов, что, возможно, является COX-зависимым механизмом, как, например, целекоксиб (ингибитор COX2); это способствует улучшению нейронных параметров заживления. Этот процесс вовлекает эйкозаноиды омега-3 и омега-6 происхождения .

Сердечно-сосудистые заболевания

Кровоток

Арахидоновая кислота (4,28% от рациона крыс), по-видимому, полностью обращает связанное со старением увеличение вазоконстрикции, индуцированное фенилэфрин у крыс за счёт эндотелиально зависимых механизмов; отмечается некоторое усиление ацетилхолин-индуцируенного вазорелаксирующего эффекта; не отмечается благотворного влияния у молодых крыс. При тестировании пожилых людей (65 лет в среднем), употребление 240 мг арахидоновой кислоты с 240 мг ДГК (одна из жирных кислот рыбьего жира) в течение трёх месяцев привело к улучшению коронарного кровотока в периоды гиперемии, но не в состоянии покоя . Употребление арахидоновой кислоты в пожилом возрасте может нести кардиозащитный эффект за счёт способствования кровотоку, хотя на примере людей данные являются очень скудными.

Скелетные мышцы и производительность

Механизмы

Арахидоновая кислота, как считается, является важным элементом в отношении метаболизма скелетных мышц, так как фосфолипиды в мембране саркоплазм, как считается, отражаются на фоне рациона ; физические нагрузки, по-видимому, сами по себе способствуют изменениям в фосфолипидном содержании мышц (независимо от состава мышечных волокон, связано с более низким соотношением омега 6 к омега 3 жирным кислотам); эйкозаноиды из арахидоновой кислоты взаимодействуют с синтезом мышечного белка за счёт рецепторов. Арахидоновая кислота воздействует на синтез мышечного белка за счёт ЦОГ-2 зависимого пути (предполагает вовлечение простагландинов), что связывают с увеличением простагландина Е2 (PGE2) и PGF(2альфа) , хотя инкубация с изолированными PGE2 и PGF(2альфа) не полностью воспроизводит гипертрофические эффекты арахидоновой кислоты. PGE2 и PGF(2альфа) также индуцируются при физической нагрузке (в частности, при растяжении мышечных клеток in vitro), также это отмечается в сыворотке крови и внутримышечно (в четырёхкратном размере – с 0,95+/-0,26 нг на мл до 3,97+/-0,75 нг на мл) у занимающихся субъектов, у которых нормализация происходит через час после завершения тренировки . Способность рефлекса растяжения для увеличения концентрации PGE2 и PGF(2альфа) может происходить просто из-за растяжения повышения активности ЦОГ-2. Стоит отметить, что употребление 1500 мг арахидоновой кислоты (в сравнении с контрольным рационом, содержащим 200 мг) в течение 49 дней, как выяснилось, увеличивает секрецию PGE2 из стимулированных клеток иммунной системы (на 50-100%) у относительно здоровых молодых людей , но актуальность этого факта по отношению к скелетным мышцам не известна. Это исследование также отмечает, что без стимуляции не было выявлено разницы между группами. Тем не менее, отмечается тенденция к увеличению сывороточной концентрации PGE2, как минимум, у тренированных мужчин при употреблении 1000 мг арахидоновой кислоты в течение 50 дней. Арахидоновая кислота за счёт эйкозаинодов, известных как PGF(2альфа) и PGE2, стимулирует синтез мышечных белков. Они вырабатываются из арахидоновой кислоты, но обычно не образуют соответствующие им связывающие мышцы эйкозаноиды, пока клетки стимулируются стрессром (например, при рефлексе растяжения на мышечной клетке), что затем индуцирует их выработку. Рецептор PGF(2альфа) (FP-рецептор), по-видимому, активируется с помощью ингибиторов ЦОГ1 (ацетаминофен, использованный в этом исследовании), усиливая воздействие PGF(2альфа), которое, как представляется, лежит в основе улучшений синтеза мышечных белков, отмечаемых у пожилых людей при употреблении противовоспалительных препаратов. Употребление арахидоновой кислоты, по-видимому, не влияет на количество FP-рецепторов у молодых людей; в то время как сами по себе физические упражнения могут увеличивать содержание EP3 рецепторов, но не ингибиторов ЦОГ1 и арахидоновой кислоты, по-видимому, они продолжают влиять на процессы. Тем не менее, использование ингибиторов ЦОГ2 (молодыми людьми), как выяснилось, может отменять индуцированные физическими нагрузками увеличения PGF(2альфа) (Ибупрофен и Ацетаминофен) , а также PGE2, которые, как полагают, происходят за счёт превращения PGH2 в эти метаболиты, зависящие от активности ЦОГ2. За счёт выработки этих эйкозаноидов, которые зависят от ферментов ЦОГ2, ингибирование этого фермента, как считается, снижает анаболические эффекты физических нагрузок при принятии до них. Арахидоновая кислота (как и ЭПК из рыбьего жира), как отмечается, не ослабляет усвоение глюкозы в изолированных мышечных клетках, и 10 мкм жирных кислот может ослаблять индуцированную насыщенными жирами инсулиновую устойчивость ; этот феномен отмечается при использовании насыщенных жиров с 18 углеродными цепями или больше, что, по-видимому, не относится к полиненасыщенным жирным кислотам с равной длиной цепи; этот связано с ростом внутриклеточных керамидов, что способствует ухудшению воздействию Akt, снижая GLUT4-опосредованное поглощение глюкозы из инсулина. Арахидоновая кислота и омега-3 полиненасыщенные кислоты связаны с улучшенной чувствительностью инсулина в клетках мышц, что может быть вторичным по отношению к снижению уровней насыщенных жиров в липидной мембране, снижая внутриклеточные концентрации керамидов. Вполне возможно, что это не связано с эйкозаинодами или соотношением омега-3 к омега-6 жирным кислотам.

При физических нагрузках, как известно, высвобождаются вазоактивные метаболиты, которые вызывают расслабление кровеносных сосудов, из которых наряду с некоторыми общими вазодилатационными агентами (оксидом азота, аденозином, ионами водорода), простаноиды также высвобождаются. Уровни арахидоновой кислоты в сыворотке крови остро подавляются при физических нагрузках (нормализуясь через несколько минут); отмечаются увеличения некоторых эйкозаноидов арахидоновой кислоты, включая 11,12-DHET, 14,15-DHET, 8,9-DHET и 14,15-EET при цикличности в 80% VO2 max в остром порядке; более высокие мочевые концентрации 2,3-динор-6-кето-простагландин F1альфа (показатель более высоких концентраций PGI2 и 6-кето-PGF1альфа) были отмечены, как минимум, спустя 4 недели тренировок у ранее нетренированных молодых людей.

Вмешательства

На примере 31 тренированных мужчин, являющихся субъектами программы по тяжёлой атлетике и специализированного рациона (избыток 500 ккал при 2 г белка на кг массы тела), употребляемого либо с 1 г арахидоновой кислотой или плацебо, было выявлено спустя 50 дней небольшое увеличение пиковой мощи (на 7,1%) и средней мощи (3,6%) в ходе тестирования Wingate; отмечается отсутствие позитивного влияния на мышечную массу или поднятие тяжестей (жим лёжа или жим ногами).

Метаболизм костной ткани и скелет

Механизмы

Простагландин F2 альфа (PGF2альфа) способен к позитивному влияния на рост костей за счёт своего действия в качестве митогена на остеокласты.

Воспаление и иммунология

Артрит

У пациентов с ревматоидным артритом снижение арахидоновой кислоты из пищевых источников (со 171 мг до 49 мг; увеличение эйкозапентаеновой кислоты является незначительным) и линолевой кислоты (с 12,7 г до 7,9 г) способно снижать болевые симптомы в рамках ревматоидного артрита (на 15%), улучшая эффективность употребления рыбьего жира с 17% до 31-37%. Ограничение пищевого потребления арахидоновой кислоты, как предполагается, способствует проявлению симптомов ревматоидного артрита, увеличивая эффективность употребления рыбьего жира.

Взаимодействия с гормонами

Тестостерон

Кортизол

У тренированных мужчин употребление 1000 мг арахидоновой кислоты в течение 50 дней не привело к значительным изменениям концентраций кортизола в сравнении с плацебо.

Взаимодействия с лёгкими

Астма

Простагландин D2 (PGD2) является сильнодействующим на бронхи веществом, причём несколько мощным, чем схожий простагландин PGF2альфа (в 3,5 раза) и гораздо более мощным, чем гистамин сам по себе (в 10,2 раз). Считается, что воздействие через рецепторы DP-1 и DP-2 опосредует про-астматические эффекты этих простагландинов, так как, как известно, эти рецепторы, а именно их отмена, связана со снижением воспаления дыхательных путей. Эйкозаноиды арахидоновой кислоты, по-видимому, являются про-астматическими.

Взаимодействия с эстетическими параметрами

Волосы

Простагландин D2 (из арахидоновой кислоты) и фермент, который вырабатывает его (синтаза простагландин D2) в 10,8 раза выше в коже головы мужчин с андрогенной алопецией в сравнении с частями головы, где есть волосы; по-видимому, вещество способствует подавлению роста волос за счёт воздействия на рецептор DP2 (также известный как GRP44 или CRTh2), причём рецептор 1 PGD2 не связан с подавлением роста волос, а простагландин 15-ΔPGJ2 обладает подавляющими эффектами. Избыток фермента способен имитировать андрогенную алопецию, предполагая, что фермент является терапевтической мишенью, и этот фермент, как известно, сильно реагирует на андрогенное воздействие . Простагландин D2 и его метаболиты (вырабатываемые из простагландина H2 за счёт фермента синтазы простагландина D2) увеличиваются в области андрогенной алопеции в сравнении с областями, покрытыми волосами; фермент сам по себе увеличивает активность андрогенов. Воздействие через рецептор DP2 (названный в честь простагландина D2), по-видимому, подавляет рост волос. Воздействие простагландина F2альфа (PFG2альфа; связывается с рецептором PGF2альфа при концентрации 50-100 нм), по-видимому, обеспечивает рост волос. По-видимому, отмечается большее наличие простагландина E2 (PGE2) в отделах головы, покрытой волосами у лысеющих мужчин в сравнении с облысевшими областями (в 2,06 раза). Увеличение PGE2, по-видимому, является одним из возможных механизмов миноксидила в обеспечении роста волос . Другие простагландины получают из арахидоновой кислоты.

Безопасность и токсикология

Беременность

Арахидоновая кислота, по-видимому, увеличивается в молочной железе в ходе перорального её употребления (или из пищевых продуктов, или из специальных добавок дозозависимым образом), хотя употребление ДГК (из рыбьего жира) изолированно может снижать концентрацию арахидоновой кислоты в грудном молоке. Увеличение, как отмечается, было зафиксировано на уровне 14-23% через 2-12 недель (употребление 220 мг арахидоновой кислоты), в то время как употребление 300 мг арахидоновой кислоты в течение недели оказалось неэффективным, не увеличив значительным образом концентраций. Эта очевидная задержка эффекта происходит за счёт жирных кислот, получаемых из так называемых запасов матери, нежели из непосредственно её текущего рациона . Концентрации арахидоновой кислоты в грудном молоке коррелируют с рационом, в ходе некоторых исследований были отмечены низкие концентрации при снижении пищевого употребления арахидоновой кислоты в целом; увеличения концентраций в грудном молоке отмечаются при повышенном употреблении арахидоновой кислоты . Арахидоновая кислота, как известно, накапливается в грудном молоке матерей, и её концентрации в грудном молоке коррелируют с пищевым употреблением.