KWAS ARACHIDONOWY: FUNKCJE, DIETA, KASKADA - BIOLOGIA - 2025

Kwas arachidonowy jest związek o 20 atomach węgla. Jest to wielonienasycony kwas tłuszczowy, ponieważ ma podwójne wiązania między atomami węgla. Te podwójne wiązania znajdują się w pozycjach 5, 8, 11 i 14. Ze względu na położenie swoich wiązań należą do grupy kwasów tłuszczowych omega-6.

Wszystkie eikozanoidy - cząsteczki lipidów zaangażowane w różne szlaki pełniące istotne funkcje biologiczne (na przykład zapalenie) - pochodzą z tego 20-węglowego kwasu tłuszczowego. Duża część kwasu arachidonowego znajduje się w fosfolipidach błony komórkowej i może być uwalniana przez wiele enzymów.

Kwas arachidonowy bierze udział w dwóch szlakach: szlaku cyklooksygenazy i szlaku lipoksygenazy. Pierwsza z nich powoduje powstawanie prostaglandyn, tromboksanów i prostacykliny, podczas gdy druga generuje leukotrieny. Te dwa szlaki enzymatyczne nie są ze sobą powiązane.

cechy

Kwas arachidonowy pełni szereg funkcji biologicznych, między innymi:

- Jest integralnym składnikiem błony komórkowej, nadając jej płynność i elastyczność niezbędną do normalnego funkcjonowania komórki. Kwas ten również podlega cyklom deacylacji / reacylacji, gdy występuje jako fosfolipid w błonach. Proces ten jest również znany jako cykl Lands.

- Występuje szczególnie w komórkach układu nerwowego, kostnego i odpornościowego.

- W mięśniach szkieletowych pomaga w ich naprawie i wzroście. Proces następuje po aktywności fizycznej.

- Nie tylko metabolity wytwarzane przez ten związek mają znaczenie biologiczne. Kwas w stanie wolnym jest zdolny do modulowania różnych kanałów jonowych, receptorów i enzymów, aktywując je lub dezaktywując poprzez różne mechanizmy.

- Pochodzące z tego kwasu metabolity biorą udział w procesach zapalnych i prowadzą do powstawania mediatorów odpowiedzialnych za rozwiązywanie tych problemów.

- Wolny kwas wraz z jego metabolitami stymuluje i moduluje odpowiedź immunologiczną odpowiedzialną za odporność na pasożyty i alergie.

Kwas arachidonowy w diecie

Kwas arachidonowy generalnie pochodzi z diety. Jest bogaty w produkty pochodzenia zwierzęcego, między innymi w różnych rodzajach mięsa, jajach.

Jednak jego synteza jest możliwa. Aby to wykonać, jako prekursor stosuje się kwas linolowy. To kwas tłuszczowy, który ma w swojej strukturze 18 atomów węgla. Jest niezbędnym kwasem tłuszczowym w diecie.

Kwas arachidonowy nie jest niezbędny, jeśli dostępna jest wystarczająca ilość kwasu linolowego. Ten ostatni występuje w znacznych ilościach w żywności pochodzenia roślinnego.

Kaskada kwasu arachidonowego

Różne bodźce mogą sprzyjać uwalnianiu kwasu arachidonowego. Mogą być typu hormonalnego, mechanicznego lub chemicznego.

Uwalnianie kwasu arachidonowego

Gdy konieczne jest sygnał podany kwas uwalniane z błony komórkowej za pomocą enzymu fosfolipazy A ₂ (PLA2), a płytki, oprócz tego, że PLA2, również fosfolipazę C

Sam kwas może działać jako drugi przekaźnik, modyfikując inne procesy biologiczne, lub może zostać przekształcony w różne cząsteczki eikozanoidów na dwóch różnych szlakach enzymatycznych.

Może być uwalniany przez różne cyklooksygenazy i uzyskuje się tromboksany lub prostaglandyny. Podobnie, może być skierowany na szlak lipoksygenazy i jako pochodne otrzymuje się leukotrieny, lipoksyny i hepoksylinę.

Prostaglandyny i tromboksany

Utlenianie kwasu arachidonowego może odbywać się drogą cyklooksygenacji i syntetazy PGH, których produktami są prostaglandyny (PG) i tromboksan.

Istnieją dwie cyklooksygenazy w dwóch oddzielnych genach. Każdy pełni określone funkcje. Pierwsza, COX-1, jest kodowana na chromosomie 9, występuje w większości tkanek i jest konstytutywna; to znaczy, jest zawsze obecny.

W przeciwieństwie do tego COX-2, kodowany na chromosomie 1, pojawia się w wyniku działania hormonalnego lub innych czynników. Ponadto COX-2 jest powiązany z procesami zapalnymi.

Pierwszymi produktami, które powstają w wyniku katalizy COX, są cykliczne endonadtlenki. Następnie enzym powoduje utlenianie i cyklizację kwasu, tworząc PGG2.

Po kolei ten sam enzym (ale tym razem z funkcją peroksydazy) dodaje grupę hydroksylową i przekształca PGG2 w PGH2. Za katalizę PGH2 do prostanoidów odpowiedzialne są inne enzymy.

Funkcje prostaglandyn i tromboksanów

Te cząsteczki lipidów działają na różne narządy, takie jak mięśnie, płytki krwi, nerki, a nawet kości. Uczestniczą również w szeregu zdarzeń biologicznych, takich jak gorączka, stan zapalny i ból. Mają też rolę we śnie.

W szczególności COX-1 katalizuje tworzenie się związków, które są związane z homeostazą, cytoprotekcją żołądka, regulacją napięcia naczyniowego i skurczowego, skurczami macicy, czynnością nerek i agregacją płytek krwi.

Dlatego większość leków przeciwzapalnych i przeciwbólowych działa poprzez blokowanie enzymów cyklooksygenazy. Niektóre popularne leki z tym mechanizmem działania to aspiryna, indometacyna, diklofenak i ibuprofen.

Leukotrieny

Te cząsteczki z trzema wiązaniami podwójnymi są wytwarzane przez enzym lipoksygenazę i są wydzielane przez leukocyty. Leukotrieny mogą pozostawać w organizmie przez około cztery godziny.

Lipoksygenaza (LOX) włącza cząsteczkę tlenu do kwasu arachidonowego. Opisano kilka LOX dla ludzi; w tej grupie najważniejszy jest 5-LOX.

5-LOX do swojej aktywności wymaga obecności białka aktywującego (FLAP). FLAP pośredniczy w interakcji między enzymem a substratem, umożliwiając reakcję.

Funkcje leukotrienów

Klinicznie odgrywają ważną rolę w procesach związanych z układem odpornościowym. Wysokie poziomy tych związków są związane z astmą, nieżytem nosa i innymi zaburzeniami nadwrażliwości.

Metabolizm nieenzymatyczny

W ten sam sposób metabolizm może przebiegać nieenzymatycznymi drogami. Oznacza to, że wspomniane wcześniej enzymy nie działają. W wyniku peroksydacji - na skutek działania wolnych rodników - powstają izoprostany.

Wolne rodniki to cząsteczki z niesparowanymi elektronami; dlatego są niestabilne i muszą reagować z innymi cząsteczkami. Związki te są powiązane ze starzeniem się i chorobami.

Izoprotany to związki bardzo podobne do prostaglandyn. Swoją drogą są markerami stresu oksydacyjnego.

Wysoki poziom tych związków w organizmie świadczy o chorobie. Jest dużo wśród palaczy. Ponadto cząsteczki te są związane ze stanem zapalnym i odczuwaniem bólu.

Bibliografia

1. Cirilo, AD, Llombart, CM i Tamargo, JJ (2003). Wprowadzenie do chemii terapeutycznej. Wydania Díaz de Santos.
2. Dee Unglaub, S. (2008). Fizjologia człowieka - podejście zintegrowane. Czwarta edycja. Panamerykańskie Wydawnictwo Medyczne.
3. del Castillo, JMS (red.). (2006). Podstawowe żywienie człowieka. Uniwersytet w Walencji.
4. Fernández, PL (2015). Velazquez. Farmakologia podstawowa i kliniczna. Panamerican Medical Ed.
5. Lands, WE (red.). (2012). Biochemia metabolizmu kwasu arachidonowego. Springer Science & Business Media.
6. Tallima, H. i El Ridi, R. (2017). Kwas arachidonowy: role fizjologiczne i potencjalne korzyści zdrowotne. Recenzja. Journal of Advanced Research.