ARACHIDONZUUR: FUNCTIES, VOEDING, CASCADE - BIOLOGIE - 2024

Het arachidonzuur is een verbinding met 20 koolstofatomen. Het is een meervoudig onverzadigd vetzuur, omdat het dubbele bindingen heeft tussen zijn koolstofatomen. Deze dubbele bindingen bevinden zich op positie 5, 8, 11 en 14. Door de positie van hun bindingen behoren ze tot de groep van omega-6-vetzuren.

Alle eicosanoïden - lipidemoleculen die betrokken zijn bij verschillende routes met vitale biologische functies (bijv. Ontsteking) - zijn afkomstig van dit 20-koolstofvetzuur. Veel van het arachidonzuur wordt aangetroffen in de fosfolipiden van het celmembraan en kan worden afgegeven door een aantal enzymen.

Arachidonzuur is betrokken bij twee routes: de cyclo-oxygenase-route en de lipoxygenase-route. De eerste geeft aanleiding tot de vorming van prostaglandinen, tromboxanen en prostacycline, terwijl de laatste leukotriënen genereert. Deze twee enzymatische routes zijn niet gerelateerd.

Kenmerken

Arachidonzuur heeft een breed scala aan biologische functies, waaronder:

- Het is een integraal bestanddeel van het celmembraan en geeft het de vloeibaarheid en flexibiliteit die nodig zijn voor de normale functie van de cel. Dit zuur ondergaat ook deacylatie / reacylatiecycli wanneer het wordt aangetroffen als fosfolipide in membranen. Het proces wordt ook wel de landcyclus genoemd.

- Het wordt vooral aangetroffen in de cellen van het zenuwstelsel, het skelet en het immuunsysteem.

- In skeletspieren helpt het bij het herstel en de groei. Het proces vindt plaats na fysieke activiteit.

- Niet alleen de metabolieten die door deze verbinding worden geproduceerd, hebben een biologisch belang. Zuur in zijn vrije toestand is in staat verschillende ionkanalen, receptoren en enzymen te moduleren, door ze via verschillende mechanismen te activeren of te deactiveren.

- De metabolieten die uit dit zuur worden afgeleid, dragen bij tot ontstekingsprocessen en leiden tot het genereren van mediatoren die verantwoordelijk zijn voor het oplossen van deze problemen.

- Vrij zuur, samen met zijn metabolieten, bevordert en moduleert immuunresponsen die verantwoordelijk zijn voor resistentie tegen parasieten en allergieën.

Arachidonzuur in de voeding

Arachidonzuur komt over het algemeen uit de voeding. Het is overvloedig aanwezig in producten van dierlijke oorsprong, in verschillende soorten vlees, eieren en andere voedingsmiddelen.

De synthese ervan is echter mogelijk. Om het uit te voeren, wordt linolzuur als precursor gebruikt. Dit is een vetzuur met 18 koolstofatomen in zijn structuur. Het is een essentieel vetzuur in de voeding.

Arachidonzuur is niet essentieel als er voldoende linolzuur beschikbaar is. Dit laatste wordt in aanzienlijke hoeveelheden aangetroffen in voedingsmiddelen van plantaardige oorsprong.

Arachidonzuurcascade

Verschillende stimuli kunnen de afgifte van arachidonzuur bevorderen. Ze kunnen van het hormonale, mechanische of chemische type zijn.

Afgifte van arachidonzuur

Zodra het benodigde signaal is gegeven, wordt het zuur door middel van het enzym fosfolipase A ₂ (PLA2) uit de celmembraan afgegeven , maar bloedplaatjes hebben naast PLA2 ook een fosfolipase C.

Zuur alleen kan fungeren als een tweede boodschapper, die op zijn beurt andere biologische processen wijzigt, of het kan worden omgezet in verschillende eicosanoïde moleculen via twee verschillende enzymatische routes.

Het kan worden afgegeven door verschillende cyclo-oxygenasen en thromboxanen of prostaglandinen worden verkregen. Evenzo kan het worden gericht op de lipoxygenase-route en worden leukotriënen, lipoxinen en hepoxilinen als derivaten verkregen.

Prostaglandinen en thromboxanen

Oxidatie van arachidonzuur kan de weg volgen van cyclo-oxygenatie en PGH-synthetase, waarvan de producten prostaglandinen (PG) en tromboxaan zijn.

Er zijn twee cyclo-oxygenasen, in twee afzonderlijke genen. Elk voert specifieke functies uit. De eerste, COX-1, wordt gecodeerd op chromosoom 9, wordt in de meeste weefsels aangetroffen en is constitutief; dat wil zeggen, het is altijd aanwezig.

COX-2 daarentegen, gecodeerd op chromosoom 1, verschijnt door hormonale werking of andere factoren. Bovendien is COX-2 gerelateerd aan ontstekingsprocessen.

De eerste producten die worden gegenereerd door COX-katalyse zijn cyclische endoperoxiden. Vervolgens produceert het enzym oxygenatie en cyclisatie van het zuur, waardoor PGG2 wordt gevormd.

Achtereenvolgens voegt hetzelfde enzym (maar dit keer met zijn peroxidase-functie) een hydroxylgroep toe en zet PGG2 om in PGH2. Andere enzymen zijn verantwoordelijk voor de katalyse van PGH2 tot prostanoïden.

Functies van prostaglandines en thromboxanen

Deze lipidemoleculen werken in op verschillende organen, zoals spieren, bloedplaatjes, nieren en zelfs botten. Ze nemen ook deel aan een reeks biologische gebeurtenissen, zoals de productie van koorts, ontsteking en pijn. Ze spelen ook een rol in de droom.

In het bijzonder katalyseert COX-1 de vorming van verbindingen die verband houden met homeostase, cytoprotectie van de maag, regulatie van vasculaire en branchiale tonus, samentrekkingen van de baarmoeder, nierfuncties en aggregatie van bloedplaatjes.

Daarom werken de meeste medicijnen tegen ontstekingen en pijn door cyclo-oxygenase-enzymen te blokkeren. Enkele veel voorkomende geneesmiddelen met dit werkingsmechanisme zijn aspirine, indomethacine, diclofenac en ibuprofen.

Leukotriënen

Deze moleculen met drie dubbele bindingen worden geproduceerd door het enzym lipoxygenase en worden uitgescheiden door leukocyten. Leukotriënen kunnen ongeveer vier uur in het lichaam blijven.

Lipoxygenase (LOX) neemt een zuurstofmolecuul op in arachidonzuur. Er zijn verschillende LOX'en beschreven voor mensen; binnen deze groep is 5-LOX de belangrijkste.

5-LOX vereist de aanwezigheid van een activerend eiwit (FLAP) voor zijn activiteit. FLAP bemiddelt de interactie tussen het enzym en het substraat, waardoor de reactie mogelijk is.

Functies van leukotriënen

Klinisch spelen ze een belangrijke rol in processen die verband houden met het immuunsysteem. Hoge niveaus van deze verbindingen worden in verband gebracht met astma, rhinitis en andere overgevoeligheidsstoornissen.

Niet-enzymatisch metabolisme

Op dezelfde manier kan het metabolisme worden uitgevoerd volgens niet-enzymatische routes. Dat wil zeggen, de eerder genoemde enzymen werken niet. Wanneer peroxidatie optreedt - een gevolg van vrije radicalen - ontstaan ​​isoprostanen.

Vrije radicalen zijn moleculen met ongepaarde elektronen; daarom zijn ze onstabiel en moeten ze reageren met andere moleculen. Deze verbindingen zijn in verband gebracht met veroudering en ziekte.

Isoprotanen zijn verbindingen die sterk lijken op prostaglandinen. Over de manier waarop ze worden geproduceerd, zijn ze markers van oxidatieve stress.

Hoge niveaus van deze verbindingen in het lichaam zijn indicatoren van ziekte. Ze zijn overvloedig aanwezig bij rokers. Ook zijn deze moleculen gerelateerd aan ontsteking en pijnperceptie.

Referenties

1. Cirilo, AD, Llombart, CM en Tamargo, JJ (2003). Inleiding tot therapeutische chemie. Díaz de Santos-edities.
2. Dee Unglaub, S. (2008). Menselijke fysiologie een geïntegreerde benadering. Vierde druk. Panamerican Medical Publishing House.
3. del Castillo, JMS (Ed.). (2006). Basisvoeding voor mensen. Universiteit van Valencia.
4. Fernández, PL (2015). Velazquez. Basis- en klinische farmacologie. Panamerican Medical Ed.
5. Lands, WE (Ed.). (2012). Biochemie van het metabolisme van arachidonzuur. Springer Science & Business Media.
6. Tallima, H., en El Ridi, R. (2017). Arachidonzuur: fysiologische rollen en mogelijke gezondheidsvoordelen. Een recensie. Journal of Advanced Research.