(część I) Molecular mechanism of fatty acids

PRACE POGL¥DOWE
Julian ŒWIERCZYÑSKI1
Wojciech WO£YNIEC2
Micha³ CHMIELEWSKI2
Boles³aw RUTKOWSKI2
Molekularny mechanizm dzia³ania kwasów
t³uszczowych na profil lipidowy osocza
(czêœæ I)
Molecular mechanism of fatty acids impact
on plasma lipid profile (part I)
1
Katedra i Zak³ad Biochemii
Akademii Medycznej w Gdañsku
Kierownik: Prof. dr hab. Julian Œwierczyñski
Klinika Nefrologii, Transplantologii
i Chorób Wewnêtrznych
Akademii Medycznej w Gdañsku
Kierownik: Prof. dr hab. Boles³aw Rutkowski
2
Dodatkowe s³owa kluczowe:
nasycone kwasy t³uszczowe
nienasycone kwasy t³uszczowe
cholesterol
trójacyloglicerole
Additional key words:
saturated fatty acids
unsaturated fatty acids
cholesterol
triglycerides
Adres do korespondencji:
Prof. dr hab. med. Boles³aw Rutkowski
Klinika Nefrologii, Transplantologii
i Chorób Wewnêtrznych AM
80-952 Gdañsk, ul Dêbinki 7
Tel.: 058 349 25 05; Fax: 058 349 25 51
e-mail: [email protected]
Przegl¹d Lekarski 2007 / 64 / 1
Kwasy t³uszczowe spe³niaj¹ w organizmie wielorakie funkcje, bior¹c
udzia³ zarówno w procesach metabolicznych, jak i w ró¿nicowaniu komórek czy w procesach zapalnych. Jednym z ciekawych i wci¹¿ nie wyjaœnionych do koñca zagadnieñ jest wp³yw
kwasów t³uszczowych na gospodarkê
lipidow¹ i w konsekwencji na ryzyko
chorób sercowo-naczyniowych. Na
podstawie dostêpnych obecnie danych mo¿na stwierdziæ, ¿e nasycone
kwasy t³uszczowe zwiêkszaj¹ stê¿enie
cholesterolu, natomiast nienasycone
kwasy t³uszczowe obni¿aj¹ zarówno
stê¿enie cholesterolu jak i triacylogliceroli we krwi. Wynika z tego, ¿e stosunek spo¿ywanych w diecie kwasów
t³uszczowych nasyconych do nienasyconych mo¿e w znacznym stopniu
wp³ywaæ na choroby uk³adu kr¹¿enia.
W artykule omówiono poznane dotychczas mechanizmy wp³ywu kwasów
t³uszczowych na stê¿enie lipidów w
osoczu.
Fatty acids fulfill numerous functions in the human organism: they play
part in various metabolic processes,
as well as in cell differentiation and inflammation. Impact of fatty acids on
lipid homeostasis, and in consequence on cardio-vascular diseases is
among the most interesting and still
unclear issues. It is believed that, in
general, saturated fatty acids increase
cholesterol concentration whereas
unsaturated fatty acids decrease
plasma level of both, cholesterol and
triglycerides. This leads to a conclusion that the proportion of ingested
fatty acids may have a substantial impact on cardio-vascular complications.
The paper deals with the effect of ingested fatty acids on plasma lipids.
Their impact on lipid synthesis, as well
as on lipid elimination is discussed.
Wstêp
Kwasy t³uszczowe maj¹ zasadnicze znaczenie dla prawid³owego funkcjonowania
organizmu cz³owieka. Po pierwsze stanowi¹ materia³ energetyczny dla wielu tkanek
i narz¹dów, g³ównie dla miêœnia sercowego
i miêœni szkieletowych. Po drugie, jako
sk³adniki fosfolipidów wchodz¹ w sk³ad b³on
komórkowych. Po trzecie, mog¹ regulowaæ
metabolizm, wzrost i ró¿nicowanie komórek
oraz wp³ywaæ na procesy zapalne i odpornoœciowe organizmu.
Molekularny mechanizm dzia³ania kwasów t³uszczowych na wy¿ej wymienione procesy budzi w ostatnim czasie szczególnie
du¿e zainteresowanie. Obecnie wiadomo,
¿e pe³ni¹ one funkcjê regulacyjn¹ dzia³aj¹c
na komórkê poprzez nastêpuj¹ce mechanizmy: 1. wp³ywaj¹ na aktywnoœæ niektórych
enzymów oraz przepuszczalnoœæ b³on biologicznych; 2. s¹ prekursorami takich substancji biologicznie czynnych jak: prostaglandyny, tromboksany i leukotrieny; 3. wolne kwasy t³uszczowe (WKT) i kwasy t³uszczowe jako sk³adniki niektórych lipidów
mog¹ regulowaæ aktywnoœæ enzymów nale¿¹cych do szlaków przenoszenia sygna³ów w komórkach. Przyk³adem tego mo¿e
byæ diacyloglicerol, który jest aktywatorem
kinazy bia³kowej C, enzymu odgrywaj¹cego wa¿n¹ rolê w proliferacji komórek; 4.
kwasy t³uszczowe mog¹ wi¹zaæ siê z receptorami j¹drowymi (czynnikami transkrypcyjnymi np. PPAR – peroxisome proliferator activated receptor) lub zmieniaæ poziom czynników transkrypcyjnych (np. SREBP – sterol regulatory element binding protein) w komórce i w ten sposób regulowaæ transkrypcjê wielu genów docelowych, w tym równie¿
genów koduj¹cych enzymy uczestnicz¹ce w
metabolizmie lipidów (rycina 1).
W przypadku wystêpowania jednego lub
wielu wi¹zañ podwójnych kwasy t³uszczowe nazywamy nienasyconymi, odpowiednio
jednoniesyconymi i wielonienasyconymi
(WNKT). W przypadku braku wi¹zañ podwójnych mówimy o kwasach nasyconych.
Podzia³ ten, na kwasy nasycone i nienasycone, ma podstawowe znaczenia w rozwa¿aniach nad ich wp³ywem na uk³ad kr¹¿enia cz³owieka, bowiem, ogólnie mo¿na przyj¹æ, ¿e wp³yw kwasów nasyconych jest szkodliwy, natomiast kwasów nienasyconych
korzystny.
Pewn¹ odmiennoœæ stanowi¹ nienasycone kwasy t³uszczowe o konfiguracji trans,
które mog¹ wystêpowaæ w niektórych pokarmach. Powstaj¹ one jako produkty
37
uboczne w procesie „utwardzania” naturalnych olejów podczas produkcji margaryny
[7]. Nale¿y jednak podkreœliæ, ¿e obecnie
produkowane margaryny niemal nie zawieraj¹ kwasów t³uszczowych o konfiguracji
trans.
W celu ³atwiejszego zrozumienia zagadnienia w dalszej czêœci artyku³u nazwa „nienasycone kwasy t³uszczowe” bêdzie odnosiæ siê zarówno do wielonienasyconych jak
i jednoniesyconych kwasów t³uszczowych o
konfiguracji cis.
G³ównym Ÿród³em kwasów t³uszczowych dla cz³owieka jest dieta. Rycina 2
przedstawia budowê niektórych kwasów
t³uszczowych obecnych w po¿ywieniu cz³owieka. Szczególne znaczenie dla prawid³owego funkcjonowania organizmu ludzkiego
maj¹ WNKT z szeregu omega 3 (n-3) i omega 6 (n-6). Kwas linolowy (cis-9,12oktadekadienowy) nale¿¹cy do szeregu omega 6,
jest g³ównym WNKT pochodzenia roœlinnego. Wystêpuje w olejach: kukurydzianym,
arachidowym, sojowym i wielu innych. Kwas
ten jest substratem niezbêdnym do biosyntezy kwasu arachidonowego, prekursora
prostaglandyn, tromboksanów i leukotrienów. Kwas a-linolenowy (cis-9,12,15-oktadekatrienowy) nale¿¹cy do szeregu omega
3, podobnie jak kwas linolowy jest pochodzenia roœlinnego. Natomiast wiêkszoœæ
pozosta³ych WNKT nale¿¹cych do szeregu
omega 3 i obecnych w diecie to kwasy pochodzenia zwierzêcego, wystêpuj¹ce g³ównie w olejach rybich.
Zmiany w iloœci, a szczególnie zmiany
w proporcji nasyconych do nienasyconych
kwasów t³uszczowych spo¿ywanych w diecie mog¹ wp³ywaæ na funkcje wielu narz¹dów, g³ównie na funkcjê w¹troby, uk³adu
sercowo-naczyniowego, uk³adu immunologicznego, oœrodkowego uk³adu nerwowego
i miêœni szkieletowych [10]. Nadmierne spo¿ycie kwasów t³uszczowych, a w szczególnoœci spo¿ywanie diety zawieraj¹cej du¿o
nasyconych, a ma³o nienasyconych kwasów
t³uszczowych mo¿e prowadziæ do takich stanów patologicznych jak mia¿d¿yca i zwi¹zane z ni¹ choroby uk³adu sercowo-naczyniowego, cukrzyca, oty³oœæ, niektóre choroby nowotworowe, a nawet schizofrenia [2,11].
W niniejszym przegl¹dzie koncentrujemy siê na wp³ywie zawartych w diecie kwasów t³uszczowych na profil lipidowy osocza
(czêœæ I) oraz przedstawimy najnowsze pogl¹dy na temat molekularnego mechanizmu
dzia³ania tych kwasów na profil lipidowy osocza cz³owieka (czêœæ II).
1. Wp³yw kwasów t³uszczowych
na stê¿enie LDL cholesterolu
Rozwa¿aj¹c problem regulacji stê¿enia
cholesterolu w osoczu nale¿y pamiêtaæ, ¿e
zale¿y ono w du¿ej mierze od:
a) szybkoœci biosyntezy cholesterolu w
organizmie;
b) szybkoœci jego usuwania z osocza,
g³ównie przy udziale receptora LDL;
c) szybkoœci katabolizmu cholesterolu –
szybkoœci przemiany do kwasów ¿ó³ciowych
i szybkoœci wydalania do kanalików ¿ó³ciowych; oraz
d) od iloœci cholesterolu w diecie (cholesterolu spo¿ywanego).
Wynika z tego, ¿e czynniki obni¿aj¹ce
38
WKT
wi¹zanie z receptorami
j¹drowymi, np. PPAR
WKT
WKT
SREBP
PPAR
regulacja poziomów
czynników transkrypcyjnych
np. SREBP
j¹dro
komórkowe
mRNA
enzymy uczestnicz¹ce
w metabolizmie lipidów
katabolizmu
lipidów
mRNA
bia³ka uczestnicz¹ce
w procesach
ró¿nicowania
komórek
wzrostu
komórek
Rycina 1
Wp³yw kwasów t³uszczowych na metabolizm, wzrost i ró¿nicowanie komórek poprzez regulacjê transkrypcji
genów.
Impact of fatty acids on cell metabolism, growth and differentiation through regulation of gene transcription.
stê¿enie cholesterolu (w tym równie¿ kwasy t³uszczowe) mog¹ dzia³aæ:
a) hamuj¹c biosyntezê cholesterolu,
b) stymuluj¹c jego usuwanie z krwi i
c) stymuluj¹c jego katabolizm w w¹trobie i wydalanie do kanalików ¿ó³ciowych.
Czynniki zwiêkszaj¹ce stê¿enie cholesterolu we krwi mog¹ dzia³aæ poprzez:
a) stymulacjê biosyntezy cholesterolu,
b) hamowanie jego usuwania z krwi oraz
c) hamowanie jego katabolizmu w w¹trobie i wydalania do kanalików ¿ó³ciowych.
a. wp³yw kwasów t³uszczowych
na biosyntezê cholesterolu
Wp³yw kwasów t³uszczowych na biosyntezê cholesterolu jest zale¿ny od ich budowy.
Nienasycone kwasy t³uszczowe znacznie obni¿aj¹ stê¿enie cholesterolu w osoczu, mimo ¿e stymuluj¹ syntezê cholesterolu [9,14]. Wydaje siê wiêc, ¿e inne procesy ni¿ synteza cholesterolu s¹ odpowiedzialne za znaczne obni¿enie stê¿enia cholesterolu w osoczu krwi w wyniku spo¿ywania
diety bogatej w nienasycone kwasy t³uszczowe. Kluczow¹ rolê w tym procesie odgrywa prawdopodobnie wzmo¿ona aktywnoœæ receptora LDL, wynikaj¹ca z jego nadekspresji spowodowanej spo¿ywaniem diety bogatej w nienasycone kwasy t³uszczowe [5].
Nienasycone kwasy t³uszczowe o konfiguracji trans, jeœli stosowane s¹ w stosunkowo wysokich stê¿eniach, zwiêkszaj¹ syntezê cholesterolu, zwiêkszaj¹c jednoczeœnie
stê¿enie LDL-cholesterolu w osoczu [18].
Konkluduj¹c, nale¿y jednak stwierdziæ,
¿e wp³yw nienasyconych, a tak¿e nasyconych kwasów t³uszczowych na biosyntezê
cholesterolu odgrywa drugorzêdn¹ rolê w
Przegl¹d Lekarski 2007 / 64 / 1
regulacji stê¿enia cholesterolu w osoczu.
Wyj¹tkiem pod tym wzglêdem s¹ nienasycone kwasy t³uszczowe o konfiguracji trans,
które stosowane w stosunkowo wysokich
stê¿eniach, zwiêkszaj¹ zarówno syntezê jak
i stê¿enie cholesterolu w osoczu.
b. wp³yw kwasów t³uszczowych
na aktywnoϾ receptora LDL.
Wiele badañ wskazuje, ¿e zawarte w
diecie kwasy t³uszczowe wp³ywaj¹ na stê¿enie lipidów w osoczu reguluj¹c aktywnoœæ,
poziom bia³ka oraz poziom mRNA receptora LDL [3-6].
Nienasycone kwasy t³uszczowe (g³ównie kwas linolenowy) zwiêkszaj¹ poziom
bia³ka receptora LDL [15]. Z kolei nasycone
kwasy t³uszczowe (g³ównie kwasy: palmitynowy, mirystynowy i laurynowy) znacznie ten
poziom obni¿aj¹ [15]. Zmiany poziomu bia³ka receptora s¹ skorelowane ze zmianami
poziomu mRNA [15].
Sugeruje to, ¿e kwasy t³uszczowe wp³ywaj¹ na aktywnoœæ receptora LDL g³ównie
na poziomie transkrypcji i/lub stabilizacji
mRNA. Opisane zmiany obserwowano tylko wtedy, gdy stê¿enie cholesterolu w diecie by³o niskie [15]. Wynika z tego, ¿e zawarty w diecie cholesterol jest g³ównym
czynnikiem kontroluj¹cym gêstoœæ (iloœæ)
receptora LDL na powierzchni komórek, a
tym samym jego aktywnoœæ. Oprócz regulacji na poziomie ekspresji genu receptora
LDL, kwasy t³uszczowe zawarte w diecie
mog¹ wp³ywaæ na aktywnoœæ receptora
LDL zmieniaj¹c p³ynnoœæ b³on komórkowych [12,19].
Z praktycznego punktu widzenia na
uwagê zas³uguje fakt, ¿e nasycone kwasy
t³uszczowe, hamuj¹c aktywnoœæ receptora
LDL, zwiêkszaj¹ stê¿enie cholesterolu we
J. Œwierczyñski i wsp.
A
16:0
HOOC
HOOC
D
CH3
CH3
kwas palmitynowy
(heksadekanowy)
B
CH3
COOH
18:1n9
20:5n3
kwas oleinowy (w9)
(cis-9-oktadekaenowy)
HOOC C
kwas timnodonowy (w3)
(cis-5,8,11,14,17-ikozapentaenowy)
E
CH3
20:4n6
18:2n6
CH3
COOH
kwas linolowy (w6)
(cis-9,12-oktadekadienowy)
kwas arachidonowy (w6)
(cis-5,8,11,14-ikozatetraenowy)
Rycina 2
Budowa niektórych kwasów t³uszczowych wystêpuj¹cych w pokarmach i maj¹cych znaczenie fizjologiczne lub farmakologiczne. Podano nazwy zwyczajowe i
systematyczne (w nawiasach). Ponadto podano liczbê atomów C, liczbê i pozycjê wi¹zañ podwójnych oraz przynale¿noœæ do szeregu omega (w nawiasach).
Structure of fatty acids of physiological or pharmacological significance, which are present in food. Customary, as well as systematic names are given. Moreover, the number of C
atoms, number and position of double bonds, and affinity to omega class is given.
A
B
nasycone
kwasy
t³uszczowe
C
wielonienasycone
kwasy
t³uszczowe
nienasycone
kwasy
t³uszczowe
o konfiguracji trans
LDL-R
LDL-R
LDL-C
Lp(a)
7a hydroksylaza
cholesterolu
HDL-C
LDL-C
LDL-C
Rycina 3
Wp³yw kwasów t³uszczowych nasyconych (A), nienasyconych o konfiguracji trans (B) i wielonienasyconych
(C) na stê¿enie LDL-cholesterolu w osoczu (LDL-R – receptor LDL).
Impact of fatty acids: saturated (A), trans-unsaturated (B) and polyunsaturated (C) on plasma LDL-cholesterol
concentration.
krwi. Z kolei nienasycone kwasy t³uszczowe, zwiêkszaj¹c aktywnoœæ receptora, obni¿aj¹ stê¿enie cholesterolu w osoczu. To
przeciwstawne dzia³anie kwasów t³uszczowych na funkcjê receptora LDL t³umaczy,
jak wa¿ny dla zdrowia cz³owieka jest wzajemny stosunek nasyconych do nienasyconych kwasów t³uszczowych w diecie.
c. wp³yw kwasów t³uszczowych
na katabolizm cholesterolu
Istotn¹ drog¹ usuwania nadmiaru cholesterolu z organizmu ludzkiego jest jego
przemiana do kwasów ¿ó³ciowych, inicjowana przez 7a-hydroksylazê cholesterolu. Jest
to g³ówny enzym reguluj¹cy intensywnoœæ
przemiany cholesterolu do kwasów ¿ó³cio-
Przegl¹d Lekarski 2007 / 64 / 1
wych w w¹trobie. Zawarte w diecie nienasycone kwasy t³uszczowe zwiêkszaj¹ aktywnoœæ 7a-hydroksylazy cholesterolu, zwiêkszaj¹c w ten sposób przemianê cholesterolu do kwasów ¿ó³ciowych, a w konsekwencji stymuluj¹ usuwanie cholesterolu z organizmu [7,10,11].
Schematycznie wp³yw nasyconych, nienasyconych kwasów t³uszczowych o konfiguracji trans oraz WNKT na stê¿enie cholesterolu w osoczu przedstawiono na rycinie 3.
2. Wp³yw kwasów t³uszczowych
na stê¿enie HDL-cholesterolu
(HDL-C).
Akceptowany powszechnie jest pogl¹d,
¿e HDL chroni¹ przed rozwojem mia¿d¿ycy. Korzystny wp³yw nienasyconych kwasów
t³uszczowych na organizm ludzki, a w szczególnoœci na zmniejszenie ryzyka zawa³u
miêœnia sercowego, sugerowa³, ¿e nienasycone kwasy t³uszczowe mog¹ podwy¿szaæ stê¿enie HDL-C w osoczu. Badania na
modelach doœwiadczalnych wskazuj¹ jednak, ¿e nienasycone kwasy t³uszczowe powoduj¹ obni¿enie stê¿enia zarówno cholesterolu ca³kowitego, jak i HDL-C [13]. Obni¿enie stê¿enia HDL-C w wyniku stosowania diety zawieraj¹cej nienasycone kwasy
t³uszczowe mo¿e wydawaæ siê niekorzystne. Bior¹c jednak pod uwagê fakt, ¿e nienasycone kwasy t³uszczowe znacznie
zwiêkszaj¹ poziom mRNA receptora SB1
[13], odpowiedzialnego za wychwyt HDL
przez w¹trobê, mo¿na przypuszczaæ, ¿e
kwasy t³uszczowe zwiêkszaj¹ zwrotny transport cholesterolu z tkanek obwodowych do
w¹troby, co niew¹tpliwie mo¿e dzia³aæ przeciwmia¿d¿ycowo.
3. Wp³yw kwasów t³uszczowych
na stê¿enie triacylogliceroli (TAG)
w osoczu
Wp³yw kwasów t³uszczowych na stê¿enie TAG w osoczu zwi¹zany jest g³ównie z:
a) zwiêkszonym katabolizmem lipoprotein bogatych w TAG (g³ównie VLDL i chylomikronów);
b) zwiêkszonym spalaniem kwasów
t³uszczowych w komórkach; oraz
c) hamowaniem sekrecji VLDL przez
w¹trobê [7]. Stymulacja katabolizmu lipoprotein bogatych w TAG i hamowanie sekrecji
VLDL prowadzi do obni¿enia stê¿enia TAG
w osoczu. Z kolei zahamowanie katabolizmu lipoprotein bogatych w TAG i stymulacja sekrecji VLDL powoduje wzrost stê¿enia TAG w osoczu.
39
wielonienasycone
kwasy t³uszczowe
sekrecja VLDL
lipogeneza
LPL
VLDL
cholesterol
-
apo C III
zwiêkszona degradacja
TAG zawartych w VLDL i CHM
TAG
HDL (bogate w TAG)
TAG hydrolizowane
przez lipazê w¹trobow¹
WKT
enzymy
b-oksydacji
zwiêkszony dop³yw
WKT do komórek
CO2 + H2O
TAG
Rycina 4a
Wp³yw wielonienasyconych kwasów t³uszczowych na stê¿enie triacylogliceroli w osoczu.
Impact of polyunsaturated fatty acids on plasma TAG concentration.
nienasycone kwasy t³uszczowe
o konfiguracji trans
mRNA FAS
aktywnoϾ FAS
kwas
palmitynowy
(C 16)
C 18
elongacja
C 18n1
desaturacja
TAG
VLDL
Rycina 4b
Wp³yw nienasyconych kwasów t³uszczowych o konfiguracji trans na stê¿enie triacylogliceroli w osoczu.
Impact of trans-unsaturated fatty acids on plasma TAG concentration.
wielonienasycone
kwasy t³uszczowe
katabolizm
cholesterolu
LDL-R
lipogeneza
sekrecja VLDL
LPL
b-oksydacja
TAG
LDL-C
ryzyko chorób
sercowo-naczyniowych
Rycina 5
Wp³yw wielonienasyconych kwasów t³uszczowych na ryzyko chorób sercowo-naczyniowych.
Impact of polyunsaturated fatty acids on the risk of cardio-vascular diseases.
a. wp³yw kwasów t³uszczowych
na katabolizm lipoprotein bogatych
w TAG
Kluczow¹ rolê w katabolizmie lipoprotein bogatych w TAG odgrywa lipaza lipopro40
teinowa (LPL), która katalizuje hydrolizê
TAG zawartych w chylomikronach i VLDL.
Z doœwiadczeñ na hodowlach komórkowych wynika, ¿e nienasycone kwasy t³uszczowe stymuluj¹ transkrypcjê genu LPL [16,
Przegl¹d Lekarski 2007 / 64 / 1
17]. Ponadto wykazano, ¿e okres pó³trwania VLDL jest znacznie krótszy w surowicy
ludzi spo¿ywaj¹cych nienasycone kwasy
t³uszczowe, ni¿ u osób, których dieta nie
zawiera tych kwasów [8]. Sugeruje to, ¿e
zwiêkszona transkrypcja genu LPL prowadzi do wzrostu poziomu mRNA LPL, a to z
kolei powoduje wzrost syntezy tego enzymu i wzrost jego aktywnoœci. Dodatkowym
czynnikiem zwiêkszaj¹cym aktywnoœæ LPL
w wyniku spo¿ywania nienasyconych kwasów t³uszczowych, mo¿e byæ wp³yw tych
kwasów na stê¿enie apo CIII, inhibitora LPL
[7,17]. Nienasycone kwasy t³uszczowe obni¿aj¹ stê¿enie apo CIII powoduj¹c wzrost
aktywnoœci LPL, a w konsekwencji zwiêkszon¹ degradacjê TAG zawartych w lipoproteinach. Konsekwencj¹ tych procesów jest
obni¿enie stê¿enia TAG w surowicy.
Nienasycone kwasy t³uszczowe mog¹
tak¿e obni¿aæ stê¿enie TAG w osoczu stymuluj¹c wymianê lipidów pomiêdzy VLDL,
a HDL [7]. Polega to na przemieszczaniu
TAG z VLDL do HDL i cholesterolu z HDL
do VLDL. Prowadzi to do obni¿enia stê¿enia TAG w VLDL i wzrostu ich stê¿enia w
HDL (HDL bogate w TAG). TAG zawarte w
HDL s¹ nastêpnie hydrolizowane przez lipazê w¹trobow¹. W wyniku tych procesów
dochodzi do obni¿enia stê¿enia TAG we
krwi.
b. wp³yw zwiêkszonego spalania
kwasów t³uszczowych w komórkach
na stê¿enie TAG w osoczu
Nienasycone kwasy t³uszczowe powoduj¹ wzmo¿on¹ ekspresjê genów enzymów
odpowiedzialnych za utlenianie kwasów
t³uszczowych (enzymów b-oksydacji) w komórkach [16]. Wynika z tego, ¿e kwasy
t³uszczowe, które znajd¹ siê w komórce
bêd¹ intensywnie spalane.
To skoordynowane dzia³anie zawartych
w diecie nienasyconych kwasów t³uszczowych na aktywnoœæ LPL oraz aktywnoœæ
enzymów procesu b-oksydacji kwasów
t³uszczowych prowadzi do obni¿enia stê¿enia TAG w osoczu, a tym samym do zmniejszenia ryzyka mia¿d¿ycy i chorób sercowonaczyniowych.
c. wp³yw kwasów t³uszczowych
na sekrecjê VLDL przez w¹trobê
Kolejnym procesem, od którego zale¿y
stê¿enie TAG w osoczu jest proces ich biosyntezy w w¹trobie. Nienasycone kwasy
t³uszczowe, hamuj¹c ekspresjê niektórych
enzymów lipogennych, hamuj¹ syntezê TAG
[7,17]. Zahamowanie syntezy TAG oraz
zmniejszona sekrecja VLDL, których g³ównym sk³adnikiem s¹ TAG, prowadzi do obni¿enia stê¿enia TAG w osoczu osób spo¿ywaj¹cych te kwasy.
Ostatnio opublikowane dane wskazuj¹,
¿e niskie stê¿enie jednonienasyconych kwasów t³uszczowych o konfiguracji trans (kwasu elaidynowego) powoduje znaczny wzrost
stê¿enia TAG i VLDL w osoczu [1]. Wzrost
ten zwi¹zany jest ze wzrostem poziomu
mRNA syntazy kwasów t³uszczowych [1].
Warto zaznaczyæ, ¿e w tym modelu doœwiadczalnym, pomimo znacznego wzrostu
stê¿enia TAG i VLDL nie obserwowano
wzrostu stê¿enia cholesterolu w osoczu [1].
Sugeruje to, ¿e wzrost stê¿enia cholesteroJ. Œwierczyñski i wsp.
lu w osoczu wymaga znacznie wy¿szych
stê¿eñ nienasyconych kwasów t³uszczowych o konfiguracji trans ni¿ wzrost stê¿enia TAG.
Wp³yw WNKT oraz nienasyconych kwasów t³uszczowych o konfiguracji trans na
stê¿enie TAG w osoczu przedstawiono na
rycinie 4.
Podsumowanie
Podsumowuj¹c, nale¿y stwierdziæ, ¿e
znajduj¹ce siê w diecie kwasy t³uszczowe
wp³ywaj¹ na stê¿enie lipidów w osoczu.
Nienasycone kwasy t³uszczowe, szczególnie WNKT z serii omega 6 obni¿aj¹ stê¿enie cholesterolu w osoczu, g³ównie poprzez zwiêkszony wychwyt cholesterolu, w
wyniku wzrostu aktywnoœci receptora LDL i
zwiêkszony katabolizm cholesterolu do kwasów ¿ó³ciowych, poprzez wzrost aktywnoœci 7a-hydroksylazy cholesterolu. Nienasycone kwasy t³uszczowe obni¿aj¹ stê¿enie
HDL. WNKT obni¿aj¹ poziom TAG, poprzez
wp³yw na ekspresjê genów: LPL, apo CIII i
niektórych enzymów lipogennych oraz na
sekrecjê VLDL.
Podsumuj¹c nienasycone kwasy t³uszczowe wp³ywaj¹ korzystnie na profil lipidowy osocza poprzez zmniejszenie stê¿eñ
cholesterolu i TAG. Wp³ywaj¹ tym samym
na zmniejszenie ryzyka powstawania
mia¿d¿ycy, a w konsekwencji zawa³u miêœnia sercowego i udaru mózgu. Z kolei nasycone oraz nienasycone kwasy t³uszczowe o konfiguracji trans, zwiêkszaj¹c stê¿e-
Przegl¹d Lekarski 2007 / 64 / 1
nie cholesterolu i TAG w osoczu wywieraj¹
negatywny wp³yw na zdrowie.
Wp³yw nienasyconych kwasów t³uszczowych, zmniejszaj¹cy ryzyko chorób naczyniowo sercowych przedstawiono na rycinie 5.
Piœmiennictwo
1. Cassagno N., Palos-Pinto A., Costet P. et al.: Low
amounts of trans 18:1 fatty acids elevate plasma
triacylglycerols but not cholesterol and alter the cellular defence to oxidative stress in mice. Br. J. Nutr.
2005, 94, 346.
2. Cybulska B. K³osiewicz-Latoszek L.: Kwasy
t³uszczowe omega 3 w prewencji choroby niedokrwiennej serca. Kardiol. Pol. 2005, 62, 625.
3. Fernandez M.L., Lin E.C., McNamara D.J.: Differential effects of saturated fatty acids on low density
lipoprotein metabolism in the guinea pig. J. Lipid
Res.1992, 33, 1833.
4. Fernandez M.L., Lin E.C.McNamara D.J.: Regulation of guinea pig plasma low density lipoprotein kinetics by dietary fat saturation. J. Lipid Res.1992, 33,
97.
5. Fernandez M.L., McNamar D.J.: Dietary fat-mediated changes in hepatic apoprotein B/E receptor in
the guinea pig: effect of polyunsaturated, mono-unsaturated, and saturated fat. Metabolism 1989, 38,
1094.
6. Fernandez M.L., McNamara D.J.: Regulation of cholesterol and lipoprotein metabolism in guinea pigs
mediated by dietary fat quality and quantity. J. Nutr.
1991, 121, 934.
7. Fernandez M.L., West K.L.: Mechanisms by which
dietary fatty acids modulate plasma lipids. J. Nutr.
2005, 135, 2075.
8. Illingworth D.R., Schmidt E.B.: The influence of dietary n-3 fatty acids on plasma lipids and lipoproteins.
Ann. N.Y. Acad. Sci. 1993, 676, 60.
9. Jones P.J., Ausman L.M., Croll D.H. et al.: Validation of deuterium incorporation against sterol balance
for measurement of human cholesterol biosynthesis. J. Lipid Res. 1998, 39, 1111.
10. Jump D.B.: Dietary polyunsaturated fatty acids and
regulation of gene transcription. Curr. Opin. Lipidol.
2002, 13, 155.
11. Jump D.B.: Fatty acid regulation of gene transcription. Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2004, 41, 41.
12. Kuo P., Weinfeld M., Loscalzo J.: Effect of membrane fatty acyl composition on LDL metabolism in
Hep G2 hepatocytes. Biochemistry 1990, 29, 6626.
13. le Morvan V., Dumon M.F., Palos-Pinto A. et al.:
n-3 FA increase liver uptake of HDL-cholesterol in
mice. Lipids 2002, 37, 767.
14. Mattson F.H., Grundy S.M.: Comparison of effects
of dietary saturated, monounsaturated, and polyunsaturated fatty acids on plasma lipids and lipo-proteins in man. J. Lipid Res.1985, 26, 194.
15. Mustad V.A., Ellsworth J.L., Cooper A.D. et al.:
Dietary linoleic acid increases and palmitic acid decreases hepatic LDL receptor protein and mRNA
abundance in young pigs. J. Lipid Res. 1996, 37,
2310.
16. Schoonjans K., Peinado-Onsurbe J., Lefebvre
A.M. et al.: PPARalpha and PPARgamma activators direct a distinct tissue-specific transcriptional response via a PPRE in the lipoprotein lipase gene.
Embo J. 1996, 15, 5336.
17. Schoonjans K., Staels B., Auwerx J.: Role of the
peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)
in mediating the effects of fibrates and fatty acids
on gene expression. J. Lipid Res. 1996, 37, 907.
18. Sundram K., French M.A., Clandinin M.T.: Exchanging partially hydrogenated fat for palmitic acid
in the diet increases LDL-cholesterol and endogenous cholesterol synthesis in normocholesterolemic women. Eur. J. Nutr. 2003, 42, 188.
19. Tripodi A., Loria P., Dilengite M.A.et al.: Effect of
fish oil and coconut oil diet on the LDL receptor activity of rat liver plasma membranes. Biochim.
Biophys. Acta 1991, 1083, 298.
41