Незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты и их пищевые источники для человека (стр. 2 из 9)

Рис. 4. Структурная формула молекулы фосфолипида: в положении sn-1 изображена стеариновая кислота (как на рис. 1), а в положении sn-2 - длинноцепочечная полиненасыщенная арахидоновая кислота (АРК, 20:4n-6). Головная группа R в положении sn-3 может быть представлена атомом водорода, спиртами и некоторыми другими веществами

Рис. 5. Пространственная модель клеточной мембраны. Фосфолипиды имеют синюю «головку» и два жирнокислотных «хвоста». Также в мембрану включены белковые глобулы

Рис. 6. Содержание ( % от суммы ЖК) различных групп жирных кислот в клетках тканей человека (Lauritzen et al., 2001; McNamara et al., 2006)

Таким образом, ДГК является основной полиненасыщенной жирной кислотой в клеточных мембранах сетчатки глаза (в фоторецепторах), а также в нервных клетках. Считается, что благодаря своей длинной цепи (22 атома) и шести двойным связям ДГК имеет уникальную стереохимическую пространственную структуру: она почти закручена в спираль (рис. 2), и именно эта молекула в составе специализированных клеточных мембран обеспечивает наиболее эффективное восприятие светового сигнала и проведение нервного импульса (SanGiovanni, Chew, 2005).

Важнейшая физиолого-биохимическая роль двух других длинноцепочечных ПНЖК, АРК и ЭПК, состоит в том, что они биохимические предшественники синтеза эндогормонов - эйкозаноидов (SanGiovanni, Chew, 2005). Синтез эндогормонов (рис. 7) начинается с высвобождения ПНЖК из фосфолипидов клеточных мембран под действием особого фермента - фосфолипазы А2 (обозначаемой латинскими буквами PLA2). Эта фосфоли- паза A2 способна отщеплять именно ПНЖК, находящуюся в молекуле фосфолипида в положении sn-2 (рис. 4). Затем другие ферменты, циклооксигеназы (COX), синтезируют из свободных ПНЖК простагландины (PG) и тромбоксаны (TX), а липоксигеназы (LOX) синтезируют лейкотриены (LT) (рис. 7). Важно отметить, что из арахидоновой кислоты синтезируются в основном простагландины и тромбоксаны так называемой второй серии, т.е. имеющие две двойные связи и обозначаемые PG-2 и TX-2 соответственно, а также лейкотриены четвёртой серии LT-4. TX-2 вызывают сужение кровеносных сосудов, усиливают агрегацию (слипание) тромбоцитов. Чрезмерная агрегация тромбоцитов приводит к повышению артериального давления, образованию тромбов и закупорке сосудов (рис. 7). PG-2 запускают воспалительный процесс и индуцируют боль. LT-4 вызывают спазмы бронхов и секрецию слизи (рис. 7). Из эйкозапентаеновой кислоты получаются эндогормоны, обладающие противоположными свойствами, чем производные АРК (Simopoulos, 2000). Из ЭПК синтезируются простагландины и тромбоксаны третьей серии (с тремя двойными связями), PG-3 и TX-3, и лейкотриены пятой серии LT-5 (рис. 7). TX-3 вызывают расширение кровеносных сосудов, препятствуют слипанию тромбоцитов и тем самым снижают артериальное давление. PG-3 обладают противовоспалительным эффектом (Wall et al., 2010), а LT-5 являются антиаллергенами и расширяют бронхи (рис. 7).

Рис. 7. Схема синтеза эндогормонов — эйкозаноидов в организме человека (пояснения в тексте)

Следует подчеркнуть, что синтез из АРК и ЭПК эндогормонов, обладающих противоположным действием на организм, обеспечивается одними и теми же ферментами: фос- фолипазой A2 и циклооксигеназами (рис. 7). Таким образом, если в фосфолипидах клеток животных и человека имеется избыток АРК, то ферменты быстро превращают их в проста- гландины, тромбоксаны и лейкотриены PG- 2, TX-2 и LT-4, избыточный синтез которых приводит к опасным заболеваниям, прежде всего сердечно-сосудистым, к воспалению, отекам, аллергии и боли. Конечно, против этих болезней и симптомов имеется целый ряд лекарств. Например, всем известный аспирин блокирует циклооксигеназу (рис. 7). Но всех перечисленных выше неприятностей можно избежать, если в фосфолипидах содержится достаточное количество ЭПК, которая конкурирует с АРК за ферменты PLA2 и COX/ LOX (рис. 7). Фосфолипаза и циклооксиге- назы, «отвоёванные» у АРК, производят из ЭПК благоприятные для здорового организма эндогормоны PG-3, TX-3 и LT-5 (рис. 7). Следовательно, чтобы боль и воспаление не умерщвляли, а излечивали, необходим определённый баланс эндогормонов - производных АРК и ЭПК в организме.

Необходимо добавить, что ДГК под действием фосфолипазы и циклооксигеназы может также превращаться в эндогормон - до- козаноид, называемый нейропротектином D (Bazan, 2009). Уже из названия этого эндогормона ясна его функция: защита нервных клеток от повреждения, например от окислительного стресса.

Перечисленные выше биохимические механизмы действия каждой отдельной ПНЖК в организме человека были открыты сравнительно недавно: менее 40 лет назад (Plourde, Cunnane, 2007). А 70 лет назад, когда было эмпирически установлено, что нормальный рост и развитие животных невозможны без жирных кислот омега-6 и омега-3, все эти кислоты обозначали как «витамин F», поскольку особая роль каждой из них не была известна. Да и надёжные методы, позволяющие идентифицировать ПНЖК в биологических объектах, т.е. отличать одну кислоту от другой в их смеси, получили широкое распространение ещё позднее - в середине 90-х годов прошлого века, т.е. менее 20 лет назад. Таким методом является современная хроматомасс- спектрометрия с использованием капиллярных колонок (рис. 8).

Медицинские исследования ПНЖК

Рис. 8. Современный хроматомасс-спектрометр позволяет специалистам точно определять содержание отдельных ПНЖК в любых биологических объектах

После расшифровки механизмов действия ПНЖК в организме начался период их массовых клинических и эпидемиологических исследований. В первую очередь изучали связь между содержанием ПНЖК в плазме крови и наличием сердечно-сосудистых заболеваний. Во второй половине XX века смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в индустриально развитых западных странах начала угрожающе расти и вышла на первое место среди смертности от всех остальных заболеваний. Например, в России в 1995-2009 годах ежегодно от болезней системы кровообращения умирали около 1 млн 200 тыс. чел. тогда как от внешних причин (убийства, самоубийства, отравление алкоголем, транспортные происшествия и т.д.) - около 300 тыс. чел., и от раковых заболеваний - также около 300 тыс. чел. (Попов, 2012). Таким образом, смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в России составляла в последние два десятилетия более 55 % от всей смертности (Попов, 2012). К сожалению, по этому печальному показателю наша страна занимает первое место в мире. Сердечно-сосудистые заболевания уже давно связывают с содержанием липидов в крови. Если ранее медики обращали внимание на содержание «витамина F» - общей суммы ПНЖК (ЛК, АЛК, АРК и др.), то в последние десятилетия, в связи с обнаружением различий в физиологобиохимических функциях омега-6 и омега-3 кислот, исследовалась специфическая роль каждой из этих групп.

Ещё в середине 1970-х годов было обнаружено, что в плазме крови у гренландских эскимосов, среди которых сердечно-сосудистые заболевания почти отсутствуют, содержится значительно меньше омега-6 кислот (ЛК, АРК) и значительно больше омега-3 ПНЖК (ЭПК, ДГК), чем у населения стран Западной Европы (Wall et al., 2010). А вот содержание холестерина, ранее считавшегося главным фактором риска, в крови у эскимосов и европейцев было практически одинаковым. Дальнейшие клинические и эпидемиологические (популяционные) исследования в основном проводили в североамериканских и западноевропейских странах на очень больших группах пациентов, некоторые включали более десяти тысяч человек. Эти исследования доказали, что повышенное потребление омега-3 ПНЖК достоверно (почти в 10 раз!) снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний у здоровых людей, способствует выздоровлению и на 35 % снижает смертность среди людей, перенесших эти заболевания (Harris et al., 2009). Очевидно, механизм благоприятного влияния ЭПК на функционирование кровеносной системы заключается в повышении синтеза эйкозаноидов, расширяющих сосуды, снижающих тромбообразование, артериальное давление и воспаление (Plourde, Cunnane, 2007; Phang et al., 2011). Полезное воздействие ДГК, вероятно, состоит в обеспечении эффективного проведения сигналов в нервных клетках, препятствующих аритмии и спазмам сердца и сосудов (Plourde, Cunnane, 2007; Phang et al., 2011). Высокий уровень ДГК в мембранах митохондрий (клеточных «генераторов энергии») сердечной мышцы повышает эффективность производства и использования энергии сердцем (SanGiovanni, Chew, 2005). Хотя не ясно, какой из этих механизмов является ведущим, необходимость длинноцепочечных омега-3 ПНЖК, ЭПК и ДГК для поддержания здоровья сердечно-сосудистой системы - доказанный медицинский факт (Plourde, Cunnane, 2007). В настоящее время для определения риска сердечно-сосудистых заболеваний предложен омега-3 индекс, представляющий собой процент ЭПК+ДГК от суммы ЖК в клетках красной крови (эритроцитах). У пациентов с омега-3 индексом <4 % риск этих заболеваний в 10 раз выше, чем у пациентов с индексом >8 % (Saldanha et al., 2009).

Сбалансированная диета как способ профилактики сердечно-сосудистых заболеваний

Рис . 9. Содержание ( % от суммы ЖК) арахидоновой и эйкозапентаеновой кислот в фосфолипидах тромбоцитов (клеток крови) населения разных стран, соотношение у них n-6 и n-3 ПНЖК, и доля ( %) смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в общей смертности в этих странах (по Simopoulos, 2000)