Оксилипин
Оксилипины представляют собой семейство насыщенных кислородом природных продуктов , которые образуются из жирных кислот путем, включающим по крайней мере одну стадию дикислород -зависимого окисления . [1] Эти небольшие полярные липидные соединения являются метаболитами полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), включая жирные кислоты омега-3 и жирные кислоты омега-6. [2] [3] Оксилипины образуются в результате ферментативного или неферментативного окисления ПНЖК. [2]
У животных преобладают четыре основных пути продукции оксилипина: путь липоксигеназ (LOX), путь циклооксигеназ (COX), путь цитохрома P450 (CYP) и путь активных форм кислорода (ROS). [4] Эти пути приводят к образованию множества различных молекул оксилипина, которые важны для ряда процессов в живых организмах. Процессы включают воспаление, кровоток, энергетический обмен, клеточную жизнь, передачу сигналов клетками или мышечные сокращения. [2] [3] [4] Оксилипины играют как про-, так и противовоспалительную роль. [5]
Оксилипины широко распространены в аэробных организмах, включая растения , животных и грибы . Многие из оксилипинов имеют физиологическое значение. [6] [7] Обычно оксилипины не накапливаются в тканях, а образуются по мере необходимости путем высвобождения предшественников жирных кислот из этерифицированных форм.
Биосинтез
[ редактировать ]Биосинтез оксилипинов инициируется диоксигеназами или монооксигеназами ; однако изопростаны образованию оксилипина способствуют и неферментативные аутоокислительные процессы (фитопростаны, ) . К диоксигеназам относятся липоксигеназы (растения, животные, грибы), гемзависимые оксигеназы жирных кислот (растения, грибы) и циклооксигеназы (животные). жирных кислот гидропероксиды или эндопероксиды Под действием этих ферментов образуются . Монооксигеназы, участвующие в биосинтезе оксилипина, являются членами суперсемейства цитохрома P450 и могут окислять двойные связи с образованием эпоксида или насыщенных атомов углерода с образованием спиртов . Природа создала множество ферментов, которые метаболизируют оксилипины во вторичные продукты, многие из которых обладают сильной биологической активностью . Особое значение имеют ферменты цитохрома Р450 у животных, в том числе CYP5A1 ( тромбоксансинтаза ), CYP8A1 ( простациклинсинтаза ), а также семейство ферментов, метаболизирующих гидропероксид, CYP74 у растений , низших животных и бактерий . В растительном и животном царствах полиеновые С18 и С20. жирные кислоты , соответственно, являются основными предшественниками оксилипинов.
Структура и функции
[ редактировать ]Оксилипины животных , называемые эйкозаноидами (греч. icosa ; двадцать) из-за их образования из двадцатиуглеродных незаменимых жирных кислот , оказывают мощное и часто противоположное воздействие, например, на гладкие мышцы ( сосудистая сеть , миометрий ) и тромбоциты . Некоторые эйкозаноиды ( лейкотриены B4 и C4 ) обладают провоспалительным действием , тогда как другие ( резольвины , протектины) обладают противовоспалительным действием и участвуют в процессе рассасывания, который следует за повреждением тканей. Оксилипины растений главным образом участвуют в контроле онтогенеза , репродуктивных процессов, устойчивости к различным микробным возбудителям и другим вредителям .
Оксилипины чаще всего действуют аутокринным или паракринным образом , в частности, воздействуя на рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом (PPAR), с целью модификации образования и функции адипоцитов . [8]
Большинство оксилипинов в организме образуются из линолевой кислоты или альфа-линоленовой кислоты . Оксилипины линолевой кислоты обычно присутствуют в крови и тканях в более высоких концентрациях, чем любой другой оксилипин ПНЖК , несмотря на то, что альфа-линоленовая кислота легче метаболизируется до оксилипина. [9]
Оксилипины линолевой кислоты могут оказывать противовоспалительное действие, но чаще оказывают провоспалительное действие, связанное с атеросклерозом , неалкогольной жировой болезнью печени и болезнью Альцгеймера . [9] У долгожителей наблюдается снижение уровня оксилипинов линолевой кислоты в кровообращении. [10] Снижение содержания линолевой кислоты в рационе приводит к уменьшению количества оксилипинов линолевой кислоты у людей. [11] С 1955 по 2005 год содержание линолевой кислоты в жировой ткани человека в США выросло примерно на 136%. [12]
В целом оксилипины, полученные из жирных кислот омега-6, обладают более провоспалительным, сосудосуживающим и пролиферативным действием, чем оксилипины, полученные из жирных кислот омега-3 . [9] Оксилипины, производные омега-3 эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК) и докозагексаеновой кислоты (ДГК), обладают противовоспалительным и сосудорасширяющим действием. [9] В клиническом исследовании с участием мужчин с высоким уровнем триглицеридов прием 3 граммов ДГК в день по сравнению с плацебо (оливковым маслом) в течение 91 дня почти утроил содержание ДГК в красных кровяных тельцах, одновременно снижая содержание оксилипинов в этих клетках. [13] Обеим группам давали добавки витамина С ( аскорбилпальмитат ) и витамина Е (смесь токоферола ). [13]
Оксилипины и болезни
[ редактировать ]Оксилипины играют важную роль при многих заболеваниях, например, диабете , ожирении , сердечно-сосудистых заболеваниях , раке , COVID-19 или нейродегенеративных расстройствах . При этих заболеваниях сообщалось об изменениях метаболизма оксилипина. [3] [4] [14] [15] [16] [17] В 2021 году болезнь Альцгеймера впервые была связана с изменениями уровня оксилипина в плазме и спинномозговой жидкости (СМЖ). [18] Интересно, что улучшения при нейродегенеративных заболеваниях, а также сердечно-сосудистых заболеваниях можно добиться, используя ингибиторы фермента (растворимой эпоксидгидролазы), участвующего в образовании оксилипинов. [19] [20] При болезни Паркинсона профиль оксилипина отражает стадию заболевания. Это следует учитывать при выборе подходящего лекарства от болезни Паркинсона. [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вастернак С. (октябрь 2007 г.). «Жасмонаты: обновленная информация о биосинтезе, передаче сигналов и действии при реакции растений на стресс, их росте и развитии» . Анналы ботаники . 100 (4): 681–697. дои : 10.1093/aob/mcm079 . ПМЦ 2749622 . ПМИД 17513307 .
- ^ Jump up to: а б с Камунас-Альберка С.М., Моран-Гарридо М., Саис Х., Вильясеньор А., Таха А.Ю., Барбас К. (июль 2023 г.). «Роль оксилипинов и их подтверждение в качестве биомаркеров в клиническом контексте» . TrAC Тенденции в аналитической химии . 164 : 117065. doi : 10.1016/j.trac.2023.117065 .
- ^ Jump up to: а б с Watrous JD, Niiranen TJ, Lagerborg KA, Henglin M, Xu YJ, Rong J и др. (март 2019 г.). «Направленная нецелевая масс-спектрометрия и химическая сеть для открытия эйкозаноидов и родственных оксилипинов» . Клеточная химическая биология . 26 (3): 433–442.е4. doi : 10.1016/j.chembiol.2018.11.015 . ПМК 6636917 . ПМИД 30661990 .
- ^ Jump up to: а б с Лян Н., Харш Б.А., Чжоу С., Борковска А., Ширер Г.К., Каддура-Даук Р. и др. (январь 2024 г.). «Транспорт оксилипина липопротеиновыми частицами и его функциональное значение при кардиометаболических и неврологических расстройствах» . Прогресс в исследованиях липидов . 93 : 101265. doi : 10.1016/j.plipres.2023.101265 . ПМИД 37979798 .
- ^ Вулфер А.М., Годен М., Тейлор-Робинсон С.Д., Холмс Э., Николсон Дж.К. (декабрь 2015 г.). «Разработка и проверка высокопроизводительного сверхвысокоэффективного метода жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии для скрининга оксилипинов и их предшественников». Аналитическая химия . 87 (23): 11721–11731. дои : 10.1021/acs.analchem.5b02794 . ПМИД 26501362 .
- ^ Чжао Дж., Дэвис Л.К., Верпорте Р. (июнь 2005 г.). «Передача элиситорного сигнала, приводящая к производству вторичных метаболитов растений». Достижения биотехнологии . 23 (4): 283–333. doi : 10.1016/j.biotechadv.2005.01.003 . ПМИД 15848039 .
- ^ Болвелл Г.П., Биндшедлер Л.В., Бли К.А., Батт В.С., Дэвис Д.Р., Гарднер С.Л. и др. (май 2002 г.). «Апопластический окислительный взрыв в ответ на биотический стресс у растений: трехкомпонентная система». Журнал экспериментальной ботаники . 53 (372): 1367–1376. дои : 10.1093/jexbot/53.372.1367 . ПМИД 11997382 .
- ^ Баркиссау В., Гандур Р.А., Айо Г., Клингенспор М., Лангин Д., Амри Э.З. и др. (май 2017 г.). «Контроль адипогенеза с помощью оксилипинов, GPCR и PPAR» (PDF) . Биохимия . 136 : 3–11. дои : 10.1016/j.biochi.2016.12.012 . ПМИД 28034718 .
- ^ Jump up to: а б с д Габбс М., Ленг С., Девасси Дж.Г., Монируджаман М., Аукема Х.М. (сентябрь 2015 г.). «Достижения в нашем понимании оксилипинов, полученных из пищевых ПНЖК» . Достижения в области питания . 6 (5): 513–540. дои : 10.3945/ан.114.007732 . ПМЦ 4561827 . ПМИД 26374175 .
- ^ Коллино С., Монтолиу И., Мартин Ф.П., Шерер М., Мари Д., Сальвиоли С. и др. (2013). «Метаболические признаки чрезвычайного долголетия у долгожителей северной Италии обнаруживают сложную ремоделацию липидов, аминокислот и метаболизма кишечной микробиоты» . ПЛОС ОДИН . 8 (3): e56564. Бибкод : 2013PLoSO...856564C . дои : 10.1371/journal.pone.0056564 . ПМК 3590212 . ПМИД 23483888 .
- ^ Рамсден С.Э., Рингель А., Фельдштейн А.Е., Таха А.Ю., Макинтош Б.А., Хиббельн Дж.Р. и др. (2012). «Снижение содержания линолевой кислоты в рационе снижает уровень биоактивных метаболитов окисленной линолевой кислоты у людей» . Простагландины, лейкотриены и незаменимые жирные кислоты . 87 (4–5): 135–141. дои : 10.1016/j.plefa.2012.08.004 . ПМЦ 3467319 . ПМИД 22959954 .
- ^ Гайене С.Дж., Карлсон С.Е. (ноябрь 2015 г.). «Увеличение содержания линолевой кислоты в жировой ткани у взрослых в США за последние полвека» . Достижения в области питания . 6 (6): 660–664. дои : 10.3945/ан.115.009944 . ПМЦ 4642429 . ПМИД 26567191 .
- ^ Jump up to: а б Ситири М., Адкинс Ю., Исида Н., Умено А., Сигери Ю., Ёсида Ю. и др. (ноябрь 2014 г.). «Концентрация ДГК в эритроцитах обратно пропорциональна маркерам перекисного окисления липидов у мужчин, принимающих добавки ДГК» . Журнал клинической биохимии и питания . 55 (3): 196–202. дои : 10.3164/jcbn.14-22 . ПМК 4227822 . ПМИД 25411526 .
- ^ Бьяджини Д., Оливери П., Бадж А., Гасперина Д.Д., Ферранте Ф.Д., Ломонако Т. и др. (декабрь 2023 г.). «Влияние вариантов SARS-CoV-2 на оксилипины и ПНЖК в плазме пациентов с COVID-19» (PDF) . Простагландины и другие липидные медиаторы . 169 : 106770. doi : 10.1016/j.prostaglandins.2023.106770 . ПМИД 37633481 .
- ^ Jump up to: а б Чистяков Д.В., Азбукина Н.В., Лопачев А.В., Горяинов С.В., Астахова А.А., Птицына Е.В. и др. (апрель 2024 г.). «Профили оксилипина в плазме отражают стадию болезни Паркинсона». Простагландины и другие липидные медиаторы . 171 : 106788. doi : 10.1016/j.prostaglandins.2023.106788 . ПМИД 37866654 .
- ^ Чавес-Фильо А.Б., Диниз Л.С., Сантос Р.С., Лима Р.С., Орелиана Х., Пинто И.Ф. и др. (ноябрь 2023 г.). «Профилирование оксилипина плазмы с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения выявляет признаки воспаления и гиперметаболизма при боковом амиотрофическом склерозе» (PDF) . Свободно-радикальная биология и медицина . 208 : 285–298. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2023.08.019 . ПМИД 37619957 .
- ^ Танс Р., Банде Р., ван Рой А., Моллой Б.Дж., Стиенстра Р., Тэк С.Дж. и др. (сентябрь 2020 г.). «Оценка циклооксигеназных оксилипинов как потенциального биомаркера воспаления жировой ткани, связанного с ожирением, и диабета 2 типа с использованием целенаправленной масс-спектрометрии с мониторингом множественных реакций». Простагландины, лейкотриены и незаменимые жирные кислоты . 160 : 102157. doi : 10.1016/j.plefa.2020.102157 . hdl : 2066/222812 . ПМИД 32629236 .
- ^ Борковски К., Педерсен Т.Л., Сейфрид Н.Т., Ла Дж.Дж., Леви А.И., Хейлз К.М. и др. (сентябрь 2021 г.). «Связь цитохрома P450 плазмы и спинномозговой жидкости, растворимой эпоксидгидролазы и метаболизма этаноламида с болезнью Альцгеймера» . Исследования и терапия болезни Альцгеймера . 13 (1): 149. дои : 10.1186/s13195-021-00893-6 . ПМЦ 8422756 . ПМИД 34488866 .
- ^ Imig JD, Hammock BD (октябрь 2009 г.). «Растворимая эпоксидгидролаза как терапевтическая мишень при сердечно-сосудистых заболеваниях» . Обзоры природы. Открытие наркотиков . 8 (10): 794–805. дои : 10.1038/nrd2875 . ПМК 3021468 . ПМИД 19794443 .
- ^ Вагнер К.М., Макрейнольдс CB, Шмидт В.К., Гамак BD (декабрь 2017 г.). «Растворимая эпоксидгидролаза как терапевтическая мишень при боли, воспалительных и нейродегенеративных заболеваниях» . Фармакология и терапия . 180 : 62–76. doi : 10.1016/j.pharmthera.2017.06.006 . ПМЦ 5677555 . ПМИД 28642117 .