Good Mood

Digestion av lipider

denna rapport sammanfattar åtgärderna i mag-tarmkanalen när man äter olika typer av lipidkomplex; triacylglyceroler, fosfolipider och etylestrar. Dessutom vad som händer under lipidmalabsorption, som påverkar det totala upptaget av lipider och lipidlösliga vitaminer och karotenoider., Dessutom innehåller denna rapport också en sammanfattning av dagens kunskap om att studera lipidabsorptionen in vivo och de olika biomarkörer som föreslås spegla intaget av N-3 PUFAs.

lipider i livsmedel

lipider i livsmedel finns i flera typer av olika lipidkomplex, med den vanligaste är triacylglyceroler (taggar), byggda från en glycerolmolekyl och tre fettsyror (FA) (fig. 1)., Dessa lipidkomplex är hydrofoba, vilket innebär att de är upplösliga i vatten, en egenskap som påverkar deras transport genom den vattenrika miljön i mag-tarmkanalen (GIT). Baserat på detta måste ESTERBINDNINGARNA av taggen hydrolyseras, vilket leder till bildandet av fria fettsyror (ffa) och monoacylglycerol (MAG). Ffa och MAGs är mer hydrofila, vilket gör dem lättare att lösa upp i vatten, vilket ökar absorptionen i tunntarmen., På grund av sin hydrofoba natur finns det mest dietfett främst som emulsioner där lipiddropparna stabiliseras i den vattenrika miljön av amfifila lipider och proteiner . Amphifil betyder att molekylen har en vattenlöslig grupp fäst vid en icke-polär, vattenolöslig kolvätekedja, vilket gör att de går in i interfaset mellan lipid och vatten och löser upp lipiden.

FA har ett brett utbud av olika kedjelängder, grad av ombildning och olika fa-isomerer., I allmänhet innehåller en fettsyra 2-24 kol (C) , med en karboxylgrupp (COOH) i ena änden och en metylgrupp (CH3) i den andra änden, vanligen kallad ω/n. dubbla bindningar kan också ingå i kedjan som gör omättade FA; enkelomättade FA (MUFA) om endast en dubbelbindning är närvarande och en fleromättade FA (PUFA) om det finns ≥2 dubbla bindningar närvarande . PUFA klassificeras vidare som antingen n-3, n-6, n-7 eller n-9 PUFA; beroende på positionen för den första dubbelbindningen räknat från-CH3 i fettsyran., Både längden på kolkedjan, liksom närvaron av dubbelbindningar, kommer att påverka FA: S egenskaper. Inom triacylglycerol (TAG) liknande FA skulle kunna placeras i olika positioner, som heter sn-1, -2 och -3 (Fig. 1). Som ett exempel på detta är positionen för den långa kedjade (LC) n-3 PUFAs eikosapentaensyra (EPA) och dokosahexaensyra (DHA) på etiketten beroende av lipidens ursprung. EPA och DHA ligger huvudsakligen i sn1 och -3 i marina däggdjur, medan de berikas I SN-2-position i Taggar som härrör från fisk .,

tidigare studier har visat att PUFAs kan ha positiva effekter på flera metaboliska riskfaktorer hos människor . De positiva effekterna av LC N-3 PUFAs föreslås delvis bero på minskning av serumtaggar och genom att minska inflammation .

Figur 1 visar som en triacylglycerol (tag), inklusive en glycerol ryggrad och tre fettsyror (fa)., FA är kopplade till specifika positioner i taggen, förkortad sn-1, -2 och -3.

människans matsmältning och absorption av lipider

lipidförtunningen är mycket effektiv. Cirka 95-98% av lipiderna i kosten absorberas i tunntarmen . Dietlipidkomplexen måste brytas ner i mindre bitar för att absorberas av enterocyterna, vilka är cellerna som fodrar tarmväggen (fig. 4)., De flesta, men inte alla, dietlipider innehåller esterbindningar som lätt hydrolyseras av lipaserna som finns i mag – tarmkanalen (GIT). Lipaser är de enzymer som är ansvariga för nedbrytningen av lipidkomplex som beskrivits ovan, och övergripande nödvändigt för lipidförtunning. De absorberar till droppytan, därför kommer det interfaciala skiktets natur att bestämma hastigheten och omfattningen av lipidhydrolys., Vidare, den totala absorptionen av lipider är störst i den övre tunntarmen på grund av närvaron av ytaktiva ämnen som ökar antalet blandade miceller. Eftersom absorptionen av de ytaktiva substanserna, till exempel FFA och MAGs, fortsätter, kommer den totala lipolys och absorptionen att vara mindre effektiv på grund av minskningen av ytan av lipiddropparna.,

eftersom taggar är de viktigaste lipidkomplexen som finns inom livsmedel, finns det främst två lipolytiska enzymsystem som är viktiga för en effektiv lipidförtunning, magsäcken (HGL) – och bukspottskörteln (HPL) lipaser . HGL: s och HPL: s relativa bidrag till den totala lipidhydrolysen är cirka 10-30% respektive 70-90% (Fig. 2)., Det finns emellertid också andra lipaser närvarande i GIT; som pankreas icke-specifikt lipas (pankreaskarboxylesteras), pankreasfosfolipas A2 (sPLA2) och pankreaslipasrelaterat protein-2 (PLRP2). Dessa lipaser är ansvariga för hydrolysering av andra dietlipidkomplex, till exempel fosfolipider och galaktolipider . Dessutom finns det också andra lipaser som finns utanför GIT, till exempel: lever (HL), lipoprotein (LPL) och endoteliala (EL) lipaser ., Den allmänna funktionen hos dessa icke-GIT-lipaser är att frigöra FA från lipoproteiner som finns i blodet, vilket gör dem tillgängliga för absorption.

oral lipid digestion

munnen är det första steget i maten när du kommer in i GIT. De mekaniska krafterna vid slipning av tänderna kommer att bryta ner maten i mindre bitar. Dessutom kommer det att finnas utsöndring av saliv som är avgörande för smörjning av matpartiklarna, vilket gör en mat-bolus., Förekomsten av lingual lipas har sitt ursprung i munnen har tidigare ifrågasatts. Cell – och vävnadsursprungen hos de humana preduodenala lipaserna har emellertid fastställts, vilket inte visar någon närvaro av detta enzym hos människor .

gastric lipid digestion

nedbrytningen av kostmärken börjar i magen genom verkan av gastrisk lipas (HGL) , känd för att vara stabil och aktiv vid surt pH, med en maximal aktivitet vid pH 5,0-5,4 . Det hydrolyserar FA från alla tre positioner på taggar, men har en specificitet för sn-3 ., På grundval av detta ger den lipolytiska aktiviteten hos HGL huvudsakligen en fri fettsyra (FFA)+ en diacylglycerol (DAG), med DAG som ett lipidkomplex bestående av en glycerol ryggrad med två FA fäst gjort när lipaserna skär lös en FA från en av de tre positionerna på glycerol ryggraden i taggen (fig. 3). HGL är ansvarig för upp till 10-30% av den totala lipidnedbrytningen inom GIT och den begränsade omfattningen av lipolys föreslås bero på återkopplingsinhibering av lipidprodukter .,

Figur 3 visar nedbrytningen av triacylglyceroler (taggar) i Diacylglycerol (DAG) och en fri fettsyra (FFA) initierad av gastrisk lipas.

intestinal lipid digestion

eftersom den förtunnade maten går längre in i den första delen av tunntarmen, tolvfingertarmen, blandas den med enzymatisk bukspottskörtel och galla ., De viktigaste ytaktiva ämnena i gallan är gallsalter som är väsentliga för att sprida de hydrofoba lipidkomplexen i tunntarmen, vilket underlättar frisättningen av FA från Taggar och bags genom att göra det yttre skiktet av de blandade micellerna . Andra lipider från gallan, som fosfolipider och kolesterol ingår också i bildandet av blandade miceller (fig. 5). Dessutom kommer bildandet av FFA och MAG som ett resultat av lipasernas verkan mot de olika positionerna på taggarna att bidra till att öka emulgeringshastigheten., Sammanfattningsvis kommer emulgering av lipiddroppen att öka ytan av lipiddropparna, vilket ökar lipolytisk verkan av lipaserna .

enzymsekretionen från bukspottkörteln stimuleras både genom närvaron av mat i magen, av hormoner och som en reaktion på sensoriska signaler genom tanken, synen eller lukten av mat . Bland de enzymer som utsöndras på dessa stimuli är pankreaslipas (HPL) ., HPL är det viktigaste enzymet som är ansvarigt för lipolys i den mänskliga GIT, som är ansvarig för hydrolysering av cirka 98% av de återstående kostmärkena hos friska människor, vilket underlättar en övergripande absorption av 95-98% av det totala lipidinnehållet från maten . HPL har en preferens för FA ligger i Sn-1 och sn-3 Position taggar ger två ffa + SN-2 MAG (fig. 4). HPL behöver ett Co-enzym, kolipaset, som medlare för att utöva sin funktion. Kolipas fungerar genom att förankra HPL till dess substrat . Som matsmältningen fortsätter FA frigörs från taggarna., Kort och medium kedjad FA (2-12 C), som har en högre löslighet i vattenhaltiga medier, kommer att öka emulgeringen av lipiddroppar genom effektiv löslighet i blandade miceller. Medan långkedjad FA (LC FA) (>12C), som är mer hydrofoba, kommer att ackumuleras vid olje-vatten interfas, något hämmande den enzymatiska verkan av HPL . Men som beskrivits ovan är lipidförtunning och absorption extremt effektiv. Följaktligen skulle detta bara påverka lipolytisk verkan, men inte den totala lipolys.,

Figur 4 visar nedbrytningen av triacylglyceroler (taggar) i Monoacylglycerol (MAG) och två fria fettsyror (FFA) initierade av pankreaslipas

Absorption och distribution av lipider

i tunntarmen är micellerna viktiga för att transportera det hydrofoba kärninnehållet som bildas av lipider med låg vattenlöslighet, till exempel; kolesterol, mags och ffa, till enterocyterna för absorption ., När de blandade micellerna når det ostirrade skiktet, kommer komplexet att inaktiveras på grund av ett skifte i pH, vilket leder till en frisättning av både kärninnehållet och de föreningar som bildar det yttre skiktet, bland dessa gallsalterna. Mekanismen för upptag och absorption av FA är oklart, men det föreslås att påverkas av kedjans längd av FA. FAs som innehåller<12 C kan bindas till albumin, vilket är ett protein med affinitet för FA , vilket gör dem vattenlösliga., Följaktligen är dessa FA fria att passivt diffundera genom epitelcellerna som kantar tarmlumen, ytterligare diffundera in i blodflödet där de transporteras till levern via levervenen. LC FA (>12 C), som är mer hydrofoba, transporteras över cellmembranet genom verkan av transportproteiner ., Inuti cellen kommer de att omsynteseras till taggar inom endoplasmatisk retikulum, innan de transporteras till Golgi-apparaten där de kombineras med kolesterol, fosfolipider och proteiner, vilket gör ett lipoprotein som kallas chylomicron (CM) . Lipoproteiner är transportfordon som ansvarar för att transportera de olika mängderna kolesterol och taggar, genom den vattenrika miljön i blodet och lymfan från ursprunget till destinationsplatsen., Lösligheten hos lipoproteinerna i den vattenrika miljön i blodströmmen beror på beläggningen av apo-lipoproteiner.

dessa specifika proteiner är viktiga både som enzymatiska kofaktorer och som markörer för receptorer. Markörerna hjälper de olika vävnaderna och cellerna att känna igen den specifika typen av lipoproteiner och se till att deras kärninnehåll levereras till rätt destination., Som beskrivits ovan är CMs ansvariga för att transportera lipider som härrör från kosten till cellerna i vävnaden eller levern, beroende av behovet av FA. När taggarna avlägsnas och absorberas av vävnaden förlorar CM dess specifika apolipoprotein som gör en CM-Rest (CM R), som avlägsnas från blodflödet genom levern och ytterligare kataboliseras . Lipider som syntetiseras i levern är förpackade i lipoproteiner som kallas mycket lågdensitetslipoproteiner (VLDL) och utsöndras i perifer cirkulation., Eftersom taggarna avlägsnas från VLDL genom verkan av lipaserna i vävnaden reduceras den till mellanliggande lipoprotein (IDL) Och vidare till lågdensitetslipoprotein (LDL). LDL innehåller en liten mängd taggar, vilket gör andelen kolesterol stor. Följaktligen är LDL: s huvudsakliga funktion att transportera kolesterol till perifer vävnad och lever., High-density lipoprotein (HDL) är lipoproteinet som är ansvarigt för ”omvänd lipidtransport”, som transporterar överflödigt kolesterol från vävnaden tillbaka till levern och de steroidogena vävnaderna för nedbrytning och katabolisering. Steriodogena vävnader beeing vävnader som producerar steroider i människokroppen. Kolesterolet används bland annat för att syntetisera gallsyror, viktiga för en effektiv lipidförtunning, som tidigare beskrivits.

detta avsnitt; Absorption och distribution av lipider sammanfattas i Figur 5.,

Absorption av N-3 PUFAs från etylestrar och triacylglyceroler

de två N-3 PUFAs EPA och DHA har visat sig ha flera positiva hälsoeffekter, som tidigare beskrivits. Men ”naturliga” livsmedelsprodukter har dessa FA i en relativt låg andel.. För att öka mängden N-3 PUFA intas en koncentration av dessa specifika FA har föreslagits., För att göra detta har tillverkningen av etylestrar (EE) genom transesterificate FA, avlägsnande av glycerol-ryggraden i taggen som introducerar en etanol istället, vanligtvis använts .

uppslutning av taggar av pankreaslipas (HPL) beskrivs i detalj ovan. Matsmältningen av EE skiljer sig på något sätt från matsmältningen av taggen på grund av den saknade glycerol ryggraden. För att sammanfatta; EE är också beroende av HPL: s enzymatiska aktivitet för att frigöra FA, eftersom FA måste vara närvarande som fria fettsyror eller monoacylglycerol som ska absorberas., Kopplingen mellan FA och etanolen är dock mer motståndskraftig mot hydrolys, vilket gör den totala frisättningen av FA från EE mindre effektiv jämfört med frisättningen av FA från taggar . Biotillgängligheten av N-3 PUFA från EE och TAG har undersökts av många studier. Några studier har visat liknande resultat vid jämförelse av absorptionen från Taggar och EE . Totalt sett tyder de genomförda studierna på att n-3 PUFA i taggar har en ökad biotillgänglighet jämfört med när de förekommer i EE.,Enzymutgången överstiger emellertid vid uppslutning av mat, vilket därför inte skulle ett ökat intag av EE påverka varken effektiviteten eller TAGGHYDROLYSEN.

uppslutning av fosfolipider

I en normal diet producerar fosfolipider cirka 1-10% av det dagliga fettintaget. De flesta av dessa fosfolipider är fosfatidylkolin, som också är den näst mest rikliga kostlipiden efter triacylglyceroler ., Det finns emellertid också andra fosfolipider närvarande i dietlipiderna; till exempel fosfatidyletanolamin, fosfatidylserin och fosfatidylinositol. Fosfolipas A2, som är det enzym som finns i tarmlumen som är ansvarigt för att frigöra FA från fosfolipider, har en preferens för fosfolipidens SN-2, och dess lipolytiska verkan leder till en bildning av en fri fettsyra + lyso PC. Dessa komponenter absorberas som komponenter från taggarna, och återsyntes till fosfolipider inom enterocyter innan de släpps som delar av kylomikroner .,

Malabsorption av lipider

biotillgänglighet är en term som vanligen används vid undersökning av absorptionen av näringsämnen, definierad som fraktionen av intagna komponenter som är tillgängliga för användning i normala fysiologiska funktioner, t. ex. tillgängliga i blodflödet . Som previosly beskrivits är lipidförtunningen och upptaget mycket effektiva, men flera dysfunktioner inom GIT kan påverka absorptionseffektiviteten som ger en sekundär reaktion som kallas malabsorption., Malabsorption definieras som en patologisk störning med den normala fysiologiska sekvensen av matsmältning, absorption och transport av näringsämnen och elektrolyter . Detta kan orsakas av flera olika dysfunktioner inom GIT. Till exempel; intestinala orsaker, som pankreasinsufficiens, vilket betyder produktion av matsmältningskomponenter (t. ex., enzymer) äventyras, inflammatorisk tarmsjukdom och intestinal resektion; mukosal dysfunktion, som coeliac sjukdom och tropisk sprue; lymfatisk dysfunktion, som lymfagiektasi, Whipple sjukdom och filariasis; eller genom andra fysiska förändringar inom GIT, som medicin ökar gallsyrasekretion eller partiell ileal buypass . När malabsorptionstillfällen skulle detta ofta leda till en allmän brist på makro-och mikronäringsämnen som ger klassiska malabsorptionssymtom som beskrivs nedan., Malabsorption kan klassificeras i tre huvudgrupper baserat på graden av malabsorption; (1) selektiv, om malabsorptionen endast påverkar ett specifikt mikro näringsämne; t.ex.laktosintolerans; (2) partiell, när malabsorptionen påverkar en grupp om makronäringsämnen,t.ex.a-β-lipoproteinemi hos spädbarn som inte absorberar lipider och lipidlösliga vitaminer som vanligt, och (3) Totalt, när funktionen hos hela lilla intesin försämras, t. ex. av celiaki., Symptom på malabsorption av näringsämnen klassificeras också i två olika kategorier och är kända för att vara tarm, som vanligtvis är de mest dominerande symptomen och extraintestinala. Tarmsymtom compremise av; kronisk diarré, vattnig, dygnlig och nattlig skrymmande avföring; förändring i avföring färg, som påverkas av fetthalt ger en blek, gul flytande, svampiga avföring., Observationer måste bekräftas genom adekvat undersökning av avföring, och dekal fetthalt bör inte överstiga 7g / dag, oberoende av totalt fettintag; hyperfagi; illamående; kräkningar; abdominal distension; överdriven Flatus och abdominal obehag, men inte smärta. Kramper skulle föreslå närvaron av obstriktade tarmsegment, observerade i sjukdomar som Krons sjukdomar och maligniteter. Extraintestinala symptom kan vara; kortväxthet; inferilitet, bensjukdom och hematologiska problem .,

Malabsorption av lipider skulle leda till brist på lipidlösligt vitamin (A, D, E och K). Dessutom har lipidmalabsorption också visat sig påverka absorptionen av essentiell FA (linolsyra) hos patienter som har genomgått tarmresektion . Som mentoned ovan skulle malabsorption påverka absorptionen av näringsämnen i allmänhet. Emellertid har malabsorption av singel också tidigare rapporterats., Bland dessa är gallsyrorna, kända för att vara väsentliga för lipidabsorption, vilket ger diarré när koncentrationen är > 3mmol/l i tjocktarmen . Malabsorption kan också induceras i terapier, t ex vid minskning av serumlipider hos patienter med hyperlipidemi genom användning av läkemedlet neomyzin eller kolestyramin. Detta beror på en total minskning av lipidabsorptionen från tunntarmen. Effekten skulle vara mer ökad hos personer som tidigare har varit genom en ileal bypass, på grund av minskningen av lipidabsorption.,

mätning av födointag av N-3 PUFAs

det saknas allmänt accepterade biomarkörer som återspeglar ökad n-3 PUFA-status som svar på ökat dietintag. Detta har tidigare betonats som ett problem vid utformning och genomförande av kliniska prövningar som undersöker effekten av N-3 PUFAs-tillskott in vivo. Som sammanfattas av Fekete et. al (2009) skulle en definierad biomarkör vara avgörande för att avgöra om det negativa resultatet av en kontrollerad prövning, t.ex., brist på funktionellt förändringar som svar på tillskott, är relaterade till antingen den kliniska effekten, brist på överensstämmelse med ämnet eller oförmåga av kostintervention att framkalla förändringar i FA-sammansättningen av relevanta biologiska avdelningar i kroppen. Flera avdelningar har tidigare föreslagits, till exempel olika plasma lipider (taggar, kolesterolestrar, fosfolipider och totala plasma lipider), erytrocyter och fettvävnad., Dosresponskurvan för inkorporering i dessa avdelningar har dock tidigare visat sig skilja sig, vilket tyder på att valet av mätning också kan påverka resultatet av studien. Dessutom skulle den observation som erhållits genom att studera olika fack vara svår att jämföra med varandra. En recension av Øverby et. Al (2009) föreslog också att valet av fack att analysera bör väljas utifrån studiens syfte och längd ., Till exempel utnyttja fettvävnad vid bedömning av långsiktiga fa intag , erytrocyter när man studerar införlivandet av n-3 FA <120 dagar , och plasma lipider när man studerar kostintag för en kortare tid . Plasma lipider har dock också föreslagits för att ge information under en längre tid om ämnena är på en stabil dietregim .,

rapport skriven baserat på PhD av Kristi Ekrann Aarak, entiteled ”Release av fettsyror från laxolja och muskler under in vitro digestion – impact of a meal composition” (ISBN 978-82-575-1165-4)