Acido arachidonico - Arachidonic acid

Acido arachidonico
Formula di struttura dell'acido arachidonico
Acido arachidonico spacefill.png
Acido arachidonico2.png
nomi
Nome IUPAC preferito
(5 Z ,8 Z ,11 Z ,14 Z )-acido icosa-5,8,11,14-tetraenoico
Altri nomi
acido 5,8,11,14- tutto - cis -eicosatetraenoico; tutto - cis -5,8,11,14-acido eicosatetraenoico; arachidonato
Identificatori
Modello 3D ( JSmol )
3DMet
1713889
CheBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
Scheda informativa dell'ECHA 100.007.304 Modificalo su Wikidata
Numero CE
58972
KEGG
Maglia Arachidonico+acido
Numero RTECS
UNII
  • InChI=1S/C20H32O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20(21)22/ h6-7,9-10,12-13,15-16H,2-5,8,11,14,17-19H2,1H3,(H,21,22) ?n
    Legenda: YZXBAPSDXZZRGB-UHFFFAOYSA-N ?n
  • InChI=1S/C20H32O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20(21)22/ h6-7,9-10,12-13,15-16H,2-5,8,11,14,17-19H2,1H3,(H,21,22)/b7-6-,10-9-, 13-12-,16-15-
  • Legenda: YZXBAPSDXZZRGB-DOFZRALJSA-N
  • CCCCC/C=C\C/C=C\C/C=C\C/C=C\CCCC(=O)O
Proprietà
C 20 H 32 O 2
Massa molare 304.474  g·mol −1
Densità 0,922 g/cm 3
Punto di fusione -49 ° C (-56 ° F; 224 K)
Punto di ebollizione da 169 a 171 °C (da 336 a 340 °F; da 442 a 444 K) a 0,15 mmHg
log P 6.994
Acidità (p K a ) 4.752
Pericoli
Pittogrammi GHS GHS07: Nocivo
Avvertenza GHS Avvertimento
H302 , H312 , H315 , H319 , H332 , H335
P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301 + 312 , P302 + 352 , P304 + 312 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P312 , P321 , P322 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P363 , P403+233 , P405 , P501
NFPA 704 (diamante di fuoco)
1
1
0
punto d'infiammabilità 113 °C (235 °F; 386 K)
Composti correlati
Composti correlati
Acido eicosatetraenoico
Salvo indicazione contraria, i dati sono forniti per i materiali nel loro stato standard (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
?n verificare  ( che cos'è   ?) dai un'occhiata?n
Riferimenti alla casella informativa

L'acido arachidonico ( AA , a volte ARA ) è un acido grasso polinsaturo omega-6 20:4(ω-6) o 20:4(5,8,11,14). È strutturalmente correlato all'acido arachidico saturo che si trova nel burro di cupuaçu . Il suo nome deriva dal nuovo termine latino arachis (arachidi), ma è importante notare che l' olio di arachidi non contiene acido arachidonico.

Chimica

AAnumbering.png

In struttura chimica , l'acido arachidonico è un acido carbossilico con una catena 20-carbonio e quattro cis - doppi legami ; il primo doppio legame si trova al sesto carbonio dall'estremità omega.

Alcune fonti chimiche definiscono "acido arachidonico" per designare uno qualsiasi degli acidi eicosatetraenoici . Tuttavia, quasi tutti gli scritti di biologia, medicina e nutrizione limitano il termine a tutto l' acido cis -5,8,11,14-eicosatetraenoico.

Biologia

L'acido arachidonico è un acido grasso polinsaturo presente nei fosfolipidi (soprattutto fosfatidiletanolammina , fosfatidilcolina e fosfatidilinositidi ) delle membrane delle cellule del corpo ed è abbondante nel cervello , nei muscoli e nel fegato . Il muscolo scheletrico è un sito particolarmente attivo di ritenzione di acido arachidonico, che rappresenta in genere circa il 10-20% del contenuto di acidi grassi fosfolipidi.

Oltre ad essere coinvolto nella segnalazione cellulare come secondo messaggero lipidico coinvolto nella regolazione degli enzimi di segnalazione, come le isoforme PLC -γ, PLC-δ e PKC -α, -β e -γ, l'acido arachidonico è un infiammatorio chiave intermedio e può anche agire come vasodilatatore . (Nota percorsi sintetici separati, come descritto nella sezione seguente.)

Acido grasso condizionatamente essenziale

L'acido arachidonico nel corpo umano di solito proviene da fonti animali alimentari (carne, uova).

L'acido arachidonico non è uno degli acidi grassi essenziali . Tuttavia, diventa essenziale se esiste una carenza di acido linoleico o se si verifica un'incapacità di convertire l'acido linoleico in acido arachidonico. Alcuni mammiferi non hanno la capacità o hanno una capacità molto limitata di convertire l'acido linoleico in acido arachidonico, il che lo rende una parte essenziale della loro dieta. Poiché il consumo di acido linoleico non sembra influenzare i livelli di acido arachidonico nel plasma/siero o negli eritrociti, non è certo se gli esseri umani possano effettivamente convertire l'acido linoleico in acido arachidonico. Poiché nelle piante comuni si trova poco o nessun acido arachidonico, tali animali sono carnivori obbligati ; il gatto è un comune esempio di incapacità di desaturare gli acidi grassi essenziali. Una fonte commerciale di acido arachidonico è stata invece derivata dal fungo Mortierella alpina .

Biosintesi e cascata nell'uomo

Sintesi degli eicosanoidi

L'acido arachidonico viene liberato dal fosfolipide mediante idrolisi, catalizzata dalla fosfolipasi A2 (PLA 2 ).

L'acido arachidonico per scopi di segnalazione sembra essere derivato dall'azione della fosfolipasi citosolica A2 di gruppo IVA (cPLA 2 , 85 kDa), mentre l'acido arachidonico infiammatorio è generato dall'azione di un PLA 2 secretorio a basso peso molecolare (sPLA 2 , 14 -18 kDa).

L'acido arachidonico è un precursore di una vasta gamma di eicosanoidi :

La produzione di questi derivati ​​e le loro azioni nell'organismo sono note collettivamente come "cascata dell'acido arachidonico"; vedere le interazioni degli acidi grassi essenziali e i legami enzimatici e metaboliti forniti nel paragrafo precedente per maggiori dettagli.

Attivazione PLA 2

PLA 2 , a sua volta, è attivato dal legame del ligando ai recettori, tra cui:

Inoltre, qualsiasi agente aumento intracellulare di calcio può provocare l'attivazione di alcune forme di PLA 2 .

Attivazione PLC

In alternativa, l'acido arachidonico può essere scisso dai fosfolipidi dopo che la fosfolipasi C (PLC) scinde il gruppo inositolo trifosfato , producendo diacilglicerolo (DAG), che successivamente viene scisso dalla lipasi DAG per produrre acido arachidonico.

I recettori che attivano questo percorso includono:

Il PLC può anche essere attivato dalla MAP chinasi . Gli attivatori di questo percorso includono PDGF e FGF .

Nel corpo

Crescita muscolare

L'acido arachidonico favorisce la riparazione e la crescita del tessuto muscolare scheletrico attraverso la conversione in prostaglandina PGF2alfa durante e dopo l' esercizio fisico . PGF2alpha promuove la sintesi proteica muscolare segnalando attraverso la via Akt / mTOR , simile alla leucina , all'acido β-idrossi β-metilbutirrico (HMB) e agli acidi fosfatidici .

Cervello

L'acido arachidonico è uno degli acidi grassi più abbondanti nel cervello ed è presente in quantità simili all'acido docosaesaenoico (DHA). I due rappresentano circa il 20% del suo contenuto di acidi grassi. Come il DHA, la salute neurologica dipende da livelli sufficienti di acido arachidonico. Tra le altre cose, l'acido arachidonico aiuta a mantenere la fluidità della membrana cellulare dell'ippocampo . Aiuta anche a proteggere il cervello dallo stress ossidativo attivando il recettore gamma attivato dal proliferatore dei perossisomi . L'AA attiva anche la sintassina -3 (STX-3), una proteina coinvolta nella crescita e nella riparazione dei neuroni.

L'acido arachidonico è anche coinvolto nello sviluppo neurologico precoce. In uno studio, i bambini (18 mesi) a cui è stato somministrato acido arachidonico supplementare per 17 settimane hanno dimostrato miglioramenti significativi dell'intelligenza, misurati dall'indice di sviluppo mentale. Questo effetto è ulteriormente potenziato dall'integrazione simultanea di AA con DHA.

Negli adulti, il metabolismo disturbato dell'AA può contribuire a disturbi neuropsichiatrici come il morbo di Alzheimer e il disturbo bipolare . Vi sono evidenze di significative alterazioni nella conversione dell'acido arachidonico ad altre molecole bioattive (sovraespressione o disturbi nella cascata enzimatica AA) in queste condizioni.

Il morbo di Alzheimer

Gli studi sull'acido arachidonico e sulla patogenesi della malattia di Alzheimer hanno mostrato risultati contrastanti, con uno studio sull'acido arachidonico e sui suoi metaboliti che suggerisce che siano associati all'insorgenza della malattia di Alzheimer, mentre un altro studio suggerisce che l'integrazione di acido arachidonico durante le prime fasi della questa malattia può essere efficace nel ridurre i sintomi e rallentare il progresso della malattia. Sono necessari ulteriori studi sulla supplementazione di acido arachidonico per i malati di Alzheimer. Un altro studio indica che l'inquinamento atmosferico è la fonte dell'infiammazione e che i metaboliti dell'acido arachidonico promuovono l'infiammazione per segnalare al sistema immunitario il danno cellulare.

Integratore per bodybuilding

L'acido arachidonico è commercializzato come integratore anabolizzante per il bodybuilding in una varietà di prodotti. È stato dimostrato che la supplementazione di acido arachidonico (1.500 mg/die per otto settimane) aumenta la massa corporea magra, la forza e la potenza anaerobica in uomini con esperienza di resistenza. Ciò è stato dimostrato in uno studio controllato con placebo presso l'Università di Tampa. Trenta uomini (di età compresa tra 20,4 ± 2,1 anni) hanno assunto acido arachidonico o un placebo per otto settimane e hanno partecipato a un programma di allenamento di resistenza controllato. Dopo otto settimane, la massa corporea magra (LBM) era aumentata in modo significativo e in misura maggiore nel gruppo AA (1,62 kg) rispetto al placebo (0,09 kg) (p <0,05). Anche la variazione dello spessore muscolare è stata maggiore nel gruppo AA (0,47 cm) rispetto al placebo (0,25 cm) (p <0,05). La potenza anaerobica del Wingate è aumentata in misura maggiore anche nel gruppo AA (da 723,01 a 800,66 W) rispetto al placebo (da 738,75 a 766,51 W). Infine, la variazione della forza totale è stata significativamente maggiore nel gruppo AA (109,92 libbre) rispetto al placebo (75,78 libbre). Questi risultati suggeriscono che l'integrazione di AA può aumentare positivamente gli adattamenti nella forza e nell'ipertrofia dei muscoli scheletrici negli uomini allenati alla resistenza.

Un precedente studio clinico che esaminava gli effetti di 1.000 mg/giorno di acido arachidonico per 50 giorni ha rilevato che l'integrazione aumenta la capacità anaerobica e le prestazioni negli uomini che fanno esercizio. Durante questo studio, è stato osservato un significativo effetto di interazione gruppo-tempo nella potenza di picco relativa di Wingate (AA: 1,2 ± 0,5; P: -0,2 ± 0,2 W•kg-1, p=0,015). Le tendenze statistiche sono state osservate anche nella panca 1RM (AA: 11,0 ± 6,2; P: 8,0 ± 8,0 kg, p=0,20), potenza media Wingate (AA: 37,9 ± 10,0; P: 17,0 ± 24,0 W, p=0,16), e Wingate lavoro totale (AA: 1292 ± 1206; P: 510 ± 1249 J, p=0,087). L'integrazione di AA durante l'allenamento di resistenza ha promosso aumenti significativi della potenza di picco relativa con altre variabili correlate alle prestazioni che si avvicinavano al significato. Questi risultati supportano l'uso di AA come ergogenico.

Acido arachidonico alimentare e infiammazione

L'aumento del consumo di acido arachidonico non causerà infiammazione durante le normali condizioni metaboliche a meno che i prodotti della perossidazione lipidica non vengano miscelati. L'acido arachidonico viene metabolizzato in eicosanoidi sia proinfiammatori che antinfiammatori durante e dopo la risposta infiammatoria, rispettivamente. L'acido arachidonico viene anche metabolizzato in eicosanoidi infiammatori e antinfiammatori durante e dopo l'attività fisica per favorire la crescita. L'infiammazione cronica da tossine esogene e l' eccessivo esercizio fisico non devono essere confusi con l'infiammazione acuta da esercizio e il riposo sufficiente che è richiesto dalla risposta infiammatoria per favorire la riparazione e la crescita delle microlacerazioni dei tessuti. Tuttavia, le prove sono contrastanti. Alcuni studi che hanno somministrato tra 840 mg e 2.000 mg al giorno a individui sani per un massimo di 50 giorni non hanno mostrato aumenti dell'infiammazione o delle attività metaboliche correlate. Altri mostrano che l'aumento dei livelli di acido arachidonico è effettivamente associato a livelli di IL-6 e IL-1 pro-infiammatori ridotti e ad un aumento del fattore di necrosi tumorale antinfiammatorio -beta . Ciò può comportare una riduzione dell'infiammazione sistemica.

L'acido arachidonico svolge ancora un ruolo centrale nell'infiammazione correlata a lesioni e in molti stati patologici. Il modo in cui viene metabolizzato nel corpo determina la sua attività infiammatoria o antinfiammatoria. Gli individui che soffrono di dolori articolari o malattie infiammatorie attive possono scoprire che l'aumento del consumo di acido arachidonico esacerba i sintomi, presumibilmente perché viene convertito più facilmente in composti infiammatori. Allo stesso modo, un elevato consumo di acido arachidonico non è consigliato per le persone con una storia di malattie infiammatorie o che hanno una salute compromessa. Da notare, mentre l'integrazione di AA non sembra avere effetti proinfiammatori in individui sani, può contrastare gli effetti antinfiammatori dell'integrazione di acidi grassi omega-3 .

Effetti sulla salute dell'integrazione di acido arachidonico

L'integrazione di acido arachidonico in dosi giornaliere di 1.000-1.500 mg per 50 giorni è stata ben tollerata durante diversi studi clinici, senza effetti collaterali significativi segnalati. Tutti i comuni indicatori di salute, tra cui funzionalità renale ed epatica, lipidi sierici, immunità e aggregazione piastrinica, sembrano non essere influenzati da questo livello e dalla durata dell'uso. Inoltre, concentrazioni più elevate di AA nel tessuto muscolare possono essere correlate a una migliore sensibilità all'insulina. L'integrazione di acido arachidonico nelle diete di adulti sani sembra non offrire tossicità o rischi significativi per la sicurezza.

Mentre gli studi che esaminano l'integrazione di acido arachidonico in soggetti sedentari non sono riusciti a trovare cambiamenti nei marcatori infiammatori a riposo a dosi fino a 1.500 mg al giorno, i soggetti allenati per la forza possono rispondere in modo diverso. Uno studio ha riportato una significativa riduzione dell'infiammazione a riposo (tramite il marker IL-6) in giovani uomini che integravano 1.000 mg/die di acido arachidonico per 50 giorni in combinazione con un allenamento di resistenza. Ciò suggerisce che, piuttosto che essere pro-infiammatorio, l'integrazione di AA durante l'allenamento di resistenza può effettivamente migliorare la regolazione dell'infiammazione sistemica.

Una meta-analisi alla ricerca di associazioni tra rischio di malattie cardiache e singoli acidi grassi ha riportato un rischio significativamente ridotto di malattie cardiache con livelli più elevati di EPA e DHA (grassi omega-3), così come l'acido arachidonico omega-6. Un avviso scientifico dell'American Heart Association ha anche valutato favorevolmente l'impatto sulla salute dei grassi omega-6 nella dieta, compreso l'acido arachidonico. Il gruppo non raccomanda di limitare questo acido grasso essenziale. In effetti, il documento raccomanda alle persone di seguire una dieta che contenga almeno il 5-10% di calorie provenienti dai grassi omega-6, incluso l'acido arachidonico. Suggerisce che l'AA nella dieta non è un fattore di rischio per le malattie cardiache e può svolgere un ruolo nel mantenimento del metabolismo ottimale e nella riduzione del rischio di malattie cardiache. Pertanto, per una salute ottimale, si raccomanda di mantenere livelli di assunzione sufficienti di acidi grassi sia omega-3 che omega-6.

L'acido arachidonico non è cancerogeno e gli studi dimostrano che il livello alimentare non è associato (positivamente o negativamente) al rischio di cancro. Tuttavia, l'AA rimane parte integrante del processo infiammatorio e di crescita cellulare, che è disturbato in molti tipi di malattie, compreso il cancro. Pertanto, la sicurezza dell'integrazione di acido arachidonico in pazienti affetti da cancro, stati infiammatori o altri stati patologici è sconosciuta e l'integrazione non è raccomandata.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno