Среднецепочечные жирные кислоты: содержание в пище, физиология, особенности метаболизма и применение в клинике

Вопр. питания. - 2012. - № 6. - С. 27-36.

В состав биослойных клеточных мембран входят гидрофобные полярные молекулы липидов. Биологическая роль этих мембран заключается в отделении внутренней среды организма от внешней. Будучи гидрофобными, они проницаемы для микрообъемов водной среды орган изма. Видимо, данная роль биомембран вырабатывалась в течение миллионов лет, поскольку самые ранние прообразы клеточных мембран состояли лишь из моно- или биослоя жирных кислот (ЖК), и только в последний исторический период превратились в существующие сегодня биологические мембраны, состоящие в основном из фосфолипидов (ФЛ) [1].

Жирные кислоты, липиды и реакция адаптации

Липидами являются ЖК и все соединения, в состав которых они входят. Холестерин (ХС) - спирт, он не имеет отношения к липидам, однако когда он этерифицирует ЖК, образующиеся эфиры холестерина (ЭХС) становятся липидами. ХС не синтезируется растениями, однако клетки растений образуют более 800 индивидуальных ЖК [2]. ЖК, находящиеся в составе липидов, in vivo исполняют важные биологические функции, включая построение структуры мембран клеток из фосфатидилхолинов, образование липидных рафтов (плотов) из гидрофобного сфингомиелина и островков аннулярных ФЛ из менее гидрофобных молекул аминофосфолипидов [16, 37].

Полярные липиды являются субстратами для построения клеточных мембран. Для переноса в межклеточной среде указанных липидов задействован липидпереносящий белок - альбумин (АЛБ). Одновременно неполярные липиды, образующиеся в результате реакции этерификации ЖК с разными спиртами (одноатомным, циклическим, вторичным спиртом ХС, трехатомным глицерином, многоатомным долихолом), обладающими разными физико-химическими свойствами, переносят клеточные макромолекулы - липопротеиды (ЛП) [3].

Понимание функциональной роли отдельных ЖК затруднено из-за используемой в настоящее время классификации, в которой биологическая роль ЖК практически не учитывается. Предлагаем классификацию ЖК, основанную на позициях биологии. С нашей точки зрения, ЖК рационально подразделять на насыщенные (н-ЖК), моноеновые (моно-ЖК) с 1 двойной связью (ДС), ненасыщенные (нена-ЖК) с 2 и 3 ДС и полиненасыщенные (поли-ЖК) с 4, 5 и 6 ДС. Большая часть н-ЖК и моно-ЖК in vivo являются субстратами для процессов окисления в митохондриях, наработки энергии и синтеза АТФ.

Из перечисленных ЖК в наибольшем количестве в пище и, естественно, во внутренних органах организма (кишечнике, печени и др.), в составе ФЛ обнаруживаются н-ЖК и моно-ЖК (первыми, как известно, особенно богато пальмовое масло, С16:0, пальм-н-ЖК, вторыми - олеиновая кислота, С18:1, являющиеся компонентом почти всех ФЛ. Кроме указанных выше н-ЖК осуществляют также структурную функцию. Нена-ЖК с 2 и 3 ДС, содержащиеся в составе большинства ФЛ (за исключением сфингомиэлина), исполняют в клетке преимущественно структурные функции, не участвуя в синтезе АТФ. Поли-ЖК, поступающие в организм с пищей в небольшомколичестве, в частности с арахидоновой (С20:4), эйкозапентаеновой (С20:5) и докозагексаеноваой (С22:6) кислотами, используются преимущественно для исполнения регуляторных функций. В свою очередь неэтерифицированные жирные кислоты (НЭЖК) являются сигнальными молекулами.

С ранних ступеней филогенеза поли-ЖК используются организмом для синтеза биологически активных эйкозаноидов: простагландинов, простациклинов, тромбоксанов (простаноидов) и лейкотриенов. Одновременно эти ЖК играют роль предшественников, участвующих в синтезе встроенных в клеточную мембрану аминофосфолипидов. Последние, как известно, придают структуре цитоплазмы менее гидрофобную форму, которая создана имеющими в мембране фосфатидихолинами. Это позволяет белкам принимать функционально активную конформацию (пространственную форму молекулы), обеспечивать транспорт в клеточные структуры субстратов, а также реализовать действие таких клеточных рецепторов и ионных помп, как Na+, К+-АТФаза. Таким образом, н-ЖК и моно-ЖК в основном являются субстратами, участвующими в наработке клетками энергии, нена-ЖК - субстратами для построения клеточных мембран, а поли-ЖК - предшественниками синтеза биологически активных простаноидов, лейкотриенов и аминофосфолипидов.

В плазме крови, взятой натощак, содержание нена-ЖК на порядок меньше, чем н-ЖК и моно-ЖК, но на порядок больше, чем поли-ЖК. В таком же соотношении в плазме крови содержатся филогенетически поздние липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП) и филогенетически более ранние липопротеиды низкой плотности (ЛПНП): первых на порядок больше, чем вторых. При этом основная масса ЛПОНП, содержащаяся в пище, не превращается, как принято считать, в ЛПНП, а поступает в клетки организма путем активного апоЕ/В-100 рецепторного эндоцитоза. В то же время ЛПОНП в организме превращаются преимущественно в ЛПНП, которые используются в основном для построения клеточных мембран. При этом нужно учитывать, что ЛПНП поглощаются клетками несколько иным рецепторным путем, чем ЛПОНП.

Что касается поглощения клетками н-ЖК и моно-ЖК, оно происходит в форме триглицеридов (ТГ) ЛПОНП путем апоЕ/В-100 эндоцитоза. В свою очередь поглощение нена-ЖК линолевой и линоленовой кислот осуществляется в форме ТГ ЛПНП путем филогенетически раннего апоВ-100 эндоцитоза. Эти особенности метаболизма in vivo указанных ЖК (н-ЖК и моно-ЖК, ненаЖК, поли-ЖК) и стали основой предложенной нами их биологической классификации. Клетки приматов и человека могут синтезировать in situ de novo моно-ЖК с 1 ДС (олеиновая кислота, С18:1). Все ЖК с большим числом ДС являются для приматов и человека эссенциальными (ЭС); эти ЭС поли-ЖК необходимо получать с пищей за счет содержащейся в ней линолевой (С18:2), линоленовой (С18:3), арахидоновой (С20:4), эйкозапентаеновой (С20:5) и докозагексаеновой (С22:6) ЖК [13]. При этом следует учитывать, что в литературе нена-ЖК часто именуют поли-ЖК, что с позиций биологии неверно.

Состав жирных кислот пищевых жиров и масел (моль/100 моль)

Среднецепочечные жирные кислоты и короткие триглицериды

Первое применение в клинике среднецепочечных (СЦ) ЖК с длиной цепи атомов углерода (С10-С14) относят к 1950 г., когда их использовали для диететического лечения пациентов с нарушенным процессом абсорбции (всасывания липидов) в кишечнике. В дальнейшем физико-химические особенности СЦ ЖК, отличия их от короткоцепочечных (С4-С8), длинноцепочечных (С16-С22) и очень длинноцепоченых ЖК (С24 и более) стали темой исследования биохимиков и клинических химиков. Это касается выяснения патогенеза отдельных типов гиперлипопротеинемии (ГЛП), метаболического синдрома, их роли как компонентов диеты при коррекции метаболизма липидов и ЛП. К примеру, один из жиров, используемых в пище, может содержать СЦ ЖК в форме ТГ в следующих количествах: С6:0 - 1-2%; С8:0 - 65-75%; С10:0 - 25-35% и С12:0 - 1-2%. Получают СЦ ЖК путем гидролиза ТГ кокосового масла и последующего фракционирования [30]. В отношении н-ЖК миристиновой кислоты (С14:0) мнения специалистов разделились: часть из них относят их к СЦ ЖК, другие - к длинноцепочечным ЖК [19] (см. таблицу).

Образование эфиров СЦ ЖК с глицерином проходит in vivo при действии эстераз, причем продукты реакции именуют короткими ТГ. Температура плавления СЦ ЖК (С8:0 +16,7 °С, С 10:0 +31,3 °С) по сравнению с более длинноцепочечными (С16:0 + 63,1 °С, С18:0 +71 °С) существенно более низкая. СЦ ЖК, но не короткие ТГ при комнатной температуре жидкие. СЦ ЖК, хоть и в малой концентрации, но все-таки растворимы в воде. При 20 °С в 100 мл воды можно растворить 68 мг С8:0 и только 0,72 мг С16:0. СЦ ЖК в водной фазе могут диссоциировать, проявлять свойства электролитов в ионизированной форме [37]. Растворимость в воде и малая молекулярная масса СЦ ЖК делают их метаболические превращения более активными, чем длинноцепочечных ТГ. Гидролиз СЦ ТГ при действии панкреатической липазы проходит с более высокой константой скорости реакции; он заканчивается образованием 3 молекул НЭЖК и глицерина.

В смеси ТГ с разными по длине ЖК цепями гидролиз коротких ТГ происходит наиболее быстро. Высокое содержание в пище коротких ТГ не активирует секрецию панкреатической липазы, что характерно для ТГ, содержащих длинноцепочечные ЖК. Всасывание продуктов гидролиза (липолиза) ТГ с короткоцепочечными ЖК происходит в тонкой кишке быстрее, чем ТГ с длинноцепочечными ЖК. При высокой скорости и полноте гидролиза коротких ТГ энтероциты всасывают их в форме НЭЖК и глицерина.

При отсутствии в кишечнике желчных кислот (эндогенных детергентов) или панкреатической липазы всасывание в кишечнике коротких ТГ может происходить и без гидролиза. Его позже осуществят внутриклеточные липазы энтероцитов слизистой оболочки тонкой кишки. В энтероцитах СЦ ЖК в форме НЭЖК взаимодействуют с тиоэфиром коэнзимома -SH (КоА) при действии ацил-КоА-синтазы с образованием неполярной формы ЖК-ацил-КоА. Поскольку метаболизм СЦ ЖК в тонной кишке происходит с более высокой скоростью, формирование СЦ ТГ после еды заканчивается до того, как происходит гидролиз длинноцепочечных ТГ с ЖК С:16 и С:18. Различие в скорости этерификации дополняет и высокое связывание ЖК в форме НЭЖК с белками, переносящими их в цитозол гепатоцитов.

Энтероциты не включают СЦ ЖК в состав длинноцепочечных ТГ, а апоВ-48 не структурирует их в хиломикроны (ХМ). Энтероциты секретируют короткие ТГ в вены портальной системы; их не переносит поток лимфы, как это происходит с длинноцепочечными ТГ в форме ХМ. Сродство СЦ ЖК к липидсвязывающим белкам цитозоля, как правило, низкое. Аполипопротеин В-48 (апоВ-48), который структурирует длинноцепочечные ТГ в ХМ, не связывает короткие ТГ [12]. Короткие ТГ, секретированные энтероцитами в вены портальной системы, не появляются в крови артериального русла, их нет и в лимфе.

Данных об избирательном поглощении клетками коротких ТГ в литературе нет, но с большой долей вероятности можно предположить, что из вен портальной системы их поглощают клетки сальника и забрюшинной клетчатки (адипоциты), создающие, соответственно, оментальный и забрюшинный пулы. До гепатоцитов ТГ, как правило, не доходят. Адипоциты этих локальных пулов депонируют короткие ТГ, которые при реализации биологических функций гомеостаза и адаптации обладают способностью быстро подвергаться процессам гидролизации и мобилизации. Наличие в пище ХС не влияет на абсорбцию из тонкой кишки ни СЦ ЖК, ни коротких ТГ.

В энтероцитах апоВ-48 формирует из ТГ ХМ, которые, в свою очередь, способствуют образованию в эндоплазматической сети клеток слизистой оболочки тонкой кишки филогенетически раннего микросомального белка, связывающего ТГ. Обладая низкой способностью связывать ТГ и образуя физико-химические комплексы из длинноцепочечных ТГ, АпоВ-48 функционирует уже на ранних ступенях филогенеза. В ХМ эти комплексы удерживаются силой гидрофобного взаимодействия, поэтому ХМ напоминают малину или тутовую ягоду. Они не имеют полярного монослоя из ФЛ и неэтерифицированного ХС. Среди различных ЛП ХМ обладают наименьшей гидратированной плотностью и секретируются эндоплазматической сетью энтероцитов в лимфатические сосуды. ХМ спонтанно флотируют при стоянии плазмы крови в течение суток. Гидратированная плотность их меньше плотности воды, а размеры - в десятки раз больше ЛПОНП. Наличие в тонкой кишке ионов Са2+ и Мg2+ может приводить к образованию кальциевого и магниевого мыла, которое в тонкой кишке не всасывается. При этом также происходит нарушение всасывания аминокислот.

Из крови ХМ поглощают гепатоциты. Происходит это путем апоВ-48- рецепторного эндоцитоза. Попадая в цитоплазму гепатоцитов, ХМ подвергаются деструкции с последующей оптимизацией длинноцепочечных ЖК. Это процесс происходит с учетом: а) длины ЖК; б) четного или нечетного числа атомов С в цепи; в) числа карбоксильных групп; г) наличия боковых цепей и дополнительных радикалов - ароматических колец; д) наличия у нена-ЖК транс- или цис-конфигурации [5]. После комплексного α-, β- и ω-окисления в пероксисомахиз 800 ЖК, которые могут присутствовать в пище, в ТГ этерифицируются практически не более 20-30 ЖК. Остальные клетки ЖК подвергают окислению; АТФ при этом не образуется. Пероксисомы в отношении ЖК и липидов (всего того, что синтезировано из ацетил-КоА) осуществляют те же функции, что и лизосомы в отношении белков, пептидов и аминокислот. Только в лизосомах доминируют процессы гидролиза, а в пероксисомах - процессы окисления.

Гепатоциты участвуют также в образовании определенного количества ФЛ, главным образом фосфатидилхолинов, одновременно синтезируя de novo небольшие количества ХС. При этом на поверхности гепатоцитов, секретирующих пальмитиновые, олеиновые, стеариновые, линолевые и линоленовые кислоты, ЛПОНП, ФЛ и ХС образуют полярный монослой. СЦ ЖК свободно преодолевают внутреннюю мембрану митохондрий; для этого, в отличие от длинноцепочечных ЖК, не требуется участия карнитина и специфичных транспортеров. Это происходит при участии специфичной для средне и короткоцепочечных ЖК октаноил-КоА-синтетазы. Для переноса н-ЖК пальмитиновой кислоты (С16:0) через внутреннюю мембрану митохондрий функционирует специфичный, филогенетически ранний транспортер - карнитин-пальмитоилацилтрансфераза. На наружной поверхности внутренней мембраны митохондрий происходит периэтерификация пальм-н-ЖК из неполярной формы ацил-КоА в неполярную форму эфира с карнитином. На внутренней поверхности внутренней мембраны неполярный карнитин-пальмитоил опять превращается в пальмитоил-КоА.

Другие длинноцепочечные ЖК не могут преодолеть внутреннюю мембрану митохондрий. СЦ ЖК могут быть и структурными компонентами ФЛ, изменяя их физико-химические свойства. Так, в клетках легочной ткани синтезируются сурфактанты (поверхностно-активные вещества, которыми покрыты альвеолы), включающие н-ЖК миристиновой кислоты (С14:0) вместо н-ЖК пальмовой кислоты. Синтез подобных ФЛ определен высоким содержанием в пище н-ЖК миристиновой (С14:0) кислоты [39]. Повышение содержания в пище СЦ ЖК оказывает позитивное действие до тех пор, пока их афизиологичное содержание не станет причиной кетоацидоза [53, 56]. Полагают, что н-ЖК миристиновой кислоты (С14:0) могут активировать клеточный иммунитет [51]. У пациентов в критическом состоянии замена в пище длинноцепочечных ЖК и ТГ на СЦ ЖК и короткие ТГ улучшает обеспечение энергией клетки рыхлой соединительной ткани и улучшает функцию клеточного и гуморального иммунитета [49]. Эксперименты с выбиванием генов у крыс показали, что СЦ ЖК вовлечены в реакции термогенеза [44].

Особенности метаболизма среднецепочечных и длинноцепочечных жирных кислот

Сколь быстро СЦ ЖК преодолеют внутреннюю мембрану митохондрий клеток, столь же быстро в них происходит β-окисление этих ЖК с образованием ацетил-КоА, который используется при синтезе АТФ (в цикле Кребса), образовании кетоновых тел (КТ), длинноцепочечных ЖК и синтезе ХС de novo [45]. При оптимизации ЖК часть длинноцепочечных н-ЖК, особенно при избытке пальм-н-ЖК, окисляется пероксисомами без образования АТФ. В отношении СЦ ЖК этого не происходит. На данном основании можно понять, что органеллы (митохондрии и пероксисомы) клеток по-разному метаболизируют экзогенные СЦ и длинноцепочечные ЖК, что доказывает разная скорость их мобилизации и окисления [29]. Каждый из субстратов, который подлежит окислению в пероксисомах, связывается с рецепторами активации пролиферации пероксисом (РАПП-α, -β и -γ на мембране ядра) и вызывает активацию синтеза в микросомах всех оксидаз, которые окисляют ЖК и липиды.

Выраженный кетоацидоз развивается и у пациентов с гипергликемической комой при уменьшении или истощении в жировых депо содержания н-ЖК и моно-ЖК, а также при формировании таких условий, при которых в целях обеспечения энергией in vivo приходится использовать нена-ЖК. При нарушении переноса цитрата и функции карнитин-пальмитоилацилтрансферазы ацетил-КоА из матрикса митохондрий может возвращаться в цитозоль и использоваться в синтезе ЖК. Этот синтез не столь высок, если в рационе углеводы заменить на СЦ ЖК [47]. Митохондрии сформировались, можно полагать, миллионы лет тому назад в одноклеточных организмах при наличии в окружающей их воде большого количества ионов магния. При использовании энергии окисления биологических субстратов митохондрии этих организмов освоили синтез АТФ и в условиях симбиоза "приватизировали" митохондрии как АТФ-продуцирующие органеллы.

Митохондрии "поселились" в цитозоле новой генерации клеток вместе со своим геномом, гены которого обеспечивали все биологические функции архиклеток. По сути, самые ранние митохондрии - это возникший миллионы лет тому назад одноклеточный организм (клетка) с высоким содержанием в цитозоле ионов Mg2+ и К+. Со временем часть функций синтеза протеинов отошла к геному клетки в ядре, а часть осталась в геноме митохондрий; синтез белков дыхательной цепи кодируют гены генома митохондрий. Это можно проследить на примерах нарушения функции органелл при инициировании избытком пальм-н-ЖК повреждения ДНК в геноме митохондрий [40]. Дисфункция генома митохондрий может быть инициирована как избытком пальм-н-ЖК, так и гибелью клеток по типу апоптоза [55], а также формированием синдрома резистентности к инсулину (ИНС) [33]. Замена в пище длинноцепочнечных ЖК на адекватное количество СЦ ЖК понижает содержание ХС в плазме крови [11]. Это определено тем, что наибольшую часть ХС в плазме крови физиологично содержат ЛПОНП, находящиеся в составе различных жиров (в пальмитиновом, олеиновом масле, линолевой и линоленовой кислотах), а ХС в основном является компонентом ЛПНП.

Пища в случае замены в ней всех длинноцепочечных и СЦ ЖК в полной мере не является физиологичной. Это можно объяснить тем, что длинноцепочечные ЖК необходимы для синтеза структурных ФЛ (фосфатидилхолинов и сфингомиелинов) - компонентов плазматической мембраны. Поэтому часть СЦ ЖК клетки используют для синтеза длинноцепочечных ЖК [7]. При повышенном содержании в рационе СЦ ЖК активность синтеза ХС снижается [23]. При введении очень большого количества СЦ ЖК возможно развитие гипогликемии, что определено нарушением в гепатоцитах процессов секреции и поглощения. Сходные данные получены в экспериментах на крысах Вистар, Zucker и у морских свинок [8]. При этом в плазме крови лабораторных животных увеличивается содержание ИНС. Вероятно, СЦ ЖК воздействуют на β-клетки островков поджелудочной железы и инициируют секрецию ИНС. Возможно, указанные выше особенности метаболизма СЦ ЖК в организме, в частности в печени, способствуют повышению толерантности к углеводам [24].

СЦ ЖК исполняют важную роль в метаболизме плода при внутриутробном развитии. В крови пуповины 15-20% ЖК находится в основном в виде н-ЖК каприловой кислоты (С8:0) [36]. Кроме гепатоцитов другие клетки органов и тканей организма не столь активно метаболизируют СЦ ЖК, используя их в основном для наработки АТФ. При этом скорость окисления СЦ ЖК выше, скорости окисления длинноцепочечных ЖК, что, очевидно, связано с более медленным прохождением последних через внутреннюю мембрану клеточных митохондрий. К тому же СЦ ЖК в адипоцитах не ингибируют синтез длинноцепочечных ЖК in situ de novo из экзогенных углеводов [28]. В то же время не удалось показать, что увеличение содержания в пище СЦ ЖК влияет на резистентность и ИНС [17].

Среднецепочечные жирные кислоты в клинической практике

В клинике СЦ ЖК используют для коррекции нарушений гидролиза длинноцепочечных ЖК, всасывания и переноса ЛП. Развивающаяся стеаторея влечет выраженную потерю не только липидов, но и азотистых компонентов пищи (протеинов), воды и электролитов (ионы Na+, K+, Cl- и HCO3-). Стеаторею можно остановить при замене в пище длинноцепочечных ЖК на СЦ ЖК. При этом в плазме крови, как и прежде, сохраняется низкое содержание ТГ и ХС, но диспептические явления заканчиваются. У взрослых возрастает масса тела; у детей постнатальное развитие происходит нормально.

СЦ ЖК используют при лечении новорожденных детей, а также взрослых при нарушении: 1) гидролиза ТГ в тонкой кишке после резекции желудка, атрезии желчных ходов, холестазе и образовании конкрементов в желчевыводящих путях, билиарном циррозе печени, хроническом панкреатите, дефиците в тонкой кишке эндогенных детергентов - желчных кислот; 2) процесса всасывания ТГ, ФЛ и ЭХС, которое возможно после резекции тонкой кишки, при врожденной целиакии, болезни Крона, хронических энтеритах и нарушении всасывания у новорожденных; 3) процесса переноса в межклеточной среде ЖК в форме неполярных ТГ или ЛП, что происходит в результате нефизиологичного образования ХМ, нарушения гидролиза и рецепторного поглощения лигандных ЛПОНП и ЛПНП.

Замена в пище длинноцепочечных ЖК на СЦ ЖК необходима при врожденной патологии - мутациях микросомального белка, связывающего ТГ, при α-β-липопротеинемии и ГЛП фенотипа I (по Д. Фредриксону), развивающихся при врожденных дефектах первичной структуры постгепариновой липопротеинлипазы или ее кофактора апоС-II [4], а также при посттравматическом формировании фистулы лимфатических сосудов и выделении части лимфы через мочу или в серозные полости тела [46]. При симптомах мальабсорбции, когда толерантность к длинноцепочечным ЖК нарушена, диета с СЦ ЖК приносит хорошие результаты: 1 г СЦ ЖК при метаболизме in vivo дает возможность получить 8,3 ккал тепла, из 1 г углеводов - 3-4 ккал/г. СЦ ЖК окисляются с высокой скоростью, причем образующегося количества ацетил-КоА достаточно как для получения АТФ, так и для компенсаторного синтеза длинноцепочечных ЖК. Однако и при позитивных результатах диетотерапии содержание ТГ и ХС в плазме крови остается пониженным [52].

Моноглицериды СЦ н-ЖК каприловой (С8:0) и каприновой (С10:0) кислот растворимы в водной среде, маслах, биологических жидкостях. К тому же они помогают растворению желчных камней [54]. При выраженном увеличении в пище содержания СЦ ЖК в митохондриях клеток организма, прежде всего в гепатоцитах, происходят усиление окисления этих ЖК и образование АТФ. Можно полагать, что использование коротких ТГ и СЦ ЖК как субстратов для наработки энергии происходит во всех случаях in vivo при усилении биологической адаптации. Полагают, что и в организме человека в качестве указанного процесса клетки используют СЦ ЖК [42]. В ткани мозга основное количество ФЛ нейронов синтезируется in situ de novo из ацетил-КоА.

Диета с высоким содержанием СЦ ЖК позитивно действует при эпилепсии. Таковой считают диету, в которой более 70% АТФ формируется при окислении СЦ ЖК [15]. СЦ ЖК в форме эмульсии ТГ можно вводить в вену, поскольку поступившие таким путем липидные компоненты быстро поглотятся в организме и большинство из них подвергнется окислению. Если количество введенных СЦ ЖК превысит потребности организма, эти ЖК могут быть сохраниться в качестве запаса в гепатоцитах и клетках жировой ткани. Однако при долговременной ситуации (например, в случае парентерального питания) введение длинноцепочечных ЖК предпочтительнее, поскольку клетки поглощают их более длительно и равномерно. Эмульсию коротких ТГ можно вводить пациентам и при недостатке карнитина, патологии карнитин-пальмитоилацилтрансферазы, в условиях септицемии, травматических повреждений при доминировании in vivo процессов катаболизма [10]. Полагают, что лучшим вариантом является эмульсия, состоящая из равных количеств СЦ и длинноцепочечных ТГ. При этом быстрое действие будут обеспечивать СЦ ЖК, а длительное - длинноцепочечные ТГ, и кетоацидоз развиваться не будет.

Среднецепочечные жирные кислоты и ожирение

При замене в пище длинноцепочечных н-ЖК (пальмовое масло) и моно-ЖК (олеиновая кислота) на СЦ н-ЖК (миристиновая, лауриновая, каприновая и каприловая кислоты) большинство этих ЖК в организме подвергаются окислению, и только часть используется при синтезе длинноцепочечных ТГ. Применение СЦ ЖК и коротких ТГ эффективно при лечении ожирения. Однако понять, с чем связан этот лечебный эффект, трудно, поскольку многие авторы отмечают, что при замене в пище длинноцепочечных ЖК на СЦ ЖК происходит понижение уровня ХС ЛПНП [41]. Мы полагаем, что это объясняется формированием из СЦ коротких ТГ, которые с током лимфы попадают в адипоциты сальника и забрюшинной клетчатки не в составе ХМ и ЛПОНП, а в составе коротких, частично гидролизованных ТГ, не появляющихся в кровотоке. Заметим, что ХС, который в крови оценивается как ХС ЛПНП, на самом деле является ХС длинноцепочечных ЛПОНП. Последние при нарушении процесса липолиза приобретают гидратированную плотность ЛПНП, но продолжают, как и прежде, переносить к клеткам н-ЖК и моно-ЖК. К тому же они содержат апоЕ. Повышение же в крови ЛПОНП и ЛПНП, которые переносят к клеткам нена-ЖК и поли-ЖК, происходит только при семейной гиперхолестеринемии. При этом в них не бывает апоЕ (специфичный маркер филогенетически более поздних ЛПОНП без апоЕ). При этом филогенетически поздние ЛПОНП не становятся филогенетически ранними ЛПНП. ЛПОНП и ЛПНП - это филогенетически и функционально разные классы ЛП, которые исполняют различные биологические функции и переносят функционально разные ЖК.

Замена в пище длинноцепочечных н-ЖК и моноЖК на СЦ ЖК оказывает позитивное действие при наличии ГЛП 1-го фенотипа: при гиперхиломикронемии, возникающей вследствие генетически опосредованного нарушения первичной структуры постгепариновой липопротеинлипазы или ее кофактора апоС-II. В рационах, которые используют в случае длительно протекающей ГЛП, рационально заменять в пище длинноцепочечные ЖК на СЦ ЖК [14]. В частности, у крыс регрессия стеатоза наблюдается при замене в рационе животных длинноцепочечных ЖК на СЦ. При этом одновременно понижается содержания липидов в печени и интиме аорты крыс. Этот процесс особенно эффективен при исключении из рациона алкоголя. Однако на фоне замены в рационе длинноцепочечных ЖК на СЦ ЖК атероматоз аорты все же происходит в условиях алиментарного дефицита ЭС ЖК, обусловленного уменьшением активности действия гена апоЕ. При этом в интиме аорты не происходит накопления окисленных СЦ ЖК, не активируется процесс агрегации тромбоцитов с формированием тромба, а в атероматозной массе интимы аорты содержится мало ХС [18].

Высокая скорость окисления и низкая степень превращения в длинноцепочечные ЖК делают СЦ ЖК эффективным средством снижения массы тела при ожирении. Показано, что у женщин в меньшей мере, чем у мужчин, понижается масса тела при замене в пище длинноцепочечных ЖК на СЦ ЖК, хотя сам процесс похудания происходит. СЦ ЖК рассматривают как функциональные липиды, способные уменьшить проявления метаболического синдрома. В клинике показано, что увеличение в пище содержания СЦ ЖК инициирует повышение секреции инсулина β-клетками островков Лангерганса [32]. Употребление в пищу маргарина, основу которого составляют н-ЖК с С8:0 и С10:0, уменьшает индекс массы тела [34].

У пациентов с неалкогольной жировой болезнью печени значительно понижены содержание пальмн-ЖК и С14:0 миристиновой н-ЖК, а также индекс активности стеарил-КоА-десатуразы (отношение С16:0 пальм н-ЖК/С16:1 пальмитолеиновая моноЖК и отношение С18:0 стеариновая н-ЖК/С18:1 олеиновая моно-ЖК) [50]. Поэтому авторы относят ЖК миристиновой кислоты к позитивному диагностическому тесту [48] и считают, что для поглощения длинноцепочечных ЖК митохондриями скелетных мышц необходимо задействовать специфичный транспортер. Первичная недостаточность карнитина или дефект транслоказы - вот условия уменьшения окисления в митохондриях длинноцепочечных ЖК. Если же заменить в пище длинноцепочечные ЖК на СЦ ЖК, позитивное действие наступает не во всех случаях [9]. Вместе с тем масса тела добровольцев и пациентов с ожирением всегда понижалась при замене в пище длинноцепочечных ЖК [22]. В то же время у генетически ожиревших мышей Zucker замена в пище ЖК на СЦ ЖК не приводит к снижению массы тела, что указывает на дефект преодоления СЦ ЖК внутренней мембраны митохондрий. СЦ ЖК являются субстратом для быстрого образования жировых масс в организме, что нежелательно при сахарном диабете.

Эмульсия липидов, используемая при парентеральном питании, оказывает влияние на функциональное состояние лейкоцитов и их гибель по типу апоптоза. Эмульсию соевого масла с высоким содержанием СЦ ЖК и рыбий жир вводили внутривенно в дозе 0,2 на 1 кг массы тела. Это изменило экспрессию 12 из 108 генов, контролирующих нозологическую реакцию апоптоза, причем рыбий жир вызвал экспрессию 7 генов. Когда добровольцам в пищу добавляли 10 г СЦ ЖК или длинноцепочечных ЖК, через 6 ч после приема пищи в крови площадь под кривой ТГ оказалась достоверно большей у пациентов с индексом массы тела более 23 кг/м2, чем у пациентов с меньшей массой тела [21]. Был сделан вывод о том, что содержание в пище клетчатки, соевого масла с СЦ ЖК и уровень физической активности - вот основные факторы, способные влиять на величину ГЛП.

Среднецепочечные жирные кислоты и парентеральное питание

При действии СЦ ЖК уровень ТГ в плазме крови оказался в 2 раза ниже, к тому же не было выраженной ГЛП. В уровне ХС, ТГ и ХСЛПВП достоверных изменений не отмечено. Физико-химические и фармакопейные условия стабильности пищевых эмульсий из длинноцепочечных ЖК делают необходимым добавление в препараты длинноцепочечных ЖК стабилизатора в виде полиэтиленгликоля35. В препаратах из СЦ ЖК используют не только короткоцепочечные ТГ, ди- и моноголицериды [38]. Методом непрямой калориметрии показано, что применение в послеоперационном периоде эмульсии СЦ и длинноцепочечных ТГ, а также интралипида в дозе 1,0 и 1,5 г/кг вызывает (пропорциональное введенной дозе) увеличение в организме активности β-окисления [43]. Одновременно снижались частота гипогликемии [20], образование конкрементов в почках, клинические проявления кетоацидоза, а также степень понижения плотности костей [27]. Замена в пище длинноцепочечных ТГ на короткие заметно понижает стеатоз у крыс при спаивании им этанола. Через 24 дня употребления спирта при содержании в пище коротких ТГ концентрация последних в печени экспериментальных животных увеличивалась в 3 раза по сравнению в таковой у животных контрольной группы. На диете с длинноцепочечными ТГ стеатоз печени возрастал в 8 раз. В ТГ, накопление которых происходило в печени животных обеих указанных групп, этерифицировались только длинноцепочечные ЖК. Для выяснения механизмов формирования стеатоза авторы проследили параметры окисления in vivo экзогенных ЖК до [14С] СО2 при ведении крысам ХМ с включением в их ТГ [14С] пальмитиновой н-ЖК и [14C] октаноата (С8:0). При исследовании патологических срезов печени было установлено, что этанол угнетает в гепатоцитах окисление всех субстратов, причем окисление длинноцепочечных ЖК ингибируется в большей мере.

Способность СЦ ЖК к окислению значительно выше, чем к этерификации. Очевидно, это является причиной понижения стеатоза при замене длинноцепочечных ТГ на короткие [26]. По сути, in vivo формируются реципрокные отношения между биохимическими реакциями окисления ЖК и их этерификацией. Это различие наиболее выражено в отношении СЦ и длинноцепочечных ЖК. СЦ ЖК привлекают внимание как активная часть диеты, поскольку абсорбция их происходит иным путем, чем длинноцепочечных ЖК, как и перенос их к адипоцитам сальника и забрюшинной клетчатки не с лимфой, а с венозной кровью портальной системы. В последнее время в торговой сети появилось масло "Здоровая Рессета" (Нealthy Resetta), состоящее из коротких ТГ [6], таков же по составу коротких ТГ наливной маргарин Рама (Uniliver, Голландия) [35].

Сведения об авторе

Владимир Николаевич Титов - доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории клинической биохимии липопротеинов

Место работы: Институт клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ "Российский кардиологический научно-производственный комплекс" Минздрава России, Москва

Почтовый адрес: 121552, г. Москва, ул. 3-я Черепковская, д. 15а

Телефон: (499) 144-63-10

e-mail: vn_titov@mail.ru