АЛІМЕНТАРНІ ЕФЕКТОРИ ЛІПІДНОГО ОБМІНУ

В. І. Смоляр, проф.

Національний університет харчових технологій, м. Київ

SUMMARY. The article devoted to influence of food effectors on the various aspects of lipid metabolism such as: process of lipoproteins oxidation, cholesterol levels in plasma and lipoproteins, process of fat acids b-oxidation in mytochondrias and cells membranes.

Інтенсивний розвиток ліпідології в другій половині XX ст., спричинений відкриттям хроматографії, сприяв розкриттю інтимних процесів метаболізму ліпідів в організмі, а також вивченню впливу різних факторів навколишнього середовища на ці процеси, зокрема, стану харчування. Доведено, що ліпіди їжі істотно впливають на вміст холестеролу та його ефірів в плазмі, на жирнокислотний склад нативних ліпідів, на фізичні властивості ліпідів клітинних мембран — одного з універсальних показників розвитку багатьох патологічних процесів [1—3]. Висловлена ще в 1950-х роках XX ст. думка про провідну роль ліпопротеїнів плазми в атерогенезі була багаторазово підтверджена результатами сучасних досліджень:
- розшифрована у 1973 році послідовність етапів взаємодії ліпопротеїнів з рецепторами клітин (нобелівські лауреати Браун і Гольдштейн), а також їхня молекулярна природа; первинна і вторинна структура основних аполіпопротеїнів (апоЛП), вивчені їх функції в процесах ліпідного обміну;
- обґрунтований взаємозв'язок змін процесів рецептор-опосередкованого шляху обміну ліпопротеїнів з патологічним порушенням їх спектра крові, що призводить до розвитку дисліпопротеїдемій [4, 5];
- висловлена думка, що метаболічні дефекти апоЛП відіграють істотну роль в розвитку захворювань, зв'язаних з порушенням ліпідного обміну [6].

Велике значення для розвитку ліпідології мала розробка класифікації ліпопротеїнів плазми крові за гідраційною щільністю, згідно з якою усі ліпопротеїни поділяють на п'ять класів: хіломікрони, ліпопротеїни дуже низької щільності (ЛПДНЩ), ліпопротеїни низької щільності (ЛПНЩ), ліпопротеїни високої щільності (ЛПВЩ) та ліпопротеїни дуже високої щільності (ЛПДВЩ). У 1978 році зроблена спроба класифікувати ліпопротеїни за вмістом у них білкових компонентів (апоЛП). Нині відомо вісім сімейств апоЛП. Доведена атерогенна роль ЛПНЩ і, навпаки, антиатерогенна — ЛПВЩ. Як найбагатші холестеролом ліпопротеїнові комплекси — ЛПНЩ здійснюють транспорт холестеролу до тканин і одночасно, маючи специфічні рецептори, контролюють внутрішньоклітинний вміст та обмін холестеролу. Доведено, що попередня упаковка серцевини ЛПНЩ визначає їх здатність до ліпідного обміну. Із збільшенням вмісту триацилгліцеролів у серцевині ЛПНЩ послаблюється їхня імунореактивність з моноклональними антитілами порівняно з аполіпопротеїном В (апоЛПВ). Причому селективно змінюється вираження конкретних епітонів апоЛПВ і знижується спорідненість взаємодії між ЛПНЩ і рецепторами ЛПНЩ у фібробластах [7].

Загально відомо, що в біомембранах та інших біологічних системах постійно відбувається процес перекисного окислення ліпідів (ПОЛ), спричинений контактом розчиненого в рідинах організму молекулярного кисню із легко окислюваними сполуками вуглецю [8—13], передусім, із ліпідами мембран. Ліпідна пероксидація у біомембранах — це високодеструктивний процес, при якому утворюються вільні радикали та значна кількість відносно стабільних метаболітів, відомих своєю токсичністю. В процесі ПОЛ вільні радикали ушкоджують субклітинні структури (нуклеїнові кислоти, білки, ліпіди, вуглеводи) [14, 15]. Дія вільних радикалів викликає декілька типів ушкоджень ДНК у ядерному хроматині: одно- та двониткові розриви ланцюгів, утворення поперекових зшивок білок-ДНК, окисні модифікації основ. Ушкодження молекул ДНК та білків у хроматині призводить до порушення його структури, викривлення процесів зчитування генетичної інформації і, зрештою, до загибелі клітин або мутагенезу та канцерогенезу [16, 17]. Однією з найважливіших негативних ефектів продуктів пероксидації вважається дія на проникність біомембран. Крім того, біологічна дія ліпідних пероксидів пов'язана з їх високою ефективністю як окислювачів, так із здатністю окремих продуктів ПОЛ (альдегідів та кетонів) утворювати ковалентні зв'язки з окремими групами білків. Виходячи з наведеного, пошук факторів, які регулюють процеси ПОЛ, відноситься до актуальних наукових проблем.

Окисна модифікація ліпопротеїнів

Останнім часом увага дослідників сконцентрована на одному важливому аспекті метаболізму ліпопротеїнів, який зв'язаний із можливістю модифікацій ліпопротеїнових часток різноманітними впливами, зокрема, харчовими [18, 19]. Модифікації ліпопротеїнів супроводжуються зміною їхнього складу і структури — блокуванням або демаскуванням функціональних груп аполіпопротеїнів, зміною фізичних параметрів фосфоліпідного шару або ядра, порушеннями білковоліпідних взаємодій, зміною поверхневого заряду та геометричних параметрів частки. Модифікація ліпопротеїнів, порушуючи ліпідний та білковий спектри, істотно впливає на особливості їхнього обміну (порушуються субстрактні характеристики по відношенню до ферментів, змінюється спорідненість до рецепторів), що може бути в ряді випадків причиною розвитку дисліпопротеїдемій.

За останнє 10-ліття роль ліпідів у процесах атерогенезу була переглянута в результаті двох важливих наукових напрямів досліджень. Перший з них — це відкриття ролі хімічно модифікованих окисленням ЛПНЩ у процесах атерогенезу [20]. Окислені ЛПНЩ набувають властивостей, які роблять їх потенційно більш атерогенними, ніж нативні ЛПНЩ. Вони активують процеси ПОЛ і генерують утворення дієнових кон'югатів. Виявлено тісний зв'язок між концентрацією холестеролу в ЛПНЩ та вмістом у них дієнових кон'югатів. Інтенсивність окислення ліпідів ЛПНЩ залежить також від початкового вмісту дієнових кон'югатів в ЛПНЩ. У тварин, стійких до спонтанного атеросклерозу (щурі, морські свинки), процес окислення ЛПНЩ характеризується тривалим лаг-періодом. Крім того, у цих тварин виявлено зменшений вміст дієнових кон'югатів та холестеролу в ЛПНЩ [21]. До властивостей окислених ЛПНЩ, які роблять їх більш атерогенними, відносяться хемотоксичність (до циркулюючих моноцитів), пізнавання фагоцитарних рецепторів макрофагів та здатність перетворювати макрофаги на ксантомні клітини; пригнічення рухливості тканинних макрофагів та цитотоксичність і здатність пошкоджувати клітини ендотелію та (або) гладеньких м'язів [22, 23].

Окисна модифікація ЛПНЩ може відбуватися за найбільш вірогідними механізмами:
- утворення та дія супероксидного аніон-радикала;
- утворення гідроперекисів (у результаті ПОЛ із наступним їх переносом до ЛПНЩ);
- утворення пероксинітрита (ONOO^-) в результаті взаємодії NO із супероксидом (O₂^-), який активно модифікує ЛПНЩ.

Зміни жирнокислотного складу ЛПНЩ можуть значно впливати на легкість, з якою вони піддаються окисленню [22]. Встановлено також, що оксид азоту (NO), що синтезується в клітинах ендотелію та макрофагах, при взаємодії із супероксидом (О₂^-) утворює пероксинітрит (ONOO^-), який ефективно модифікує ЛПНЩ. Одним із специфічних продуктів такої модифікації ЛПНЩ є 3-нітротирозин, вміст якого в атеросклеротичних ділянках аорти людей досягає 840±140 мкмоль/моль тирозину (у здорових людей — лише 9±7 мкмоль/моль/24). В свою чергу, окислені ЛПНЩ стимулюють утворення окису азоту клітинами ендотелію аорти [25].

Окисна модифікація ЛПНШ, яка виникає під впливом іонів Cu²⁺, відбувається в три фази: лаг-фази, в процесі якої ЛПНЩ втрачають свої антиоксиданти; фази розвитку ланцюга, протягом якої поліненасичені жирні кислоти ліпідів ЛПНЩ окислюються за ланцюговою реакцією з утворенням гідропероксидів ліпідів та фази розкладу, коли виникає фрагментація останніх з утворенням альдегідів та інших продуктів, здатних кон'югуватися із залишками амінокислот (напр., лізину), апоЛПВ, в результаті чого можуть утворюватися епітони, які слугують лігандами для фагоцитарного рецептора макрофагів. Отримані результати дають можливість вважати, що основні зміни функціональних властивостей ЛПНЩ виникають у фазі розкладу [26-28].

Окисна модифікація ЛПНЩ в присутності Cu²⁺ призводить до підвищення їхньої електронегативності (утворенню ЛПНЩ^-). Утворення ЛПНЩ^- в процесі Cu²⁺ — індукованого окислення ЛПНЩ зафіксовано в період лаг-фази, коли вміст кон'югованих дієнів залишається на низькому рівні. Після лаг-фази відбувається зростання кількості ЛПНЩ^-, швидке підвищення вмісту кон'югованих дієнів та поява більш електронегативної форми ЛПНЩ^- [29]. Встановлено, що холестеролсульфат — мінорний компонент клітинних мембран — діє як типовий прооксидант. Сульфатна група холестеролсульфату відіграє важливу роль у підвищенні чутливості ЛПНЩ до окисної модифікації [30].

Друге відкриття стосується чутливості реакцій обміну ліпідів до дії гормону підшлункової залози інсуліну. До цих реакцій відноситься й поглинання жировою тканиною багатих на жирні кислоти ліпопротеїнів після прийому їжі, що призводить до підвищення в крові концентрації дрібних, але щільних часток атерогенних ЛПНЩ. На цю аномалію ЛПНЩ, як вважають, впливають ліпіди їжі. Збільшення вживання n-3 ПНЖК сприяє зменшенню концентрації багатих на жири ліпопротеїнів та дрібних, але щільних ЛПНЩ після прийому їжі.

Вплив ліпідів їжі на окислення ліпопротеїнів

Ліпіди їжі значно впливають на окислення ліпопротеїнів низької щільності. Встановлено, що найвища швидкість Cu²⁺-індукованого окислення ЛПНЩ (шляхом реєстрації накопичення дієнових кон'югатів) спостерігалась у тварин, які одержували раціон із 15% соєвої олії, а найменша — при раціоні, який містив 13% кокосової олії та 2% кукурудзяної олії [31]. В дослідженнях in vitro доведено, що харчові раціони з високим вмістом лінолевої кислоти (18:2) сприяли утворенню ЛПНЩ, які були більш чутливі до окислення, ніж раціони, збагачені цис-мононенасиченими жирними кислотами. Тому останнім часом акцент в рекомендаціях з раціонального харчування з метою зменшення ризику серцево-судинних захворювань був зсунутий 1 з n-6 поліненасичених жирних кислот (типу лінолевої кислоти) на цис-мононенасичені жирні кислоти (типу олеїнової кислоти (18:1)). Але результати експериментальних досліджень, виконаних на тваринах, та клінічні спостереження на людях свідчать про зменшення ризику серцево-судинних захворювань, коли лінолева кислота (18:2) замінює насичені жирні кислоти, які не схильні до окислення.

Доведено також, що риб'ячий жир, який на відміну від інших тваринних жирів містить значну кількість n-3 ПНЖК, які накопичуються в рибі в результаті споживання нею фітопланктону та водоростей [32], зменшує швидкість синтезу триацилгліцеролів у ліпопротеїнах дуже низької щільності та збільшує швидкість їх катаболізму удвічі [33]. При цьому концентрація триацилгліцеролів у плазмі крові зменшується у 3 рази, а співвідношення холестерол/триацилгліцероли в ЛПДНЩ збільшується, що свідчить про появу більш дрібних часток ЛПДНЩ. Weber P.C. навіть вважає, що жирні кислоти (n-3)-ряда ліноленова, ейкозопентаєнова, докозогексаєнова є неначе антагоністами жирних кислот (n-6)-ряда (лінолева, арахідонова, докозопентаєнова) і здатні пригнічувати більшість проявів атерогенезу [34]. Результати епідеміологічних досліджень, виконаних у США, Японії та країнах Європи, свідчать про чітку кореляцію між поширеністю серцево-судинних захворювань та співвідношенням жирних кислот (n-6):(n-3) у риб'ячому жирі. Podet E.J. та ін. вважають, що ЛПВЩ та ЛПНЩ є конкурентними інгібіторами зв'язування ЛПНЩ із еластином серцевих судин [35]. Згідно із результатами досліджень Л.Ф. Лаврушенко [36], за індексом атерогенності, рівнем процесів ПОЛ і жирно- кислотною формулою оптимальним слід вважати середньожировий раціон із співвідношенням тваринного жиру та олії як 2:1. Згідно із рекомендаціями ВООЗ, вміст жиру в раціонах не повинен перевищувати 30% загальної їх енергетичної цінності, причому 10% повинні складати мононенасичені жири, 10% — поліненасичені і 10% — насичені. Разом із тим таке співвідношення моно-, поліненасичених і насичених жирних кислот може бути прийнятне лише для країн Середземномор'я, де споживають в основному оливкову олію, яка містить до 80% мононенасиченої олеїнової кислоти.

Нами разом із Н.В. Давиденко та І.П. Смирновою [37] показано, що впровадження протягом одного року рекомендацій з аліментарної профілактики ІХС на групі жителів м. Києва сприяло зниженню вмісту ЛПНЩ і підвищенню ЛПВЩ, зниженню коефіцієнта атерогенності у 1,7 раза. Доведено, що вміст ЛПНЩ в плазмі крові при споживанні раціонів, збагачених ліпідами, збільшується. В той час як їх вміст у плазмі крові при вживанні низькожирових раціонів із значною кількістю ненасичених жирних кислот зменшується [38]. Вміст ліпідів в їжі впливає на рецепторопосередкований катаболізм ЛПНЩ у печінці [39]. Крім ліпідів їжі, численні фактори впливають на окислення ЛПНЩ [39]. Цинк в умовах in vitro гальмує окислення ЛПНЩ, що свідчить про його вплив на радикальні процеси. Помірний дефіцит цинку у щурів призводить до утворення ЛПНЩ та ЛПДНЩ з високою чутливістю до Cu-індукованого окислення. Для таких препаратів ЛПНЩ характерна коротка лаг-фаза та висока швидкість продовження ланцюга окисного процесу [40]. До факторів, які каталізують окислення ліпідів ЛПНЩ та ковалентну зшивку його білка апоЛПВ, відноситься гемоглобін [41]. Доведено, що антоціани, каротиноіди — бета-каротин, кантаксантин, зеаксантин також виступають як антиоксиданти по відношенню до ЛПНЩ у людини і тварин [42]. Істотне гальмування Cu²⁺ — опосередкованої окисної модифікації ЛПНЩ викликають поліфеноли чаю [42]. Кофермент Q₁₀ захищає фракції ЛПНЩ від окислення [43]. Доцільно зауважити, що більшість видів олій містить значну кількість токоферолів — антиоксидантів, які можуть протидіяти можливій прооксидантній дії інших факторів, зокрема лінолевої кислоти. Результати нещодавно виконаних епідеміологічних досліджень і досліди на тваринах дали змогу встановити, що прийом великої кількості вітаміну Е дійсно може знизити ризик серцево-судинних захворювань [44]. Фенольні сполуки червоних вин мають виразну здатність гальмувати окислення ЛПНЩ порівняно з білими винами [45]. Ліпопротеїни яєчних жовтків мають антиоксидантну активність, що очевидно пов'язано з присутністю лецитинів. Ліпідна фракція ЛПВЩ також має антиоксидантну активність і здатність посилювати антиоксидантну активність апо-ЛПВЩ [46]. Залежно від віку аскорбінова кислота має здатність збільшувати або зменшувати ступінь модифікації ЛПНЩ макрофагами [47]. Кисла рН дає можливість мідьвмісному білку церулоплазміну каталізувати модифікацію ЛПНЩ [48]. Тіоли індукують окислення ЛПНЩ як безпосередньо шляхом взаємодії тіолових радикалів з ліпідами, так і через проміжне утворення супероксидних радикалів [49]. Вважають, що вітамін С — сильний антиоксидант і тому може захищати ЛПНЩ від окислення в процесі метаболізму. До числа визначних відкриттів останніх років можна віднести той факт, що сполуки — донори оксидів азоту пригнічують токсичність окислених ЛПНЩ для ендотеліальних клітин [50]. Показано, що ЛПВЩ не тільки впливають на рівень холестеролу в ЛПВЩ в плазмі, адгезію тромбоцитів та артеріальну гіпертонію, але й самі по собі виступають як антиоксидант [51]. Основний білковий компонент ЛПВЩ — це аполіпопротеїни апоА-1 та високий рівень апоЛПВ свідчать про підвищений ризик захворювання коронарної артерії [52]. Разом з тим А.Д. Снідерман та Дж. Сілберг [53] висловлюють сумнів від користі визначення апоЛПВ як допоміжного клінічного показника ризику при коронарній хворобі серця до з'ясування питань про те, які конкретно аполіпопротеїни групи В спряженні із гіпертригліцеридемією, з яких класів ліпопротеїнів вони походять, яку відіграють роль у харчовому та фармакологічному лікуванні підвищеного вмісту апоЛПВ. Нещодавно встановлено, що a-токоферол — один із основних антиоксидантів, але після взаємодії із пероксильними радикалами або із Cu²⁺ a-токоферол перетворюється на a-токофероксильний радикал, який може ініціювати процеси ПОЛ [54].

Останнім часом визнано, що окислені ЛПНЩ — головні носії холестеролу в кровотоці — приймають участь у розвитку атеросклерозу. Окислена різновидність часток ЛПНЩ в пошкоджених стінках артерій (але не в плазмі крові) призводить до структурних змін, які можуть сприяти виникненню і розвитку атеросклерозу [55]. Цей перший крок окислення стримується високою концентрацією в плазмі крові антиоксидантів, зокрема токоферолів. Важливим відкриттям є те, що окисленні частки ЛПНЩ вже не розпізнаються нормальними рецепторами ЛПНЩ на поверхні більшості клітин в усьому організмі. Їх зв'язують фагоцитарні рецептори макрофагів, які їх згодом й поглинають. Макрофаги навантажуються ліпідним матеріалом, головним чином холестеролом та складними ефірами холестеролу і утворюють пінисті клітини. Пінисті клітини затримуються у пошкодженій оболонці стінок артерій і створюють атеросклеротичні жирові смужки [56, 57].

Вплив вищих жирних кислот на рівень холестеролу в плазмі та ліпопротеїнах

Згідно із домінуючою думкою, ліпіди, багаті на лінолеву кислоту, забезпечують склад ліпопротеїнів, найбільш сприятливий для зниження ризику коронарної хвороби серця: вони одночасно знижують ЛПНЩ і підвищують ЛПВЩ [58]. Раціони з високим рівнем мононенасиченої олеїнової кислоти (оливкова олія) викликають зниження рівня холестеролу в плазмі крові та холестеролу в ЛПНЩ та в ЛПВЩ порівняно з раціоном, який містить мало олеїнової кислоти та високий рівень лінолевої кислоти [59, 60]. Але різниця між впливом лінолевої (18:2) та олеїнової (18:1) кислот невелика. Ліпіди, багаті на насичені жирні кислоти, несприятливі з точки зору ризику, тому що вони підвищують рівень холестеролу в ЛПНЩ (табл. 1).

Останнім часом стверджується, що стеаринова кислота (18:0) "нейтральна" для рівня загального холестеролу в плазмі та холестеролу в ЛПНЩ порівняно з вуглеводами, тоді як лауринова (12:0), міристинова (14:0) і пальмітинова (16:0) — це жирні кислоти, які визначають вплив насичених жирів на підвищення рівня холестеролу. Ці три жирні кислоти становлять 70% усього вмісту жирних кислот у харчовому раціоні в процесі досліджень обміну речовин, і вони являють собою основну частину усіх насичених жирних кислот у більшості реальних харчових раціонах країн Європи [61]. Окремі дослідники вважають, що пальмітинова кислота (16:0) з пальмової олії не підвищує загальний рівень холестеролу в плазмі та рівень холестеролу в ЛПНЩ, але в більшості досліджень в добре контрольованих умовах жири, багаті на пальмітинову кислоту, явно підвищують рівень холестеролу в ЛПНЩ [61]. Міристинова кислота підвищує вміст холестеролу більше, ніж лауринова і пальмітинова кислоти, але з практичних міркувань ці три вищі жирні кислоти, які підвищують рівень холестеролу, зручніше об'єднати в одну групу. Хоча стеаринова кислота не підвищує вміст загального холестеролу та холестеролу в ЛПНЩ, є окремі дані, згідно з якими вона може знижувати вміст ЛПВЩ і тому може бути не такою сприятливою для профілю ліпопротеїнів, як олеїнова і лінолева кислоти.

Вплив транс-ізомерів жирних кислот на обмін ліпідів

Останнім часом у науковій літературі широко дискутується питання про можливий негативний вплив транс-ізомерів жирних кислот на обмін ліпідів, що пов'язано із значним збільшенням вживання цих геометричних ізомерів ненасичених жирних кислот [62—64]. Наші дані свідчать про те, що негідрована олія містить транс-ізомерів жирних кислот не більше 1%, вершкове масло — 4—7%, маргарини, до складу яких входять гідровані жири, — 24—29% [65]. Жир, який протягом 24 годин використовують для смаження кулінарних продуктів, може містити максимальну кількість (до 33%) транс-ізомерів жирних кислот [66]. Як альтернативу гідруванню за рубежем останнім часом широко використовують переетерифікацію, особливо часто при виготовленні основ для маргаринів та шротенінгів. Одним із напрямків зменшення вживання транс-ізомерів жирних кислот є використання ліпідів із високим вмістом олеїнової кислоти (оливкова олія — до 80% олеїнової кислоти, олія "Канола" — до 62%). Доведено, що транс-ізомери жирних кислот можуть накопичуватися й в материнському молоці. Так, відомо, що вміст транс-ізомерів жирних кислот у молоці жінок Канади коливається від 0,1 до 17,5% від загальної кількості жирних кислот, причому 25% зразків молока містять більше 10% транс-ізомерів [67]. Основне джерело транс-ізомерів у материнському молоці — це частково гідрована олія [68]. Як відомо, фізіологічними є цис-форми ненасичених жирних кислот, а не транс-форми. Сучасними дослідженнями виявлені значні відмінності у швидкості включення в мембрани цис- і транс-ізомерів ненасичених жирних кислот. Чим більше спеціалізовані мембранні структури клітин, тим менша доля транс-ізомерів у них включається. Вважають, що транс-ізомери негативно впливають на обмін лінолевої кислоти та підвищують рівень холестеролу в плазмі крові [69], а, отже, на розвиток атерогенезу.

Основні шляхи перетворення ізомерів лінолевої кислоти — це елонгація і десатурація. Відомо чотири групи десатураз, які каналізують дегідрування жирних кислот у _D4, _D5, _D6 або _D9-му положеннях вуглецевого ланцюга. Десатурацію насичених жирних кислот здійснюють _D9 — десатурази, а моно- та поліненасичених жирних кислот — усі інші [70]. Положення транс-подвійного зв'язку істотно впливає на характер обміну жирних кислот. Так, показано, що швидкість перетворення цис, -транс (18:2) та цис-, цис-(18:2) була однаковою і у 5 разів перевищувала швидкість перетворення транс, -цис-(18:2). У зв'язку з цим остання жирна кислота накопичується в ліпідах тканин в значно більшій мірі, ніж цис-, транс та цис, цис-похідні [71]. Промислова гідрогенізація олій супроводжується перетворенням поліненасичених жирних кислот у насичені і мононенасичені. Серед них переважають стеаринова (16:0), олеінова (18:1), елаідинова транс-(18:1). Недавно з'ясовано, що транс-мононенасичені жирні кислоти, як і насичені жирні кислоти середньої довжини (С₁₂—С₁₆), сприяють накопиченню холестеролу в ЛПНЩ плазми крові і знижують вміст ЛПВЩ [72]. Оскільки в багатьох країнах останнім часом збільшується вживання твердих гідрованих жирів (маргарини), необхідно враховувати наявність в їжі транс-мононенасичених жирних кислот, особливо елаїдинової [73, 74]. Отже, гідрування жирів необхідно здійснювати за умов, що виключають можливість утворення транс-ізомерів. За рубежем виробляють так звані м'які маргарини, які не містять гідрованих жирів.

Дослідження De Schyver R. та Privett O.S. показали, що введення концентрата етилових ефірів жирних кислот у транс-формі, які містять 52% транс, транс (18:2), сприяло зменшенню утилізації метаболізованої енергії, зниженню рівня синтезу АТР в мітохондріях [75]. Включення транс-транс (18:2) сприяє зменшенню окисної функції мітохондрій та зменшенню енергетичної ефективності. Введення 1 або 2,5% транс, транс (18:2) у раціон негативно впливає на утилізацію енергії навіть при наявності високої концентрації лінолеату. В інших дослідженнях [76] показано, що включення в харчовий раціон транс 18:1 — ізомерів жирних кислот сприяє зниженню рівня (20:4) n-6 в фосфоліпідах мітохондрій і мікросом печінки і серця. Згідно із даними Cho Lee S.H. та ін., транс-ізомери жирних кислот можуть впливати на швидкість окислення субстратів у мітохондріях серцевого м'язу, на синтез триацилгліцеролів та властивості ліпідної фази клітинних мембран [77]. Але ще не з'ясовано, чи можуть вказані ефекти впливати на розвиток захворювань серця.

Показано, що в результаті окислення олій утворюється певна кількість дієнових кон'югатів. Вони виникають в результаті розподілу вільної валентності, що виникає внаслідок відщеплення атома водню від метиленових груп жирних кислот. Кон'юговані дієни відрізняються високою активністю й з великою швидкістю, приєднуючи атоми водню, перетворюються на позиційні ізомери жирних кислот, які за функціональними властивостями не можуть замінювати природні цис-форми. Наші дані свідчать про те, що значну кількість дієнових кон'югатів містять гідровані жири (біля 2 моль/кг), а також маргарини.

Крім підвищення рівня холестеролу в ЛПНЩ та зниження холестеролу в ЛПВЩ, негативний вплив транс-ізомерів ненасичених жирних кислот виражається також у підвищенні рівня ліпопротеіну (а) — ще одного типу ліпопротеїнів у крові, який зв'язаний із розвитком атеросклерозу і який утворює бляшки на стінках аорти та артерій [78, 79]. Стеаринова кислота (18:0) теж викликає значне збільшення вмісту ліпопротеїну (а); в той час як пальмітинова (16:0) і міристинова (14:0) кислоти на вміст ліпопротеїну (а) в плазмі крові не впливають. Вважають, що жири з високим вмістом вуглецю (18:0) можуть впливати на концентрацію ліпопротеїну (а) якимсь іншим, відмінним від С₁₆ та С₁₄ способом [80].

Доведено, що більшість людей вживає не більше кількох грамів транс-ізомерів жирних кислот. Тому загальний їх вплив на ризик коронарної хвороби серця може бути менш важливим, ніж вплив насичених жирних кислот, які вживають в значно більшій кількості. Загалом вважається, що заміна твердих жирів, багатих на насичені жирні кислоти і транс-ізомери жирних кислот, на олії, багаті на олеїнову або лінолеву кислоти, поліпшує профіль ліпопротеїнів у відношенні ризику коронарної хвороби серця. Отже, альтернативним варіантом стратегії поліпшеення профілів ліпопротеїнів у крові і зниження ризику коронарної хвороби серця є зміна складу жирних кислот у жирових продуктах масового споживання.

Вплив ліпідів їжі на процес b-окислення жирних кислот в мітохондріях

Останнім часом численні дослідження присвячені спробам визначення впливу ліпідів їжі на процеси b-окислення жирних кислот. Процес b-окислення супроводжується накопиченням значної кількості інтермедіатів із довжиною ланцюга 8-16 вуглецевих атомів. Виявлений спеціальний ацил-зв'язуючий білок у мітохондріях, який зв'язує жирні кислоти. Він впливає на процес окислення жирних кислот, про що свідчить його участь в переносі ацилкарнітину через внутрішню мембрану [81]. Окремі дослідження присвячені визначенню впливу ліпідів їжі на процеси b-окислення жирних кислот у тканині серця. Результати цих робіт свідчать, що окремі жирні кислоти, що надходять із їжею, сприяють порушенню складу жирних кислот мітохондріальних мембран та b-окислення жирних кислот у серцевому м'язі [82]. Доведено, що похідні жирних кислот, в яких 4-й вуглецевий атом замінений на атом сірки, є потужним інгібітором процесу b-окислення жирних кислот у мітохондріях та пероксисомах печінки. Місцем гальмуючої дії цих похідних є ацил-СоА-дегідрогенази в мітохондріях та ацил-СоА-оксидаза в пероксисомах [83]. Доказана наявність структурнофункціональних взаємозв'язків між системою b-окислення жирних кислот та системою переносу електронів у дихальному ланцюзі. Так, показано, що швидкість окислення кротоніл-СоА та 3-оксибутирил-СоА в м'якопошкоджених мітохондріях печінки щурів, що досягається обробкою ультразвуком протягом 15 сек, 50 ватт, у 7 разів перевищує швидкість цих процесів у повністю зруйнованих мітохондріях, що досягається за достатньо менших концентрацій НАД⁺ порівняно з повністю зруйнованими мітохондріями [83].

У гепатоцитах щурів виявлена система w-окислення коротких моно-карбонових кислот (С₁₀—С₁₂), активність якої досягає 15% від активності системи b-окислення жирних кислот. Причому окислення лауринової та деканової кислот не супроводжується скороченням ланцюга; головними продуктами їх окислення є відповідні дикарбонові та w-гідроксильовані монокарбонові кислоти. Міристинова кислота піддається скороченню ланцюга, а більш довгі кислоти (С₁₆—С₁₈) практично не піддаються w-окисленню [84].

Вплив ліпідів їжі на мембрани клітин

Для функції клітинних мембран істотне значення має оновлення їх ліпідного компонента. Доведено, що склад, фізичні властивості, ступінь оновлення біомембран у значній мірі залежить від надходження ненасичених і насичених жирних кислот. Адже мембрани клітин моделюють активність мембранозв'язаних ферментів таких як ацил-СоА-десатурази, сукцинат-цитохром С-редуктази, Ф, Фо-АТР-ази. Встановлено, що харчовий раціон із перевантаженням ненасичених жирних кислот впливає на ступінь ненасиченості мембранних фосфоліпідів порівняно з дією насичених жирних кислот [85]. Поліненасичені ацили ланцюгів мембранних ліпідів особливо чутливі до ініціації вільнорадикального окислення, що приводить до утворення пероксидів. Ці процеси знаходяться під впливом ліпідів їжі. Особливого значення надають мононенасиченим жирним кислотам [86]. Показано, що мононенасичена олеїнова кислота, а її найбільше містить оливкова олія (до 80%), впливає на рідинність клітинних мембран, активність ферменту цитохромоксидази та вміст коензиму Q в мітохондріях печінки щурів, зменшує пероксидацію [87], що може бути наслідком ступеня ненасиченості фосфоліпідів мембран. З іншого боку, олеїнова кислота не викликає утворення пероксидів у ліпідах клітинних мембран, а також не викликає утворення ланцюгових реакцій, оскільки вони потребують присутності жирних кислот з двома або більшою кількістю ненасичених (подвійних) зв'язків.

Підсумовуючи вищевикладене, необхідно зауважити, що значно меншу увагу дослідники приділяють іншим важливим аспектам біохімії ліпідів, зокрема впливу ліпідів їжі на процес тромбоутворення, що пояснюється головним чином значними складнощами вивчення цього процесу. Разом із тим результати кількох досліджень, виконаних in vitro, дають змогу припустити, що ненасичені жирні кислоти сприяють процесу тромбоутворення в меншій мірі, ніж насичені, але доказів для абсолютної впевненості ще замало.

Література
1. Кучеренко Н.Е., Васильев А.Н. Липиды. —К. : Наукова думка, 1985.
2. Губский Ю.И., Левицкий Е.Л., Примак Р. Т. // Украінський біохімічний журнал. —1994. —63, №2. —С. 83—89.
3. Bihain B.E., Yen F.T., Gleeson A.M. //Arteriosclerosis. —1989. —9, №5. —C. 727a.
4. Brown M.S., Goldstein J.Z. // Nat. Cancer Inst. Monogr. —1982. —60. —P. 3—6.
5. Формазюк В. Е., Деев А. И., Владимиров Ю. А. // Успехи биол. химии. —1985. —26. —C. 144—188.
6. Холодова Ю.Д., Чаяло П.П. // Липопротеины. —К.: Наукова думка, 1990. —208 с.
7. Kinoshita M., Krul E., Schonfeld Y. // J. Lipid Res. —1990. —SL ,№4. —P. 701—708.
8. Slater T.F. // Biochem. J. —1984. —222, №1. —P. 1—15.
9. Обухова Л.К. Свободнорадикальные механизмы старения в биол. эволюции // ВИНИТИ: Общие проблемы физикохимич. биол. —1987. —№8. —C. 5—12.
10. Абрамова Ж.И., Оксегендлер Г.И. Человек и противоокислительные вещества. —Л.: Наука, 1985. —230 с.
11. Владимиров В.Г., Красильников И.И., Арапов О.В. Радиопротекторы: структура и функции. —К.: Наук. думка, 1989. —264 с.
12. Барабой В.А., Брехман И.И., Голотин В.Г., Кудряшов Ю.В. Перекисное окисление и стрес. —С.-Пб: Наука, 1992. —148 с.
13. Іванюта Л.І., Дубчак А.Е., Тищенко В.К. // Український біохім. журнал. —1997. —№2. —С. 132—135.
14. Губский Ю.И., Левицкий Е.Л., Гольдштейн Н.Б. и др. // Доклады АН УССР. —1989. — №2. —C. 70—72.
15. Bruckdorfer K.R. // Current Opinion in Lipidology. —1990. —1. —P. 529—535.
16. Левицький Б.Л., Губський Ю.І. // Укр. біохім. журнал. —1994. —66, №4. —С. 18—30.
17. Губский Ю.И. // Биохимия животных и человека. —К.: Наукова думка, 1978. —№2. —С. 72—84.
18. Ashwell M. Diet and heart disease/ London: Brit. Nutr. Foundation. —1993.
19. Katan M.B., Lock P.L., Mensink R.P. // Amer. J. Clin. Nutr. —1995. —№6, suppl. —P. 1368—1373.
20. Galle J., Bassenge E., Busse R. // Arteriosclerosis. —1989. —№5. —P. 734.
21. Mosinger B.J. // Biochem. et Biophys. acta. Mol. Basis Disease. —1995. —1270, №1. —P. 73—80.
22. Steinberg D. // Free Radic. Biol. a. Med. —1990. —№1, suppl. —P. 65.
23. Esterbauer H., Waeg Y., Puhl H. // Free Radic. Biol. and Med. —1990. —1, suppl. —P. 65.
24. Leewenburg Ch., Handy M.M., Hazen S.L. // j. Biol. Chem. —1997. — 272, №3. —P. 1433—1436.
25. Fries D.M., Penha R.Y., D'Amico E.A. // Biochem. And Biophys. Res. Commun. —1995. —207, №1. —P. 231—237.
26. Wang J.M., Chow S.N., Lin J.K. // FEBS Lett. —1994. —342, №2. —P. 171—175.
27. Griffin B.A., Lampeas A. // Nutrivition Res. Reviews. —1995. —8. —P. 1—26.
28. Proudfoot J.M., Croft R.D., Puddey I.B. // Free Radic Biol. And Med. —1997. —23, №5. —P. 720—728.
29. Chang Y.H., Abdalla D., Seranian A. // Free Radic Biol. and Med. —1997. —23, №2. —P. 202—214.
30. Blache D., Rodrigues C., Davignon J. // FEBS Lett. —1995. —362, №2. —P. 197—200.
31. Yap S.C., Choo Y.M., Hew N.F. // Lipids. —1995. —30, №12. —P. 1145—1150.
32. Bakey M.E., Yotto A.M., Scott L.W. // The living Heart Diet. —N-Y. —1984. —P. 1—27.
33. Harris W.S., Connor W.E., Wingworth D. // J. Lipid Res. —1990. —31, №9. —P. 1549—1558.
34. Weber P.C. // Biochem. Soc. Trans. —1990. —18, №6. —P. 1045—1049.
35. Podet E.J., Shafter D.K., Yianturco S.H. // Arteriosclerosic. 1989. —9, №5. —P. 693a.
36. Лаврушенко Л.Ф. Окисні процеси в мітохондріях під впливом ксенобіотиків та їх аліментарна корекція: Автореф. докт. дис... К., 1998. —32 с.
37. Смоляр В.И., Давиденко Н.В., Смирнова Е.П. // Гигиена и санитария. —1986. —№4. —С. 8—12.
38. Chanussot F., Esnault-Dupug Ch., Martigne M. // Ann. Nutr. Metab. —1988. —32. —P. 271—281.
39. Griffin B.A., Gaffney D. // Biochem. Soc. Trans. —1990. —18, №6. —P. 1072—1074.
40. Di Silvestro R.A., Blostein A., Tujii A. // Free Radic Biol. and Med. —1997. —22, №1. —P. 739—742.
41. Miller Y.I., Altamentova S., Sharlai N. // Biochemistry. —1997. —36, №40. —P. 12189—12198.
42. Satue-Gracia M.T., Heinonen M., Frank E. N. // J. Agr. and Food Chem. —1997. —45, №9. —P. 3362—3367.
43. Alleva P., Tomasetti M., Bottino M. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. —1995. —92, №20. —P. 9388—9391.
44. Landseth L. Oxidants, antioxidants and disease prevention. ILSI Press. Brussells and Wash. —1995.
45. Carpenter K.I.H., Vander Veen C., Hird R. // FEBS Lett. —1997. —401, №2-3. —P. 262—266.
46. Yamamoto Y., Omori M., Biosci A. // Biotechnol and Biochem. —1994. —58, №9. —P. 1711—1713.
47. Stait D.J., Leake D.S. // FEBS Lett. —1994. —341, №2. —P. 163—166.
48. Lamb D.J., Leake D.S. // FEBS Lett. —1994. — 338, №2. —P. 122—126.
49. Wood J.L., Graham A. // FEBS Lett. —1995. —366, №1. —P. 75—80.
50. Struck A.T., Hoda N., Thomas J.P. // FEBS Lett. —1995. —361, №2-3. —P. 291—294.
51. Ames B.N., Shigenaga M.K., Hagen. M. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. —1993. —90. —P. 7915—7922.
52. Delaney C. A. // Med. Lab. Sci. —1989. —46, №1, Suppl. —P. 20.
53. Sniderman A.D., Silberg J. // Arteriosclerosis. —1990. —10, №5. —P. 665—667.
54. Iwagsuki M., Niki E., Stone D. // FEBS Lett. —1995. —360, №3. —P. 271—276.
55. Steinberg D., Parthasarathy S., Carew T.E. // New England j. of Med. —1989. —320. —P. 915—924.
56. Muno M. // Vitamins. —1994. —68, №11. —P. 641—645.
57. Hoff H.F., Lyromski N., Armstrong D. // j. Lipid Res. —1993. —34, №11. —P. 1919—1929.
58. Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Липопротеиды, дислипопротеидемии и атеросклероз. —Л.: Медицина. —1984. —168 с.
59. Katan M.B., Lock P.L., Mensink R.P. // Amer. j. Clin. Nutr. —1995. —№61, suppl. —P. 1368—1373.
60. Griffin B.A., Lampelas A. // Nutr. Res. Reviews. —1995. —8, №1. —P. 26.
61. Gurr M.T. // Amer. j. Clin. Nutr. —1995, 61, suppl. —P. 1687—1698.
62. Grundy S.M. // New Engl. j. Med. — 1990. —323, №7. —P. 480—481.
63. Kummerov F.A. //Dietary Fats and Health. Pap. Conf. Chicago. —1983. —11. —P. 391—402.
64. Turnbull D.M. // Biochem. Soc. Trans. —1988. —16, №3. —P. 424—427.
65. Boatella J., Rafacas M., Codony R. // Europ. j. of Clin. Nutr. —1993. —47, suppl. 1. —P. 62—65.
66. Truswell A.S. Dietary fat-some aspects of nutrition and health and product development /Brussels and Wash. YLSI Europe. —1995.
67. Gurr M.I. // Progress in Lipid Research. —1992. —31. —P. 195—243.
68. Chen Z.Y., Pellatier Y., Hollywood R. // Lipids. —1995. —30, №1. —P. 15—21.
69. Ashwell M. Diet and heart disease / London: Brit. Nutr. Foundation. —1993.
70. Brenner R.R. //Biochem. Soc. Trans. —1990. —18, №5. —P. 773—775.
71. Beyers E.C., Emken E.A. // Biochem. et Biophys. Acta. Lipids and Lipid Metab. —1991. —1082, №3. —P. 275—284.
72. Masana L., Camprubi M., Sarda P. // Amer. j. Clin. Nutr. —1991. —53, №4. —P. 886—889.
73. Смоляр В.И. Рациональное питание. —К.: Наукова думка, 1991. —367 с.
74. De Alaniz M.J.T., De Gomez L.D. // Mol. And Cell Biochem. —1990. —93, №1. —P. 77—85.
75. De Schyver R., Privett O.S. // J. Nutr. —1984. —114, №7. —P. 1183—1191.
76. Al-Athari A.K., Watkins B.A. // Nutr. Res. — 1989. —9, №10. —P. 1119—1129.
77. Cho Lee S.-H., Clanilinin M.T. // J. Nutrition. — 1986. —116, №11. —P. 2096—2105.
78. Loscalzo J. // Arteriosclerosis. —1990. —10, №5. —P. 672—679.
79. Lawn R.M., Boonmark N.W., Schwartz K. // J. Biol. Chem. —1995. —270, №41. —P. 24004—24009.
80. Thoelstrup T., Marckman P., Vessby B. // J. Lipid Res. —1995. —36, №7. —P. 1447—1452.
81. Medini L., Colli S., Tremoli E. // Proc. NATO Adv. Res. Workshop, Belgirate-N-Y, London. —1989. —P. 425.
82. Hovic R., Osmudsen H., Berge R. // Biochem. j. —1990. —270, №1. —P. 167—173.
83. Sumegi B., Porpaczy L., Alkonyi I. // Biochim. et Biophys. acta Lipids and Lipid Metab. —1991. —1081, №2. —P. 121—128.
84. Christensen E., Yronn M., Hagve T.A. // Biochim et Biophys. acta Lipids and Lipid. Metab. —1991. —1081, №2. —P. 167—173.
85. Helsing E. // European j. of Clin. Nutr. —1993. —47, suppl. 1. —P. 25—34.
86. Fidanza F. // Proc. Nutr. Soc. —1991. —50, №3. —P. 519—526.
87. Huertas J.R., Battino M., Lenaz F.J. // FEBS Lett. —1991. —89. —P. 92.