Ácido araquidónico
Química
En estructura química, el ácido araquidónico es un ácido carboxílico con una cadena de 20 carbonos y cuatro enlaces dobles cis; el primer doble enlace está ubicado en el sexto carbono desde el extremo omega.
Algunas fuentes químicas definen el 'ácido araquidónico' para designar cualquiera de los ácidos eicosatetraenoicos. Sin embargo, casi todos los escritos en biología, medicina y nutrición limitan el término a todos los cis-5,8,11,14-ácido eicosatetraenoico.
Biología
El ácido araquidónico es un ácido graso poliinsaturado presente en los fosfolípidos (especialmente fosfatidiletanolamina, fosfatidilcolina y fosfatidilinosítidos) de las membranas de las células del cuerpo y abunda en el cerebro, los músculos y el hígado. El músculo esquelético es un sitio especialmente activo de retención de ácido araquidónico, que representa aproximadamente el 10-20% del contenido de ácidos grasos de fosfolípidos.
Además de participar en la señalización celular como segundo mensajero lipídico involucrado en la regulación de las enzimas de señalización, como las isoformas PLC-γ, PLC-δ y PKC-α, -β y -γ, el ácido araquidónico es un intermediario inflamatorio clave y también puede actuar como vasodilatador. (Tenga en cuenta las vías sintéticas separadas, como se describe en la sección a continuación).
Ácido graso condicionalmente esencial
El ácido araquidónico no es uno de los ácidos grasos esenciales. Sin embargo, se vuelve esencial si existe una deficiencia de ácido linoleico o si se produce una incapacidad para convertir el ácido linoleico en ácido araquidónico. Algunos mamíferos carecen de la capacidad o tienen una capacidad muy limitada para convertir el ácido linoleico en ácido araquidónico, lo que lo convierte en una parte esencial de sus dietas. Dado que el consumo de ácido linoleico no parece afectar los niveles de ácido araquidónico en plasma/suero o eritrocitos, no está claro si los seres humanos pueden convertir el ácido linoleico en ácido araquidónico. Dado que se encuentra poco o nada de ácido araquidónico en las plantas comunes, estos animales son carnívoros obligados; el gato es un ejemplo común de incapacidad para desaturar los ácidos grasos esenciales. Sin embargo, se ha derivado una fuente comercial de ácido araquidónico del hongo Mortierella alpina.
Biosíntesis y cascada en humanos
El ácido araquidónico se libera de los fosfolípidos por hidrólisis, catalizada por la fosfolipasa A2 (PLA2).
El ácido araquidónico con fines de señalización parece derivarse de la acción de la fosfolipasa A2 citosólica del grupo IVA (cPLA2, 85 kDa), mientras que el ácido araquidónico inflamatorio se genera por la acción de un compuesto de bajo peso molecular. - peso de PLA2 secretora (sPLA2, 14-18 kDa).
El ácido araquidónico es un precursor de una amplia gama de eicosanoides:
- Las enzimas cyclooxygenase-1 y -2 (i.e. prostaglandin G/H sinthase 1 y 2 {PTGS1 y PTGS2}) convierten ácido araquidonico a prostaglandina G2 y prostaglandina H2, que a su vez se puede convertir a varias prostaglandinas, a prostaciclina, a thromboxacarbono, y al metabolismo de 17
- El ácido 5-lipoxigenasa cataliza la oxidación del ácido araquidónico a 5-hidroperoxieicosato ácido intraenoico (5-HPETE), que a su vez se convierte en varios leucotrienos (es decir, leucotrieno B4, leucotrieno C4, leucotrieno D4, y leucotrieno E4
- Las enzimas 15-lipoxigenasa-1 (ALOX15 y 15-lipoxygenasa-2 (ALOX15B cataliza la oxidación de ácido araquidónico a ácido 15-hidroperoxieicosatotraenoico (15-HPETE), que puede ser convertido posteriormente a ácido 15-hidroxieicosatenoico (15-HETE) y enzima lipoxina
- La enzima 12-lipoxigenasa (ALOX12) cataliza la oxidación del ácido araquidónico a ácido 12-hidroperoxieicosatetraenoico (12-HPETE), que puede ser metabolizado a ácido 12-hidroxieicosatetraenoico (12-HETE) y a hepoxilinas.
- El ácido araquidonico es también un precursor de la anandamida.
- Algunos ácido araquidonico se convierten en ácidos hidroxieicosatetraenoicos (HETEs) y ácidos epoxieicosatrienoicos (EETs) por epoxigenasa.
La producción de estos derivados y sus acciones en el cuerpo se conocen colectivamente como la "cascada del ácido araquidónico"; consulte las interacciones de los ácidos grasos esenciales y los enlaces de enzimas y metabolitos que figuran en el párrafo anterior para obtener más detalles.
Activación PLA2
PLA2, a su vez, se activa cuando el ligando se une a los receptores, incluidos:
- Receptores 5-HT2
- mGLUR1
- bFGF receptor
- Receptor IFN-α
- Receptor IFN-γ
Además, cualquier agente que aumente el calcio intracelular puede provocar la activación de algunas formas de PLA2.
Activación del autómata
Alternativamente, el ácido araquidónico puede escindirse de los fosfolípidos después de que la fosfolipasa C (PLC) escinda el grupo trifosfato de inositol, produciendo diacilglicerol (DAG), que posteriormente es escindido por la lipasa DAG para producir ácido araquidónico.
Los receptores que activan esta vía incluyen:
- Receptor A1
- Receptor D2
- α-2 receptor adrenergico
- Receptor 5-HT1
PLC también puede ser activado por MAP quinasa. Los activadores de esta vía incluyen PDGF y FGF.
En el cuerpo
Crecimiento muscular
El ácido araquidónico promueve la reparación y el crecimiento del tejido muscular esquelético a través de la conversión a prostaglandina PGF2alfa durante y después del ejercicio físico. PGF2alpha promueve la síntesis de proteínas musculares mediante la señalización a través de la vía Akt/mTOR, similar a la leucina, el ácido β-hidroxi β-metilbutírico (HMB) y los ácidos fosfatídicos.
Cerebro
El ácido araquidónico es uno de los ácidos grasos más abundantes en el cerebro y está presente en cantidades similares al ácido docosahexaenoico (DHA). Los dos representan alrededor del 20% de su contenido de ácidos grasos. Al igual que el DHA, la salud neurológica depende de niveles suficientes de ácido araquidónico. Entre otras cosas, el ácido araquidónico ayuda a mantener la fluidez de la membrana celular del hipocampo. También ayuda a proteger el cerebro del estrés oxidativo al activar el receptor gamma activado por el proliferador de peroxisomas. AA también activa la sintaxina-3 (STX-3), una proteína involucrada en el crecimiento y reparación de las neuronas.
El ácido araquidónico también está involucrado en el desarrollo neurológico temprano. En un estudio, los bebés (18 meses) que recibieron ácido araquidónico suplementario durante 17 semanas demostraron mejoras significativas en la inteligencia, según lo medido por el Índice de Desarrollo Mental. Este efecto se potencia aún más con la suplementación simultánea de AA con DHA.
En adultos, el metabolismo alterado de AA puede contribuir a trastornos neuropsiquiátricos como la enfermedad de Alzheimer y el trastorno bipolar. Hay evidencia de alteraciones significativas en la conversión del ácido araquidónico a otras moléculas bioactivas (sobreexpresión o alteraciones en la cascada de enzimas AA) en estas condiciones.
Did you mean:Alzheimer 's disease
Las funciones biológicas del ácido araquidónico y sus metabolitos se han explorado en el contexto de varios trastornos neurodegenerativos, incluida la enfermedad de Alzheimer. Se ha sugerido la suplementación dietética de ácido araquidónico durante las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer, pero el potencial de beneficio aún no está claro.
Suplemento de musculación
El ácido araquidónico se comercializa como suplemento anabólico para el culturismo en una variedad de productos.
Ácido araquidónico dietético e inflamación
El aumento del consumo de ácido araquidónico no causará inflamación durante condiciones metabólicas normales a menos que se mezclen productos de peroxidación lipídica. El ácido araquidónico se metaboliza a eicosanoides proinflamatorios y antiinflamatorios durante y después de la respuesta inflamatoria, respectivamente. El ácido araquidónico también se metaboliza a eicosanoides inflamatorios y antiinflamatorios durante y después de la actividad física para promover el crecimiento. La inflamación crónica por toxinas exógenas y el ejercicio excesivo no debe confundirse con la inflamación aguda por el ejercicio y el descanso suficiente que requiere la respuesta inflamatoria para promover la reparación y el crecimiento de los microdesgarros de los tejidos. Sin embargo, la evidencia es mixta. Algunos estudios que administran entre 840 mg y 2000 mg por día a personas sanas durante un máximo de 50 días no han mostrado aumentos en la inflamación ni en las actividades metabólicas relacionadas. Otros muestran que el aumento de los niveles de ácido araquidónico en realidad está asociado con niveles reducidos de IL-6 e IL-1 proinflamatorias y un aumento del factor beta de necrosis tumoral antiinflamatorio. Esto puede resultar en una reducción de la inflamación sistémica.
El ácido araquidónico todavía juega un papel central en la inflamación relacionada con lesiones y muchos estados patológicos. La forma en que se metaboliza en el cuerpo dicta su actividad inflamatoria o antiinflamatoria. Las personas con dolores en las articulaciones o enfermedad inflamatoria activa pueden encontrar que un mayor consumo de ácido araquidónico exacerba los síntomas, presumiblemente porque se convierte más fácilmente en compuestos inflamatorios. Del mismo modo, no se recomienda un alto consumo de ácido araquidónico para personas con antecedentes de enfermedades inflamatorias o que tienen problemas de salud. Cabe señalar que, si bien la suplementación con AA no parece tener efectos proinflamatorios en personas sanas, puede contrarrestar los efectos antiinflamatorios de la suplementación con ácidos grasos omega-3.
Efectos en la salud de la suplementación con ácido araquidónico
La suplementación con ácido araquidónico en dosis diarias de 1000 a 1500 mg durante 50 días ha sido bien tolerada durante varios estudios clínicos, sin que se hayan informado efectos secundarios significativos. Todos los marcadores comunes de salud, incluida la función renal y hepática, los lípidos séricos, la inmunidad y la agregación plaquetaria parecen no verse afectados con este nivel y duración de uso. Además, las concentraciones más altas de AA en el tejido muscular pueden estar correlacionadas con una mejor sensibilidad a la insulina. La suplementación con ácido araquidónico de las dietas de adultos sanos parece no ofrecer toxicidad ni riesgo de seguridad significativo.
Si bien los estudios que analizan la suplementación con ácido araquidónico en sujetos sedentarios no han logrado encontrar cambios en los marcadores inflamatorios en reposo en dosis de hasta 1500 mg al día, los sujetos que realizan entrenamiento de fuerza pueden responder de manera diferente. Un estudio informó una reducción significativa en la inflamación en reposo (a través del marcador IL-6) en hombres jóvenes que suplementaron 1000 mg/día de ácido araquidónico durante 50 días en combinación con entrenamiento de resistencia. Esto sugiere que, en lugar de ser proinflamatorio, la suplementación de AA mientras se realiza un entrenamiento de resistencia en realidad puede mejorar la regulación de la inflamación sistémica.
Un metanálisis que buscaba asociaciones entre el riesgo de enfermedad cardíaca y los ácidos grasos individuales informó una reducción significativa del riesgo de enfermedad cardíaca con niveles más altos de EPA y DHA (grasas omega-3), así como del ácido araquidónico omega-6. Una asesoría científica de la American Heart Association también evaluó favorablemente el impacto en la salud de las grasas omega-6 en la dieta, incluido el ácido araquidónico. El grupo no recomienda limitar este ácido graso esencial. De hecho, el documento recomienda que las personas sigan una dieta que consista en al menos un 5-10 % de calorías provenientes de grasas omega-6, incluido el ácido araquidónico. Sugiere que el AA en la dieta no es un factor de riesgo para la enfermedad cardíaca y puede desempeñar un papel en el mantenimiento del metabolismo óptimo y la reducción del riesgo de enfermedad cardíaca. Por lo tanto, se recomienda mantener niveles suficientes de ingesta de ácidos grasos omega-3 y omega-6 para una salud óptima.
El ácido araquidónico no es cancerígeno y los estudios muestran que el nivel dietético no está asociado (ni positiva ni negativamente) con el riesgo de cáncer. Sin embargo, el AA sigue siendo parte integral del proceso inflamatorio y de crecimiento celular, que se ve alterado en muchos tipos de enfermedades, incluido el cáncer. Por lo tanto, se desconoce la seguridad de la suplementación con ácido araquidónico en pacientes con cáncer, estados inflamatorios u otras enfermedades, y no se recomienda la suplementación.