СТАНОВЛЕНИЕ В ФИЛОГЕНЕЗЕ ТРЁХ ПУЛОВ КЛЕТОК С ВЫРАЖЕННО РАЗНЫМ ПОГЛОЩЕНИЕМ И МЕТАБОЛИЗМОМ ЖИРНЫХ КИСЛОТ. ИНСУЛИН И СРЕДНЕЦЕПОЧЕЧНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

Аннотация

Соматические клетки на ранних ступенях филогенеза реализовали метаболизм длинноцепочечных жирных кислот (ЖК), в первую очередь пальмитиновой насыщенной ЖК. Она доминировала в построении бислойной мембраны клеток и как субстрат для окисления в митохондриях при наработке энергии. Позднее полиеновые ЖК включились в построение клеточной мембраны, мембран внутриклеточных органелл и стали субстратом для синтеза биологически активных эйкозаноидов. На более поздних ступенях филогенеза активированы метаболизм среднецепочечных ЖК и образование кетоновых тел как субстрата, который доступен для окисления митохондриями формируемых клеток нервной ткани при отсутствии глюкозы. На поздних ступенях филогенеза инсулин инициировал: а) превращение плотоядных предков вида Homo sapiens в океане в травоядный вид при жизни на суше; б) становление биологической функции локомоции и в) доминирование олеинового варианта метаболизма длинноцепочечных ЖК с более высокими кинетическими параметрами окисления. Метаболиты среднецепочечных ЖК стали гуморальными медиаторами метаболизма ЖК и формирования механизмов обратной связи в биологической функции трофологии и когнитивной биологической функции. Формирование при действии инсулина олеинового варианта метаболизма ЖК привело к совершенствованию обеспечения клеток энергией и высоким кинетическим параметрам многих видов травоядных млекопитающих, в том числе и Homo sapiеns. Вид Homo sapiens не был всеядным (Omnivores); регуляторное действие инсулина при жизни на суше превратило его в травоядный вид (Herbivore), но с плотоядным (Сarnivore; рыбоядным) прошлым. Семь метаболических пандемий (атеросклероз и атероматоз; метаболическая артериальная гипертония; метаболический синдром; синдром резистентности к инсулину; ожирение; неалкогольная жировая болезнь печени и эндогенная гиперурикемия) являются нарушениями только функциональными и могут быть в большинстве случаев устранены. С позиций филогенетической теории общей патологии атеросклероз и атероматоз артерий большого будущего не имеют. Как только большинство особей вида Homo sapiens осознают, что в филогенезе они сформировались как травоядные и перестанут поедать избыточное количество мясной пищи, экзогенной пальмитиновой НЖК, частота заболевания в популяции начнёт снижаться. Пациенты все-таки обязаны оправдывать бинарное, биологическое наименование вида — Человек разумный. Профилактику и остальных метаболических пандемий, болезней цивилизации, можно обсуждать. Требуется время, понимание врачами того, что происходит, усердие и желание пациентов быть здоровыми.

Об авторах

Список литературы

Титов В.Н. Клиническая биохимия. Курс лекций. М.:ИНФРА-М; 2017

Kalinin A., Krasheninnikov V., Sviridov A., Titov V. Chemometry of clinically important fatty acids in the blood serum using near infared spectrometer. Am. J. Chem. Appl. 2018; 5(3): 45-50.

Kuipers R.S., de Craaf D.J., Luxwolda M.F., Muskiet M.H., Dijck-Brouwer D.A., Muskiet F.A. Saturated fat, carbohydrates and cardiovascular disease. Neth. J. Med. 2011; 69(9): 372 — 8.

Choi H.Y., Hafiane A., Schwertani A., Genest J. High-density lipoproteins: biology, epidemiology, and clinical management. Can. J. Cardiol. 2017; 33(3): 325 — 33.

Ferreri C., Masi A., Sansone A., Giacometti G., Larocca A.V., Menounou G. Fatty acids in membranes as homeostatic, metabolic and nutritional biomarkers: recent advancements in analytics and diagnostics. Diagnostics (Basel). 2016; 7(1). pii: E1.

Giralt M., Villrroya F. White, brown, beige/brite: different adipose cells for different functions? Endocrinology. 2013; 154(9): 2992 — 3000.

Уголев А.М. Естественные технологии биологических систем. Ленинград: Наука; 1987

Yang C., Aye C.C., Li X., Diaz Ramos A., Zorzano A., Mora S. Mitochondrial dysfunction in insulin resistance: differential contributions of chronic insulin and saturated fatty acid exposure in muscle cells. Biosci. Rep. 2012; 32(5): 465 — 78.

Wu D., Liu J., Pang X., Wang S., Zhao J., Zhang X., Feng L. Palmitic acid exerts pro-inflammatory effects on vascular smooth muscle cells by inducing the expression of C-reactive protein, inducible nitric oxide synthase and tumor necrosis factor-α. Int. J. Mol. Med. 2014; 34(6): 1706 -12.

Tillander V., Bjorndal B., Burri L., Bohov P., Skorve J., Berge R.K., Alexson S.E. Fish oil and krill oil supplementations differentially regulate lipid catabolic and synthetic pathways in mice. Nutr. Metab. (Lond). 2014; 11: 20 — 8.

Jonsson A.L., Backhed F. Role of gut microbiota in atherosclerosis. Nat. Rev. Cardiol. 2017; 14(2): 79 — 87.

Knop F.K. EJE PRIZE 2018: A gut feeling about glucagon. Eur. J. Endocrinol. 2018; 178(6): R267 — R280.

Toth C.C. Persistent cerebrospinal fluid abnormalities in the syndrome of headache, neurological deficit, and cerebrospinal fluid lymphocytosis despite resolution of clinical symptomatology. Headache. 2002; 42(10): 1038 — 43.

Misra S., Oliver N.S. Utility of ketone measurement in the prevention, diagnosis and management of diabetic ketoacidosis. Diabet. Med. 2015; 32(1): 14 — 23.

Newman J.C., Verdin E. Ketone bodies as signaling metabolites. Trends. Endocrinol. Metab. 2014; 25(1): 42 — 52.

Дмитриев Л.Ф. С3-альдегиды и нарушение клеточного метаболизма: возможные способы нормализации углеводного обмена. Клиническая лабораторная диагностика. 2015; 2: 13 — 8

Zhang Y., Kuang Y., LaManna J.C., Puchowicz M.A. Contribution of brain glucose and ketone bodies to oxidative metabolism. Adv. Exp. Med. Biol. 2013; 765: 365 — 70.

Calder P.C. Long chain fatty acids and gene expression in inflammation and immunity. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2013; 16(4): 425-33.

Huang W., Metlakunta A., Dedousis N., Zhang P., Sipula I., Dube J.J. Depletion of liver Kupffer cells prevents the development of diet-induced hepatic steatosis and insulin resistance. Diabetes. 2010; 59(2): 347 — 357.

Le Fool C., Levin B.E. Fatty acid-induced astrocyte ketone production and the control of food intake. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2016; 310(11): R1186 — R1192.

Moulle V.S., Picard A., Le Foll C., Levin B.E., Magnan C. Lipid sensing in the brain and regulation of energy balance. Diabetes. Metab. 2014; 40(1): 29 — 33.

Migrenne S., Magnan C., Cruciani-Guglielmacci C. Fatty acid sensing and nervous control of energy homeostasis. Diabetes. Metab. 2007; 33(3): 177 -82.

Thevenet J., De Marchi U., Domingo J.S., Christinat N., Bultot L. Medium-chain fatty acids inhibit mitochondrial metabolism in astrocytes promoting astrocyte-neuron lactate and ketone body shuttle systems. FASEB J. 2016; 30(5): 1913 — 26.

Martin D.D., Beauchamp E., Berthiaume L.G. Post-translational myristoylation: Fat matters in cellular life and death. Biochimie. 2011; 93(1): 18 — 31.

Rioux V., Pédrono F., Legrand P. Regulation of mammalian desaturases by myristic acid: N-terminal myristoylation and other modulations. Biochim. Biophys. Acta. 2011; 1811(1): 1 — 8.

Beauchamp E., Rioux V., Legrand P. New regulatory and signal functions for myristic acid. Med. Sci. (Paris). 2009; 25(1): 57 — 63.

Lemarie F., Beauchamp E., Drouin G., Legrand P., Rioux V. Dietary caprylic acid and ghrelin O-acyltransferase activity to modulate octanoylated ghrelin functions: What is new in this nutritional field? Prostaglandins. Leukot. Essent. Fatty. Acids. 2018; 135: 121 — 7.

Fukumori R., Sugino T., Shingu H., Moriya N., Kobayashi H., Hasegawa Y. Ingestion of medium chain fatty acids by lactating dairy cows increases concentrations of plasma ghrelin. Domest. Anim. Endocrinol. 2013; 45(4): 216 — 23.

Magnan C., Luguet S. Role of fatty acids in the nervous control of energy balance. Biol. Aujourdhui. 2015; 209(4): 309 — 15.

Picard A., Moullé V.S., Le Foll C., Cansell C., Véret J., Coant N. Physiological and pathophysiological implications of lipid sensing in the brain. Diabetes. Obes. Metab. 2014; 16 Suppl 1: 49 — 55.

Geelеn M. J.H. Medium-chain fatty acids as short-term regulators of hepatic lipogenesis. Biochem. J.1994; 302: 141 — 6.

Yin Y., Li Y., Zhang W. The growth hormone secretagogue receptor: its intracellular signaling and regulation. Int. J. Mol. Sci. 2014; 15(3): 4837 — 55.

Nonaka Y., Takagi T., Inai M., Nishimura S., Urashima S. Lauric acid stimulates ketone body production in the KT-5 astrocyte cell line. J. Oleo. Sci. 2016; 65(8): 693 — 9.

Титов В.Н. Эссенциальная метаболическая артериальная гипертония. Метаболическая АГ, патогенез и этиология. Palmarum Academic publishing; 2016

Bays H.E., González-Campoy J.M., Bray G.A., Kitabchi A.E., Bergman D.A. Pathogenic potential of adipose tissue and metabolic consequences of adipocyte hypertrophy and increased visceral adiposity. Expert. Rev. Cardiovasc. Ther. 2008; 6(3): 343 — 68.

van Hees A.M.J., Saris W.H.M., Hul G.B., Schaper N.C., Timmerman B.E. Effects of dietary fat modification on skeletal muscle fatty acids handling in the metabolic syndrome. Int. J. Obes. 2010; 34: 859 — 70.

Yli-Jokipii K., Kallio H., Schwab U., Mykkänen H., Kurvinen J.P., Savolainen M.J., Tahvonen R. Effects of palm oil and transesterified palm oil on chylomicron and VLDL triacylglycerol structures and postprandial lipid response. J. Lipid Res. 2001; 42(10): 1618 — 25.

Daemen S., van Polanen N., Hesselink M.K.C. The effect of diet and exercise on lipid droplet dynamics in human muscle tissue. Exp. Biol. 2018; 221(Pt Suppl 1). pii: jeb167015.

Blaak E.E. Basic disturbances in skeletal muscle fatty acid metabolism in obesity and type 2 diabetes mellitus. Proc. Nutr. Soc. 2004; 63(2): 323-330.

Liu K., Czaja M.J. Regulation of lipid stores and metabolism by lipophagy. Cell. Death. Differ. 2013; 20(1): 3 -11.

Thompson B.R., Lobo S., Bernlohr D.A. Fatty acid flux in adipocytes: the in’s and out’s of fat cell lipid trafficking. Mol. Cell. Endocrinol. 2010; 318(1-2): 24 — 33.

Lee J.Y., Sohn K.H., Rhee S.H., Hwang D. Saturated fatty acids, but not unsaturated fatty acids, induce the expression of cyclooxygenase-2 mediated through Toll-like receptor 4. J. Biol. Chem. 2001; 276(20): 16683 -9.

de Goede J., Geleijnse J.M., Boer J.M., Kromhout D., Verschuren W.M. Marine (n-3) fatty acids, fish consumption, and the 10-year risk of fatal and nonfatal coronary heart disease in a large population of Dutch adults with low fish intake. J. Nutr. 2010; 140(5): 1023 — 8.

Mar-Heyming R., Miyazaki M., Weissglas-Volkov D., Kolaitis N.A., Sadaat N., Plaisier C. Association of stearoyl-CoA desaturase 1 activity with familial combined hyperlipidemia. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2008; 28(6): 1193 — 9.

Лисицын Д.М., Разумовский С.Д., Тишенин М.А., Титов В.Н. Кинетические параметры окисления озоном индивидуальных жирных кислот. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2004; 138(11): 517 — 9.

Сажина Н.Н., Евтеева Н.М., Титов В.Н. Экспериментальная оценка констант скорости взаимодействия озона с индивидуальными жирными кислотами. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2018; 165(3): 331 — 5.

Beppu F., Yasuda K., Okada A., Hirosaki Y., Okazaki M., Gotoh N. Comparison of the distribution of unsaturated fatty acids at the sn-2 Position of phospholipids and triacylglycerols in marine fishes and mammals. J. Oleo. Sci. 2017; 66(11): 1217 — 27

Медведев О.С., Почицкая И.М., Медведева Н.А. Tрансизомеры жирных кислот и их влияние на здоровье человека. Новости медико-биологических наук. 2016; 14(4): 83 — 92

Ключевые слова