Трансгенные жиры что это такое: ОСТОРОЖНО! ТРАНСЖИРЫ: Что такое трансжиры? Вред трансжиров. В каких продуктах содержатся?

ОСТОРОЖНО! ТРАНСЖИРЫ: Что такое трансжиры? Вред трансжиров. В каких продуктах содержатся?

ОСТОРОЖНО! ТРАНСЖИРЫ: Что такое трансжиры? Вред трансжиров. В каких продуктах содержатся?

Многие из нас неоднократно слышали такое страшное слово, как «трансжиры». Для большинства людей оно ассоциируется с чем-то чрезвычайно вредным и опасным. Но при этом, покупая в магазинах вафли и печенье своему ребенку, мы зачастую совсем не смотрим состав и помогаем детскому организму накапливать это очень опасное вещество, которое может привести к тяжелейшим последствиям. Некоторые все же смотрят состав, но производители научились маскировать страшное слово «трансжиры» названиями, которые не вызывают ужаса. В чем же опасность трансжиров, в каких продуктах они содержатся и как распознать их в составе продуктов? Давайте попробуем разобраться.

Трансжиры – это жиры, которые содержат транс-изомеры ненасыщенных жирных кислот. Трансжиры в небольших количествах могут содержаться в натуральных продуктах (в молоке и мясе жвачных животных, а также в растительных маслах), но наибольшую опасность приносят трансжиры, изготовленные промышленным способом и добавляемые в различные продукты питания.

Трансжиры промышленного производства – это твердые жиры, полученные из жидких растительных масел путем гидрогенизации (присоединение водорода). Процедура гидрогенизации (отверждения) значительно увеличивает сроки годности жиров, что очень выгодно производителям различной пищевой продукции. И если большинство растительных масел очень полезны для организма человека, то после процесса гидрогенизации химический состав масла сильно меняется  и становится опасным для человеческого организма. Стоит отметить,  что обычное растительное масло (подсолнечное, оливковое, соевое, кукурузное и т.д.) при жарке также становиться источником трансжиров. Именно по этой причине врачи и диетологи настоятельно рекомендуют свести к минимуму жареную пищу, а лучше всего совсем исключить ее из рациона питания.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) признала опасное влияние промышленных трансжиров на организм человека и рекомендует производителям полностью исключить их из состава продуктов питания, а потребителям снизить употребление транс-жиров до 1% (2-3г) от суточной нормы общего энергопотребления.

Трансжиры имеют свойство накапливаться в организме человека, что приводит к тяжелейшим заболеваниям организма, а зачастую и к летальным исходам.

Вред трансжиров:

• Наибольшую опасность трансжиры представляют для сосудов и сердца. Научно доказано, что они значительно повышают риск возникновения ишемической болезни, инсультов и многих других заболеваний сердечно-сосудистой системы. А, как известно, сердечно-сосудистые заболевания являются одной самых частых причин смертности.
• Трансжиры пагубно влияют на иммунную систему.
• Чрезмерное употребление продуктов, содержащих трансжиры, может способствовать возникновению и развитию ожирения, сахарного диабета, онкологических заболеваний.
• Трансжиры у мужчин снижают качество спермы и количество мужских гормонов в организме.
• Могут снижать качество грудного молока у кормящих женщин. При этом трансжиры передаются ребенку с молоком матери, что может очень пагубно сказаться на здоровье малыша.
• Трансжиры оказывают негативно влияние на весь организм в целом.

В каких продуктах присутствуют трансжиры:
Транс-жиры содержаться в огромном количестве продуктов, продаваемых в наших магазинах. Лидером по содержанию транс-жиров является маргарин и спреды. Также огромное количество трансжиров, как правило, содержится в следующих продуктах:
•    Попкорн и чипсы;
•    Кетчуп, майонез и всевозможные соусы;

•    Мясные и рыбные полуфабрикаты, замороженные обеды;
•    Мороженое;
•    Картофель фри, наггетсы, чебуреки и другие изделия фаст-фуда;
•    Кондитерские изделия: печенье, пончики, вафли, пирожные, торты, шоколадные батончики и т.д.
•    Сдобная выпечка;
•    Сухие смеси для приготовления супов, соусов, кремов, блинов, кондитерских изделий, напитков  и т.д.

Как производители маскируют наличие трансжиров в составе продукта:
С каждым днем людей, знающих об опасных свойствах трансжиров становиться все больше и производители, чтобы не терять покупателей своей продукции, находят все новые способы маскировки этого вредного ингредиента. В составе продукта могут встречаться ниже перечисленные названия, которые, по сути, являются трансжирами:
•    Маргарин;

•    Растительный жир;
•    Кулинарный жир;
•    Комбинированный жир;
•    Гидрогенизированный жир;
•    Гидрогенизированное масло;
•    Частично гидрогенизированный жир;
•    Фритюрный жир.
Стоит отметить: если этот ингредиент стоит в начале состава, то это означает, что его в изделии много.

Как уберечь себя от негативного воздействия трансжиров?
Чтобы уберечься от негативного влияния транс-жиров необходимо:
1. Перед покупкой очень внимательно читать состав продукта и отказаться от тех, которые содержат транс-жиры.
2. По возможности отказаться от готовых полуфабрикатов и питания в заведениях быстрого питания.
3. Отдавать предпочтение домашним кондитерским изделиям и выпечке.
4. Не использовать для приготовления пищи маргарин, спреды и готовые соусы.

Как видите, трансжиры входят в состав огромного количества продуктов, из которых состоит большая часть нашего рациона. Именно поэтому избавиться от вредного влияния транс-жиров полностью вряд ли получится. Всё, что мы можем сделать в подобной ситуации, это минимизировать употребление потенциально опасных продуктов. Ешьте как можно больше свежих овощей и фруктов. Физические нагрузки и занятия спортом также будут полезны для организма.

Берегите себя и будьте здоровы!

Источник: https://chudesalegko.ru/

Что такое трансжиры, где они встречаются и чем опасны?

Транс-изомеры жирных кислот – это жиры с измененной химической формулой. В таком виде они хуже усваиваются организмом и могут приводить к сердечно-сосудистым заболеваниям. Как образуются трансжиры? Трансжиры образуются в результате нагревания, процесса гидрогенизации, а также от природы содержатся в мясе и молочных продуктах.

 

Владимир Бессонов

Доктор биологических наук, заведующий лабораторией химии пищевых продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»

– Если углубиться в различия между типами жира, то есть насыщенный, есть ненасыщенный, а есть трансжир. Первый тип состоит из цепочек атомов углерода и водорода, в случае со вторым в некоторых участках аналогичной связи может отсутствовать водород – тогда цепочка надламывается, становится более пластичной. Это определяет текучую консистенцию ненасыщенных масел, таких как подсолнечное. Частичная или полная гидрогенизация подразумевает заполнение этих пробелов водородом – цепочка выпрямляется, и жир становится тверже. В таком виде он удобен для изготовления пирожных, печенья и других изделий. Таким образом, гидрогенизация – это ход превращения ненасыщенных жиров в насыщенные. Однако побочным эффектом этого процесса может стать образование транс-изомеров – альтернативной формулы в трудноусвояемой для организма конфигурации.

Но гидрогенизация не единственная причина появления трансжиров.

– В связи с особенностями строения ЖКТ, у некоторых животных (коров, коз, баранов и других парнокопытных) могут образовываться транс-изомеры в жире – они переходят в мясо или молоко, – рассказывает Владимир Бессонов. 

Влияние трансжиров на здоровье 

– Гидрогенизация используется уже более ста лет, то есть три-четыре поколения выросли на продуктах, в которых содержатся трансжиры. И только около десяти лет назад были получены первые данные о том, что их употребление повышает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, – продолжает ученый. 

Доказано, что насыщенные жирные кислоты и трансжиры практически не участвуют в обмене веществ человека, нарушают липидный профиль и способны привести к сердечно-сосудистым заболеваниям.

Аркадий Курамшин

доцент кафедры высокомолекулярных и элементоорганических соединений Химического института им. А. М. Бутлерова Казанского федерального университета, кандидат химических наук

– Трансжиры появляются при нагревании – например, возникают в растительном масле при жарке. Поэтому важно менять его и любое другое после двух-трех использований. На сегодня для продуктов установлен верхний предел допустимого содержания трансжиров (которые возникли как результат гидрогенизирования) – до 2%. Стоит заметить, что это ограничение не действует, когда речь заходит о естественных трансжирах – их регулировать невозможно, а меж тем в обычном сливочном масле их количество может доходить до 8%.

Где трансжиры содержатся? 

По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США (англ. Centers for Disease Control and Prevention, CDC), лидером по содержанию трансжиров и насыщенных жирных кислот остается фастфуд (особенно гамбургеры, чизбургеры и так далее).

Без трансжиров не обходится природное коровье и козье молоко (и другие молочные продукты), мясо парнокопытных животных, часто содержатся они в кондитерских изделиях (для которых гидрогенизируют масло), снеках.  

Однако Владимир Бессонов поясняет, что содержание и количество трансжиров и насыщенных жирных кислот в перечисленных продуктах может варьироваться. Например, наличие трансжиров в чипсах зависит от качества фритюрного жира. 

Сколько трансжиров мы потребляем? 

Ранее верхний порог допустимого содержания трансжиров составлял 20%, затем снизился до 8%, с января 2018 года вступил в силу норматив, ограничивающий допустимое количество трансжиров двумя процентами, пояснил специалист. Таким образом, в жировых продуктах, произведенных до 2018 года, содержание трансжиров в концентрации более 2% допустимо, а после – нет. 

Владимир Бессонов подсчитал, что раньше мы съедали 3–3,5 грамма транс-изомеров жирных кислот при условии, что в продуктах их содержание варьировалось от 8 до 20%. После снижения планки до 2% мы, с учетом природных трансжиров, съедаем примерно 2,5 грамма в сутки – это соотносится с предписанием ВОЗ. Так что отказываться от молока и других продуктов, где есть трансжиры, не нужно, но и налегать на них тоже не стоит.

 

Екатерина Нестерова

исполнительный директор Ассоциации производителей и потребителей масложировой продукции

– Техрегламент, ограничивающий содержание трансжиров до 2%, был принят еще в 2011 году. Тогда же был установлен переходный период, потому что пищевой промышленности нужно было время, чтобы перестроиться на новые технологии для производства. Требовалось проведение реконструкции и модернизации оборудования. Введенный показатель в 2% гармонизирован с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения, призывающей пищевую промышленность всего мира максимально ограничивать использование транс-изомеров жирных кислот. По данным ученых, трансжиры не только негативно влияют на сердечно-сосудистую систему, но и повышают риск ожирения, развития метаболического синдрома и сахарного диабета, способствуют системным воспалениям. Согласно рекомендациям ВОЗ, на долю трансжиров должно приходиться не более 1% от общего количества калорий.  

Как читать этикетки? 

Содержание трансжиров в продуктах, как правило, обозначается в составе. Должно быть написано «растительный жир», «кулинарный жир», «частично гидрогенизированный растительный жир» или «частично гидрогенизированные жирные кислоты». Владимир Бессонов поясняет, что при полной гидрогенизации транс-изомеры как раз не образуются, но вот сама консистенция масла становится твердой как свечка и непригодной для кондитерских целей. В составе трансжиры указываются в процентах (то есть обозначается, сколько они занимают от общего количества жира, содержащегося в продукте).

Курс на снижение трансжиров в Европе

Производители в развитых странах прикладывают максимум усилий для снижения содержания транс-изомеров жирных кислот в продукции. Первой страной, которая в 2003 году приняла закон об ограничении транс-изомеров, стала Дания. Постепенно к ней присоединились и другие государства – Швеция, Швейцария, Венгрия, Норвегия и т. д. В Германии ограничение носит рекомендательный характер.

Владимир Бессонов также рассказывает, что уже появляются технологии, которые позволяют производить продукты без транс-изомеров жирных кислот. Эта технология называется «переэтерификация». Она позволяет получить масло нужной консистенции, в котором не будут содержаться трансжиры. Также в качестве безопасного аналога может быть использовано пальмовое масло, которое изначально обладает удобной для пищевого производства текстурой и подвергается гидрогенизации в меньшей степени.

 

Трансжиры и канцерогены в питании – в чем их опасность — Похудение с расчётом

Существует множество мифов о вреде некоторых продуктов питания. Эти мифы – ничто по сравнению с реальной опасностью, которую несут трансжиры и канцерогенные вещества. Часто эти два понятия путают. Например, когда говорят, что растительное масло при жарке становится трансжиром. На самом деле оно окисляется под влиянием высокой температуры и приобретает канцерогенные свойства. Чем отличаются трансжиры от канцерогенов и в чем их опасность?

Трансжиры в питании

На этикетках продуктов трансжиры могут фигурировать под названиями маргарин, синтетический твёрдый жир, гидрогенизированный растительный жир. В пищевой промышленности его используют как дешевый аналог сливочного масла.

Маргарин есть в составе большинства кондитерских изделий – в тортах, пирожных, печенье, пирожках, конфетах. Его добавляют в молочные продукты – сырки, творожки, творог, мороженое, спред. Недобросовестные производители не указывают на этикетке маргарин, а пишут просто «растительный жир». Если продукт твёрдый, не стекает и не теряет форму, то в его составе не растительное масло, а маргарин.

Маргарин имеет формулу насыщенного жира, но производится из ненасыщенных растительных масел. В процессе производства молекулы ненасыщенных жирных кислот лишают двойных связей, что делает их насыщенными жирами. Но для здоровья опасно не это превращение, а то, что его побочным эффектом стало изменение самой молекулы. В результате получился не существующий в природе жир. Человеческий организм не способен его переработать. В нашем организме нет настроенной на жиры системы распознавания «свой/чужой», поэтому трансжиры включаются в различные процессы жизнедеятельности. Опасность в том, что когда измененная молекула попадает в клетку, она нарушает её функции, что чревато нарушениями иммунной системы, обмена веществ, ожирением и развитием опухолей.

Как обезопасить себя от трансжиров?

• Убрать из питания кондитерские изделия, сладости, выпечку и потенциально опасные молочные продукты;
• Внимательно читать этикетки – если в составе указан «растительный жир», но сам продукт твёрдый, то в составе не масло, а маргарин.

Канцерогенные вещества

Канцероген – это вещество, которое вызывает рак. Канцерогены встречаются не только в питании. Они есть в природе, промышленности, являются продуктом деятельности человека. Например, рентгеновское излучение канцерогенно, табачный дым, нитраты и нитриты тоже.

Что касается питания, то люди отравляют свой организм, когда используют нерафинированное растительное масло для жарки или повторно жарят на рафинированном масле. Нерафинированное масло содержит примеси, которые неустойчивы к высоким температурам – при нагревании они становятся канцерогенными. Рафинированное масло выдерживает высокую температуру, но только один раз.

Среди готовых продуктов питания лидеры по содержанию канцерогенов – копченые изделия, содержащие ядовитые полициклические углеводороды из дыма.

Различные консервы, в том числе и домашние соления, тоже содержат вредные вещества. В пищевой промышленности могут использоваться вредные консерванты, а для домашних заготовок могут использовать некачественные овощи. Если овощи были выращены на специальных минеральных удобрениях, то наверняка содержат нитраты, которые при консервации или хранении в относительно тёплом месте станут ещё более вредными.

Как обезопасить себя от канцерогенов?

• Жарить на рафинированном масле, но не использовать его повторно;
• Максимально ограничить копченые изделия и консервы;
• Изучать этикетки консервов. Хорошо, если в составе указаны натуральные консерванты, как соль и уксус.

Теперь вы знаете, что такое трансжиры и канцерогены, и в каких продуктах встречаются. Это поможет вам решительно изменить рацион питания и снизить риск возникновения необратимых проблем со здоровьем.

Автор: Екатерина Г., нутрициолог, фитнес-блоггер (специально для Calorizator.ru)
Копирование данной статьи целиком или частично запрещено.

ЧТО ТАКОЕ ТРАНС-ЖИРЫ И НАДО ЛИ ИХ БОЯТЬСЯ?

За последние десять лет в диетологии произошли большие перемены. Благодаря успехам науки стало возможным не только определить, как различные компоненты пищи влияют на здоровье, но и изучить это влияние на молекулярном уровне. Теперь понятно, почему полезны продукты, традиционно считавшиеся полезными (например, овощи и фрукты — в них содержится много антиоксидантов). С другой стороны, появилась возможность разобраться, так ли уж безопасны вещества, с которыми организм человека познакомился сравнительно недавно. Как и следовало ожидать, далеко не все синтетические или модифицированные натуральные продукты выдержали проверку. Хорошей иллюстрацией этого служит история гидрогенизированных жиров, которые широко используются в пищевой промышленности, в частности входят в состав маргаринов.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

‹

›

Те, кто следит за веяниями диетологии, конечно, помнят кампании против соли и сахара («белой смерти»), жареного мяса, овощей с нитратами, углеводов, а также жиров вообще и животных жиров в частности. Сейчас пристальное внимание привлекают так называемые транс-жиры. Но если вычеркивать из рациона все, что диетологи считают вредным, то скоро есть будет нечего. Поэтому возникает вопрос: а действительно ли так вредны эти самые транс-жиры и нужно ли из-за них отказываться от любимых и привычных продуктов?

Начнем с того, что жиры — необходимый компонент пищи, и полностью выкидывать их из рациона нельзя ни в коем случае. Именно жиры служат «энергетическим резервом» нашего организма, так как их ему легко запасать и использовать по мере надобности. Правда, некоторое количество энергии можно запасти в виде углеводов. Но если у растений это получается неплохо, то у человека и животных «депо» углеводов рассчитано на хранение небольших краткосрочных запасов, и долго на них не протянуть. Кроме того, поступающие с пищей жиры служат строительным материалом для создания клеточных мембран и других биологических структур. И организму далеко не все равно, какие жиры в него поступают.

В молекуле любого жира можно выделить две части. Это «хвост», состоящий из одной, двух или трех довольно длинных молекул жирных кислот, и «голова», определяющая функции жира в организме. Например, молекула типичного нейтрального жира (жира животного или масла растения) состоит из одной головы (глицерина) и трех хвостов — молекул жирных кислот. Поэтому эти жиры называют триглицеридами. Другой важный тип жиров — фосфолипиды. Из них построены клеточные мембраны — оболочки всех живых клеток. Фосфолипид имеет два хвоста из жирных кислот и голову, состоящую из остатка фосфорной кислоты. Еще один вид жиров — церамиды. Они также входят в состав клеточных мембран и, кроме того, служат переносчиками сигналов. Голова церамида состоит из спирта сфингозина, а единственный хвост — из жирной кислоты.

Жирные кислоты — универсальный материал для создания жиров. В совершенно разных жирах, принадлежащих разным организмам и выполняющих разные функции, можно найти одни и те же жирные кислоты. Такая универсальность позволяет организму сэкономить много энергии: вместо того чтобы каждый раз синтезировать жирные кислоты из базовых элементов, можно просто использовать готовые молекулы, отщепленные от триглицеридов пищевых масел и жиров. Некоторые жирные кислоты наш организм даже синтезировать разучился, настолько привык получать их с пищей. Эти кислоты называются незаменимыми. К ним относятся линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты (строго говоря, арахидоновую кислоту из этого списка следует исключить, так как она может быть синтезирована из линолевой кислоты).

На этикетках пищевых продуктов все чаще можно увидеть подробный состав с указанием содержания жиров разных видов: насыщенных, мононенасыщенных, полиненасыщенных, гидрогенизированных. В последние годы во многих странах в обязательном порядке указывают и содержание транс-жиров. Попробуем разобраться, в чем разница между этими жирами с точки зрения химии и пищевой ценности.

Термины «насыщенный» и «ненасыщенный» говорят о степени «насыщения» молекулы жирной кислоты (или другого углеводородного соединения) водородом. В насыщенной жирной кислоте все вакантные места заполнены, а в ненасыщенной — есть двойные связи, которые позволяют присоединить дополнительные атомы водорода. Если двойная связь одна, жирную кислоту называют мононенасыщенной, а если их две или более — полиненасыщенной. При этом крайне важно, что природные ненасыщенные жирные кислоты находятся в определенной пространственной конфигурации — цис-форме. В цис-форме атомы водорода при двойной связи расположены по одну сторону от углеродного скелета, поэтому молекула в этом месте изгибается. У цис-формы жирной кислоты существует двойник-изомер — транс-форма, молекула которой отличается тем, что атомы водорода при двойной связи расположены по разные стороны углеродного скелета. При такой конфигурации молекула жирной кислоты имеет не изогнутую, а прямую форму. Из-за неправильной конфигурации жирные кислоты в транс-форме (транс-жиры) не способны должным образом выполнять свои функции в составе биологических структур.

Как правило, жиры с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот обладают хорошей текучестью и имеют более низкую температуру плавления (отчасти это объясняется изогнутой формой молекул, препятствующей кристаллизации вещества). Оливковое, подсолнечное, хлопковое, соевое, рапсовое масла, содержащие 75-90% ненасыщенных жирных кислот, остаются жидкими при комнатной температуре. Пальмовое масло и масло какао, а также животные жиры — говяжий, бараний, свиной — имеют только 40-50% ненасыщенных жиров и при комнатной температуре находятся в твердом состоянии.

Ненасыщенные масла чрезвычайно важны в питании — достаточно сказать, что все незаменимые жирные кислоты относятся к ненасыщенным. Но есть у них недостаток, который в глазах производителей продуктов перевешивает достоинства. Чем больше в масле ненасыщенных жирных кислот, тем труднее его хранить. На воздухе и при нагреве оно быстро становится прогорклым и затвердевает. Например, льняное масло сохраняется жидким в закрытой темной бутылке, но если его разлить тонким слоем на открытом воздухе (увеличив контакт с кислородом), то оно окисляется и образует твердую пленку — это издавна используют художники и столяры. То же самое, только медленнее, происходит и с подсолнечным маслом и другими жидкими маслами. Справиться с этим недостатком помогла технология гидрогенизации жиров, то есть получения из дешевого растительного масла твердой, устойчивой к окислению жировой массы — саломаса. Из саломаса стали делать маргарины, кондитерские, кулинарные и фритюрные жиры (шортенинги).

Создателем метода гидрогенизации (присоединения водорода к двойной связи) считают французского химика Поля Сабатье. В июне 1897 года он сделал открытие, заложившее основы превращения растительного масла в твердую субстанцию, а в 1912 году получил за это Нобелевскую премию. На самом деле Сабатье обнаружил, что мелкие частицы никеля служат хорошим катализатором реакции газообразного водорода с этиленом, простейшим углеводородом с двойной связью. Но вскоре выяснилось, что таким же способом можно присоединять водород и к другим веществам с двойной связью. В 1901 году немецкий химик Вильгельм Норман применил этот метод для переработки жидких растительных масел в твердые жиры, а в 1902 году получил на него патент. Процесс гидрогенизации (гидрирование) происходит при пропускании водорода под давлением через масло, нагретое до высокой температуры (около 200^оС). При этом часть ненасыщенных жирных кислот превращается в насыщенные.

В 1909 году право на использование технологии выкупила компания «Procter&Gamble», которая вскоре начала выпуск «Crisco» — нового масла для кулинарии, содержащего значительный процент гидрогенизированного хлопкового масла. Для того чтобы стимулировать спрос, компания выпустила несколько поваренных книг, содержащих рецепты с использованием этого продукта. В России первая установка по гидрогенизации масел была построена в 1909 году в Казани на основе технологии, разработанной С. А. Фокиным. Правда, на ней получали сырье не для пищевой промышленности, а для мыловарения.

Поначалу гидрогенизированное масло врачи не только сочли совершенно безвредным, но даже стали рекомендовать как здоровую альтернативу животному жиру. Никого не смутил тот факт, что при частичной гидрогенизации изменяется пространственная структура молекул: значительная часть ненасыщенных жирных кислот (до 60%) переходит из цис-формы в транс-форму. С точки зрения производителей маргаринов накопление транс-изомеров влияло на свойства жира только положительно, поскольку приводило к повышению температуры плавления и твердости.

Гидрогенизированные масла и маргарины на их основе были дешевле сливочного масла, дольше хранились (даже без охлаждения) и позволяли многоразовое использование при жарке. Именно гидрогенизированный жир стал основой индустрии «фаст-фуд» и двигателем ее бурного развития.

В течение нескольких десятилетий потребление транс-жиров увеличивалось по всему миру. Казалось, уже можно было говорить о «долгой истории безопасного использования», однако появились исследования, противоречащие этому выводу. В 1993 году в журнале «Ланцет» вышла статья, автор которой Уолтер Виллет утверждал, что потребление транс-жиров приводит к повышению риска сердечно-сосудистых заболеваний. Причина, по мнению автора, состояла в том, что транс-жиры вызывают изменение соотношения липопротеинов высокой и низкой плотности в сторону увеличения первых. Это в свою очередь является фактором, предрасполагающим к атеросклерозу. Свои предположения Виллет подтвердил фактами: он подсчитал потребление транс-жиров в рационе 85 тысяч здоровых женщин, а затем в течение восьми лет регистрировал уровень заболеваемости и смертности от сердечных заболеваний в этой группе. Количество инфарктов, случаев внезапной смерти от сердечного приступа и выраженность атеросклероза оказались существенно больше среди тех, кто все эти восемь лет ел много маргаринов.

Исследования показали, что транс-жиры ведут себя иначе, чем цис-жиры, не только на сковородке, но и в организме. Например, оказавшись в составе фосфолипидов клеточных мембран, они влияют на работу белковых молекул, пронизывающих мембраны, так называемых трансмембранных белков. А это в свою очередь нарушает передачу сигналов, например при взаимодействии гормонов с рецепторами, поскольку рецепторы как раз являются трансмембранными белками. Страдает транспорт веществ, ведь белковые каналы для переноса молекул через мембрану также относятся к трансмембранным белкам. Так как фосфолипиды являются еще и сырьем для синтеза регуляторных молекул иммунной системы, наличие в них жирных кислот в транс-конформации приводит к нарушению биохимии воспалительных процессов. Все последствия от таких изменений еще предстоит изучить, но некоторые эффекты уже можно назвать. Помимо повышения риска развития атеросклероза и сопутствующих заболеваний сердца и сосудов, это — снижение чувствительности клеток поджелудочной железы к инсулину (диабет 2-го типа), развитие хронических воспалительных процессов и ожирение. Не исключено, что транс-жиры также повышают риск развития некоторых видов рака, однако данных, подтверждающих эту гипотезу, пока еще недостаточно. Одним словом, если вместо нормального строительного материала мы предлагаем своему организму бракованные транс-изомеры, образуются дефектные биологические структуры, которые начинают давать сбой в самых разных ситуациях. Так что тем, кто заботится о своем здоровье, транс-жиров лучше избегать.

Наибольшее впечатление результаты научных исследований произвели на датчан. Сначала производители пищевых продуктов начали сокращать использование транс-жиров по собственной инициативе, а затем в 2003 году вышел закон, согласно которому содержание транс-жиров не должно превышать 2% от всего жира, находящегося в продукте. Недавно ученые сравнили содержание транс-жиров в продуктах из 25 стран. Намеренно были выбраны «нездоровые» продукты, при приготовлении которых обычно используют много маргаринов, — выпечка, чипсы, картофель-фри, попкорн и т.д. Оказалось, что в датских продуктах среднее содержание транс-жира в 2005 году уже не превышало 1 г на стандартную порцию. В 17 странах из 25 этот показатель в отдельных случаях достигал 20 г, а в ряде стран был еще выше.

В Голландии даже принятия законов не понадобилось. Там производители продуктов, подгоняемые общественным мнением, сами добились существенных успехов в ограничении транс-жиров. Сейчас картофель-фри из «Макдоналдса» на территории Голландии содержит около 4% транс-жиров, в то время как в США — в среднем 21% транс-жиров. Однако и в США для производителей транс-жиров наступили трудные времена, так как с 1 января 2006 года на упаковке продукта должно быть указано, сколько транс-жиров в нем содержится. Учитывая, что многие потребители уже наслышаны о вреде транс-жиров, можно ожидать падение спроса на продукты, содержащие такие жиры, и, как следствие, сокращение производства и использования маргаринов.

Уменьшить потребление транс-жиров не так сложно, если помнить некоторые правила. Прежде всего, нужно вычеркнуть из своей жизни маргарины — все они содержат много транс-жиров. Обязательно следует просматривать этикетки на выпечке (печенье, торты и т.д.), а также чипсах, майонезах и прочих содержащих жир продуктах. К сожалению, российские производители пока что не указывают содержание транс-жиров на упаковке продукта. Если в списке ингредиентов стоит любое гидрогенизированное или частично гидрогенизированное масло — продукт содержит транс-жиры. Если вы живете не в Дании и не в Голландии, забегаловки «фаст-фуд» лучше исключить из списка любимых заведений. Также не стоит соблазняться обжаренными в тесте полуфабрикатами промышленного производства — котлетами, рыбными палочками и т.д.: фритюрный жир, в котором они приготовлены, почти наверняка сделан на основе гидрогенезированного масла.

В природных условиях транс-жиры образуются довольно редко. Известно, что их производят бактерии, живущие в желудке жвачных животных, в частности коров. Поэтому транс-жиры естественного происхождения можно обнаружить в натуральных молочных продуктах, однако их количество невелико и не вызывает опасений диетологов.

Что такое трансжиры и чем они опасны

Жир — это необходимый, богатый энергией и очень вкусный компонент питания. Сегодня, правда, его содержание в пище слишком часто бывает излишним. И не только в количестве дело. Качественный состав тоже имеет значение. В начале прошлого века в пищевую промышленность пришла соя. Дешевый источник качественного белка завоевывал фермерские поля, рынок и содержимое кошельков покупателей. Но соя — это не только белок. Соевое масло, по сути побочный продукт переработки, оказалось невостребованным. Причина проста: оно было жидким. А промышленность и люди нуждались в технологичных, непортящихся и привычных твердых жирах. Сливочного масла и свиного жира не хватало на всех.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Из жидкого — твердое

Чем отличаются жидкие масла от твердых? Очень немногим. Жир — это сложный эфир глицерина и жирных кислот. Именно жирнокислотным составом, строением молекул жирных кислот, и определяются свойства жира. Если в составе жира преобладают насыщенные кислоты, способные «укладываться» в компактную, кристаллическую структуру, то такой жир будет твердым. Типичные примеры — молочный жир или какао-масло. В составе жидких масел преобладают ненасыщенные жирные кислоты, причем «цис»-конфигурации. Их нерегулярная, «ломаная» форма просто не позволяет жиру затвердеть.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ах, если бы только научиться делать из никому не нужного жидкого столь востребованное твердое! Если бы это было возможно… Конечно, это возможно. Способ такого превращения сегодня способен предсказать любой ученик 11 класса. Ну, может не любой, но многие. Достаточно посмотреть на формулу: всего-то нужно добавить водорода по двойной связи — «насытить» ее.

Молекулы насыщенных кислот прямые, они способны образовывать компактную кристаллическую структуру, что обусловливает высокую температуру плавления (при нормальных условиях такие жиры твердые). Нерегулярная «ломаная» форма ненасыщенных цисизомеров жирных кислот является причиной того, что большинство растительных масел в этих условиях жидкие.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Этот процесс, называемый гидрогенизацией, изобрел и запатентовал в 1902 году немецкий химик Вильгельм Норманн. А в 1909 году на полную мощность заработал первый в мире завод по выпуску того, что мы сегодня назвали бы гидрогенизированным растительным жиром (маргарином), и в первый же год производство достигло 3000 т. В последующие годы производство твердых жиров росло очень быстро.

Это была находка, способная значительно улучшить качество жизни людей. Новый продукт, в отличие от сливочного масла или топленого сала, имел важные функциональные преимущества для использования в промышленности: он был дешев и доступен. Уже к середине века он вытеснил с рынка другие твердые жиры. Но вместе с распространением гидрогенизированного жира начали появляться и данные о его опасности для здоровья. Страшное слово «трансжиры» начинало жить своей, отдельной от химии и технологии, жизнью.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Появление транса

Приставка «транс» в названии не означает ничего плохого, внеземного или искусственного. Это общепринятый химический термин, указывающий на положение атомов вокруг ненасыщенной связи. «Транс» — это конфигурация, противоположная «цис». «Транс» означает «по разные стороны от двойной связи». Разумеется, насыщенный жир, в котором нет двойных связей, трансжиром быть не может. И неважно, что об этом пишут в газетах и показывают в телевизоре.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Нет, целью Норманна и всех производителей, занимающихся гидрогенизацией жидкого масла, изначально не стояло получение трансжиров. Целью было именно насыщение, гидрогенизация. Но процесс никогда не вели до конца. 100%-но насыщенный жир никому не нужен, он больше пригоден для изготовления свечей, чем для еды. Нужно было насытить лишь часть двойных связей, чтобы продукт обладал нужной пластичностью и структурой. Такая «частичность» и сыграла в итоге злую шутку. Дело в том, что в процессе гидрогенизации часть молекул превращаются в свои структурные аналоги, то есть претерпевают изомеризацию — из «цис» становятся «транс». Избежать продуктов изомеризации в частично гидрогенизированных маслах технически невозможно. Их образование диктуется механизмом протекания реакции. Важно, что в ходе изомеризации «транс»-изомеров будет образовываться намного больше, чем «цис», — просто по причине их большей термодинамической стабильности.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Добавим сюда еще тот факт, что наличие трансжиров не только не ухудшает качество продукта с точки зрения желаемых свойств, но, наоборот, помогает отверждению жидкого масла. Трансжиры по своей пространственной структуре недалеко ушли от насыщенных и далеко — от «цис». Их молекулы «прямые» и обладают нужным удобным свойством компактно «укладываться», что приводит к высокой температуре плавления. По этой причине трансжиры даже получали целенаправленно. Вообще, до 1990-х годов большинство твердых промышленных жиров можно было назвать ненасыщенными, так как они могли на 50% и более состоять из ненасыщенных трансжиров. Сегодня ситуация заметно изменилась.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Совершенно натуральные

Нет, трансжиры не являются кошмарным изобретением химической промышленности и вопиющим примером беззаботности властей. Эти вещества были знакомы людям задолго до Норманна и даже таблицы Менделеева. Немало этих «неправильных» веществ содержится в мясе травоядных животных: в говядине, баранине, козлятине, кенгурятине. Происхождение их вполне натурально и не имеет отношения к пищевой или химической промышленности, а скорее — к биологии. Бактерии в пищеварительной системе животных осуществляют превращение жиров, аналогичное происходящему в химическом реакторе на маргариновом заводике. Разве что катализатор у них не искусственный, металлосодержащий, а естественный — ферменты. Существует даже специальное название для такого превращения — биогидрогенизация. Продукты такого превращения, те самые трансжиры, в дальнейшем свободно путешествуют по тканям животного и, превратившись в еду на нашем столе, продолжают путешествие уже по нашим тканям.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Процесс гидрогенизации состоит в насыщении двойной связи водородом, это превращает ненасыщенные жиры из жидких в твердые. Но существует побочный эффект: появление трансизомеров.

В натуральном молочном жире, коровьем или козьем, в зависимости от питания и образа жизни животного содержится до 9% трансжиров. Это не так уж мало, учитывая разрешенное содержание до 8% в заменителях сливочного масла (спредах) в России и полного запрета во многих других странах. Впрочем, спреды сегодня обычно делают из пальмового масла, в котором трансжиров нет вообще, а все ненасыщенные жиры имеют цис-конфигурацию.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В молоке и мясе животных, выгуливаемых на пастбищах, содержание трансжиров выше, чем у откармливаемых комбикормами в тесных стойлах. Несмотря на распространенное убеждение, выпас коровы на свободе вовсе не делает молоко или мясо полезнее. По крайней мере, с точки зрения жирнокислотного состава. Есть трансжиры и в человеческом материнском молоке. И они ничем не лучше и не хуже «синтетических».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Еще один источник трансжиров в нашей пище — это кулинария. Любое приготовление пищи при высоких температурах — запекание, жарка, особенно во фритюре — приводит к изомеризации жира с образованием трансизомеров. Вообще, первыми искусственными «неправильными» жирами накормил людей вовсе не Вильгельм Норманн, а наш далекий предок. Тот, который открыл удивительные свойства огня.

Будьте здоровы

Риск от потребления трансжиров существует. Прежде всего, повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний и связанных с ними печальных исходов. Он, может быть, и не столь велик, как, скажем, от курения, или избыточного потребления алкоголя, или лежачего образа жизни. Но он существенный, учитывая то, что сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной естественной убыли населения. Самое главное, что эта опасность предотвратима — как на уровне государственного регулирования, так и на уровне отдельного потребителя.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Множество исследований наглядно демонстрируют неприятные свойства «неправильного» жира. Так, 2%-ный прирост потребления трансизомеров (в пересчете на энергетическую ценность) приводит к возрастанию риска ишемической болезни сердца на четверть. Потребление до 40% трансжиров может значительно повысить шансы развития сахарного диабета (при прочих равных). Значительная концентрация трансжиров в тканях организма ассоциируется с многократным риском не пережить сердечный приступ. И это не просто странные корреляции, с точки зрения современной медицины это вполне конкретная причинно-следственная связь. А вот и хорошая новость. Популярная гипотеза о том, что трансжиры являются канцерогенами и могут вызывать рак груди, или кишечника, или простаты, или любой другой рак, научную проверку не проходит.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Многие механизмы негативного воздействия трансжиров еще предстоит расшифровать. Предполагается, что основное влияние производится через холестерин. Еще в 1990-х было показано экспериментально, что употребление трансжиров приводит к повышению содержания в крови «хорошего» холестерина и одновременно повышению «плохого». Именно эти работы вкупе с популяционными исследованиями и легли в основу имеющихся сегодня ограничений.

Смотрите в корень

В большинстве стран давно действуют допустимые нормы на содержание трансжиров в продуктах питания, выпускаемых пищевой промышленностью. Они уже дали положительные результаты, заметные по анализу медицинской статистики. Сегодня в рационе среднего жителя развитой страны содержание трансжиров не превышает рекомендованного ВОЗ 1% в пересчете на энергетическую ценность. При этом значительную часть составляют ненормируемые жиры из «натуральных» источников: мяса, масла, молока.

Несколько десятков лет назад трансжиры были проблемой. Сегодня потребление их невелико, и риски, учитывая низкое количество, незначительны. Потенциальная опасность от других компонентов обычной еды, в том числе насыщенных жиров, отнюдь не меньше, чем от «неправильных» изомеров. Если вы заботитесь о своем здоровье, то именно об этом надо думать в первую очередь, а не искать на упаковке единственного подозреваемого с приставкой «транс».

почему нужно исключить их из своего рациона. Объясняет эксперт / на сайте Росконтроль.рф

Что такое трансжиры?

Что такое транс-изомеры?

Откуда в жирах берутся транс-изомеры?

1 – Гидрогенизация масел

Больше всего транс-изомеров в жирах образуется в результате промышленного процесса частичной гидрогенизации масел (реакции гидрирования).

Это процесс взаимодействия жиров с водородом при использовании катализатора и при повышенных температуре и давлении. При этом происходит присоединение водорода по двойным связям, они раскрываются. 

2 – Жиры жвачных животных

Следующий источник транс-изомеров – жиры жвачных животных. Жвачные животные — это коровы, козы, овцы. Их мясо, молоко, масло, сыр содержат трансизомеры.

У них в желудке есть специальный отдел, рубец, где происходят биохимические процессы переваривания пищи с помощью специальных бактерий и ферментов.

3 – Дезодорация масел

Зачем вместо обычного масла используют гидрогенизированный жир?

Кроме того, растительные масла имеют в своем составе много полиненасыщенных жирных кислот, которые обладают очень низкой окислительной устойчивостью и быстро портятся (прогоркают).

В начале 20 века был разработан метод гидрогенизации масел. Он позволил преобразовывать жидкие масла в твердые. Причем процесс это управляемый, и остановить его можно на разных стадиях, получая жиры на любой «вкус» и под любые задачи: от мягких, до очень твердых.

Естественный и искусственные транс-изомеры: в чем разница

Как влияют трансжиры на здоровье человека?

Влияние трансжиров на организм человека изучено пока недостаточно хорошо. Но есть большое количество статистических исследований, свидетельствующих о негативном влиянии трансжиров на здоровье.

Изучено влияние некоторых отдельных транс-изомеров, причем обнаружено как отрицательное их влияние, так и положительное. Сложность заключается в том, что в жирах транс-изомеры присутствуют в виде целого набора.

Что говорит ВОЗ по поводу трансжиров

Транс-изомеры в продуктах питания, продающихся в России

На что были заменены трансжиры при введении ограничений?

Сколько транс-изомеров содержат готовые продукты?

Полезный материал? Поделитесь публикацией в своих соцсетях!

Поделиться с друзьями

Подписка

Подпишитесь на полезные статьи

Каждую неделю мы рассказываем о новых сравнительных тестах продуктов
питания и бытовой техники. Коротко и по делу.

Почему стоит отказаться от трансжиров?

15 мая 2019

Наряду с углеводами и белками, жиры занимают одну из ведущих ролей в цепочке нашего питания, однако некоторые из них не приносят пользу организму, речь идет о трансгенных жирах.

Что такое трансжиры?

Трансгенные жиры – это ненасыщенные жиры, которые присутствуют в небольшом количестве в мясных и молочных продуктах, а также в растительных маслах, после нагрева их до высоких температур.

В наибольшем количестве трансжиры образуются после процесса гидрогенизации жидких жиров для получения твердых, с увеличенным сроком годности, например, маргарина.

Чем опасны трансжиры?

Считается, что регулярное употребление продуктов, содержащих трансгенные жиры, мешает правильной работе организма, ухудшает метаболизм, приводит к ожирению и заболеванию органов пищеварения и сердечно-сосудистой системы.

По данным Всемирной организации здравоохранения, человеку рекомендуется употреблять не более 2-3 г. трансжиров в сутки, но лучшим решением будет полностью исключить такие продукты из рациона.

Стоит отметить, что трансжиры являются канцерогеном и способны навредить здоровью при ежедневном употреблении и предрасположенности организма к некоторым заболеваниям.

В каких продуктах трансжиров больше?

Продукты, которые стоит ограничить в своем рационе:

• Маргарин
• Сливочное масло
• Фастфуд
• Полуфабрикаты в панировке
• Кондитерские изделия и шоколад

Обращайте внимание на состав!

Не рекомендуется употреблять продукты, в составе которых содержится:

• гидрогенизированное масло
• кондитерский жир
• маргарин
• заменитель масла какао
• твердое растительное масло
• заменитель молочного жира
• растительный жир и растительное масло

трансгенных мышей превращают углеводы в незаменимые жирные кислоты

Abstract

Трансгенные мыши (названные «Omega-мыши») были сконструированы так, чтобы нести оптимизированные гены fat-1 и fat-2 круглого червя Caenorhabditis elegans и способны продуцировать незаменимые омега-6 и омега- 3 жирные кислоты из насыщенных жиров или углеводов. При соблюдении диеты с высоким содержанием насыщенных жиров без незаменимых жирных кислот или диеты с высоким содержанием углеводов и без жира, мыши Omega демонстрируют высокий уровень в тканях жирных кислот омега-6 и омега-3 с соотношением ∼1∶ 1.Таким образом, в этом исследовании представлена ​​инновационная технология производства незаменимых жирных кислот омега-6 и омега-3, а также новая модель на животных для понимания истинного влияния жира на здоровье человека.

Образец цитирования: Pai VJ, Wang B, Li X, Wu L, Kang JX (2014) Трансгенные мыши превращают углеводы в незаменимые жирные кислоты. PLoS ONE 9 (5): e97637. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0097637

Редактор: Тьерри Алькье, CRCHUM-Монреальский исследовательский центр диабета, Канада

Поступила: 29 января 2014 г .; Принята к печати: 22 апреля 2014 г .; Опубликован: 16 мая 2014 г.

Авторские права: © 2014 Pai et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: Это исследование финансировалось фондами Fortune Education Foundation и Sansun Life Sciences. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: JXK является изобретателем и со-заявителем (совместно с Массачусетской больницей общего профиля, некоммерческой организацией) патента, касающегося композиций и методов изменения содержания полиненасыщенных жирных кислот в клетках млекопитающих (PCT / US2002). / 007649).У авторов нет других конкурирующих интересов, которые можно было бы заявить. Это не влияет на соблюдение авторами всех политик PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами.

Введение

Существует несколько классов жиров, которые по-разному влияют на здоровье человека, такие как насыщенные жирные кислоты (НЖК), мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК) и полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), включая незаменимые омега-6 (n-6). ) и омега-3 (n-3) ПНЖК. Недавние исследования показали, что на наше здоровье влияет не только количество потребляемых жиров, но, в большей степени, типы потребляемых жиров [1], [2].Например, общемировая тенденция к увеличению потребления НЖК и n-6 ПНЖК и снижению потребления n-3 ПНЖК совпала с растущей распространенностью хронических заболеваний, таких как болезни сердца, рак, болезнь Альцгеймера и диабет [2].

Обычно млекопитающие легко получают НЖК либо с пищей, либо с помощью эндогенного синтеза из глюкозы или аминокислот [3], и МНЖК также могут быть получены с пищей или преобразованы из НЖК геном стеароил-КоА десатуразы-1 (SCD-1). [4]. С другой стороны, n-6 и n-3 ПНЖК не могут быть взаимно преобразованы или синтезированы de novo у млекопитающих и в основном поступают с пищей [5].Основными незаменимыми жирными кислотами в рационе являются n-6 линолевая кислота (18: 2n-6, LA) и n-3 α-линоленовая кислота (18: 3n-3, ALA), которые могут превращаться в n-линолевую кислоту с более длинной цепью. -6 PUFA арахидоновая кислота (20: 4n-6, AA) и n-3 PUFA эйкозапентаеновая кислота (20: 5n-3, EPA) и докозагексаеновая кислота (22: 6n-3, DHA), соответственно, через серию десатурации и ферментные системы удлинения цепи [5]. Метаболиты, полученные из n-6 и n-3 ПНЖК, а именно эйкозаноиды, функционально различны и имеют важные противоположные физиологические эффекты [6].Например, эйкозаноиды, производные n-6, обычно способствуют воспалению, тогда как эйкозаноиды, производные n-3, обладают противовоспалительными свойствами. Поскольку синтез длинноцепочечных ПНЖК n-6 и n-3 и их метаболитов конкурирует за одни и те же ферменты, их соотношение в тканях организма определяет профиль эйкозаноидов. Недавние исследования показали, что соотношение n-6 / n-3 ПНЖК в тканях играет важную роль в патогенезе многих хронических заболеваний [2], [7]. Многие глобальные организации здравоохранения в настоящее время рекомендуют повышенное ежедневное потребление n-3 ПНЖК, особенно EPA и DHA, но эти n-3 ПНЖК в значительной степени ограничиваются морскими источниками (такими как рыба и водоросли), которые могут быть менее доступными или доступными [8] .Таким образом, часто бывает сложно сбалансировать различные типы пищевых жиров таким образом, чтобы оптимизировать здоровье.

В отличие от млекопитающих аскариды C. elegans способны продуцировать все классы жирных кислот, поскольку они обладают необходимыми генами. Например, ген fat-2 кодирует десатуразу, которая катализирует превращение MUFA в n-6 PUFA, а ген fat-1 обеспечивает преобразование n-6 в n-3 PUFA [9]. Наша лаборатория ранее создала трансгенную технологию fat-1 для экспрессии гена fat-1 у млекопитающих (как мышей, так и домашнего скота), которая успешно продемонстрировала превращение диетического n-6 в n-3 ПНЖК и продемонстрировала сбалансированный n-6. Соотношение -6 / n-3 ПНЖК в тканях организма независимо от диеты [10], [11].Наша более ранняя работа позволила создать уникальную модель мыши fat-1 для исследования n-3 ПНЖК, а также обеспечила устойчивую наземную стратегию производства n-3 ПНЖК из n-6 ПНЖК [12], [13], [14].

Целью этого исследования было создание новой модели трансгенных мышей, которые могут эндогенно синтезировать все незаменимые жирные кислоты. Наша стратегия заключалась в том, чтобы сначала создать трансгенную мышь fat-2 , обладающую геном fat-2 C. elegans, кодирующим фермент, который превращает MUFA в n-6 LA [9], а затем пересечь fat-2 трансгенных мышей с fat-1 трансгенных мышей, которых мы создали ранее, чтобы обладать C.elegans fat-1 , кодирующий фермент, превращающий n-6 в n-3 ПНЖК [10]. С помощью этой процедуры мы можем получить соединение fat-1 / fat-2 трансгенных мышей — далее называемых «Omega» — мыши, которые способны продуцировать как n-6, так и n-3 ПНЖК из рациона. содержащие только насыщенные жиры или углеводы (, рис. 1А, ).

Рисунок 1. Генерация, генотипирование и фенотипирование трансгенных мышей fat-2 и Omega.

( A ) Дорожная карта для преобразования незаменимых жирных кислот из несущественных питательных веществ у мышей Omega.У млекопитающих углеводы могут быть преобразованы в НЖК, а НЖК могут быть преобразованы в ННЖК с помощью SCD-1. Введение трансгенов fat-2 и fat-1 позволяет млекопитающим дополнительно преобразовывать MUFA в n-6 PUFA и n-6 PUFA в n-3 PUFA, соответственно. ( B ) Подтверждение экспрессии трансгенов fat-1 и fat-2 у однопометных мышей дикого типа (WT), fat-2 и Omega с помощью ПЦР. ( C ) График частичного газового хроматографа, показывающий профили жирных кислот общих липидов, экстрагированных из скелетных мышц мышей дикого типа (WT, верхняя панель), трансгенной мыши fat-2 ( Fat-2 , средний панель) и трансгенной мыши Omega (Omega, нижняя панель).Все мыши были 10-недельными самцами и получали одинаковую диету с высоким содержанием НЖК и углеводов и низким содержанием n-6 ПНЖК. ( D ) Количественное определение ПНЖК из мышечной ткани мышей WT, fat-2, и Omega (слева). Значения значимости см. В таблице 1 и таблице S2 . Сравнение соотношения n-6 / n-3 ПНЖК среди фенотипов (справа). Значения выражены как среднее ± стандартное отклонение. (n = 3 на группу; * P <0,05, ** P <0,01).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0097637.g001

Результаты и обсуждение

Чтобы обеспечить более высокую экспрессию гена C. elegans fat-2 у млекопитающих, мы сначала оптимизировали кодон последовательности fat-2 на основе последовательности десатуразы млекопитающих ( Рисунок S1 ) и использовали промотор бета-актина цыпленка для создания трансгенной конструкции (фиг. , фиг. S2, ), а затем использовали микроинъекцию для создания трансгенной мыши fat-2 . После подтверждения фенотипа и генотипа fat-2 гетерозиготных трансгенных мышей fat-2 подвергали обратному скрещиванию с мышами дикого типа (WT) C57BL6 в течение 5 поколений, а затем скрещивали с гетерозиготными трансгенными мышами fat-1 .Полученное потомство состояло из мышей WT, fat-1, , fat-2, и Omega. О фенотипе мышей fat-1 сообщалось ранее [7], [10], [12]. Экспрессия трансгенов fat-1 и fat-2 была подтверждена с помощью ПЦР, подтвердив, что мыши WT не экспрессируют ни один из трансгенов, мыши fat-2 несут только трансген fat-2 и мыши Omega экспрессируют трансгены fat-1 и fat-2 (, фиг. 1B, ).

Когда однопометников мышей WT, fat-1, fat-2 и Omega кормили одной и той же диетой с высоким содержанием насыщенных жиров и углеводов и низким содержанием n-6 ПНЖК ( Таблица S1 ), фенотип подтвердился с помощью газовой хроматографии (GC ) выявил четыре различных профиля жирных кислот в тканях ( таблицы 1, и 2 ). Разница в профилях жирных кислот у новых мышей fat-2 и Omega выделена на рис. 1C и D . Как и ожидалось, мыши WT демонстрировали высокие уровни насыщенных жиров и очень низкие уровни незаменимых жирных кислот, в первую очередь n-6 ПНЖК, с соотношением n-6 / n-3 ПНЖК примерно 3.5. Трансгенные мыши fat-2 продемонстрировали значительное увеличение общего содержания ПНЖК в тканях, при этом содержание n-6 ПНЖК в мышечной ткани удвоилось с примерно 700 мкг / г до 1350 мкг / г из-за превращения олеиновой кислоты. на n-6 LA и AA без значительного изменения уровней n-3 ПНЖК, что привело к соотношению n-6 / n-3 PUFA около 5. У трансгенных мышей Omega также наблюдалось значительно повышенное общее содержание ПНЖК, но в тканях. n-3 ПНЖК было увеличено примерно в пять раз по сравнению с их однопометниками WT и fat-2 из-за превращения почти половины содержания n-6 ПНЖК в n-3 ПНЖК с заметно сниженным содержанием n-6 / n-3 соотношение ПНЖК 0.75 ( Рисунок 1D ). Соответственно, уровни MUFA были снижены у мышей fat-2, и Omega, показывая, что n-6 PUFA были преобразованы из MUFA. Существенных различий в уровнях НЖК среди фенотипов не наблюдалось. Подробные профили жирных кислот для четырех генотипов (WT, fat-1, , fat-2, и Omega) показаны в таблицах S2–5 . Кроме того, при использовании диеты с высоким содержанием углеводов и без жира (, таблица S1, ) мыши fat-2, и Omega по-прежнему демонстрировали значительные тканевые уровни n-6 и n-3 ПНЖК, соответственно, что подтверждает их способность к вырабатывают незаменимые жирные кислоты при недостатке пищевых жиров и при приеме только углеводов ( Таблица 2 ).Изобилие в тканях n-6 PUFA у мышей fat-2 и n-3 и n-6 PUFA у мышей Omega, несмотря на то, что диета, содержащая мало этих жирных кислот, демонстрирует способность наших трансгенных мышей для производства незаменимых жирных кислот из несущественных питательных веществ — МНЖК, НЖК и даже углеводов.

Современная диета западного человека в корне отличается от того, что было на протяжении большей части человеческой эволюции. Среди множества изменений в рационе питания, произошедших за последние несколько десятилетий, ключевые изменения включают увеличение потребления насыщенных жиров, углеводов и n-6 ПНЖК с уменьшением потребления n-3 ПНЖК [15], [16], [ 17].В результате у современных людей соотношение ПНЖК n-6 к n-3 благоприятствует n-6 ПНЖК на целых 20 ± 1; эволюционно это соотношение было бы ближе к 1∶1, и считается, что это несоответствие имеет глубокие физиологические последствия [15], [16]. В этом исследовании представлена ​​новая трансгенная технология, которая может производить незаменимые жирные кислоты, особенно полезные n-3 ПНЖК, в продуктах животного происхождения (таких как мясо, молоко, яйца и т. Д.) Путем кормления животных только углеводами и / или насыщенными жирами. Учитывая, что n-3 ПНЖК в значительной степени ограничены морскими источниками (такими как рыба и водоросли), эта технология может, таким образом, генерировать устойчивые и доступные ресурсы n-3 PUFA, особенно там, где доступны только углеводы.

Трансгенная технология, представленная в этом исследовании, также будет очень полезна для выяснения влияния незаменимых жирных кислот на здоровье. Обычно модификация диеты используется для исследования эффектов различных профилей жирных кислот, что требует кормления животных разными диетами. Однако этот метод проблематичен, поскольку диеты могут содержать не только различные составы жирных кислот, но также различия в примесях, вкусе, калориях или других компонентах, используемых между исследовательскими группами, что в конечном итоге приводит к смешивающим факторам, которые усложняют интерпретацию результатов.Наша трансгенная технология позволяет нам создать четыре различных профиля жирных кислот в тканях с помощью одной диеты, что позволяет оценить истинное влияние различных жиров на здоровье без смешивающих факторов, влияющих на диету. Это очень важно для идентификации метаболических биомаркеров, связанных с метаболизмом липидов.

Это исследование ясно демонстрирует возможность получения млекопитающих, способных превращать НЖК и МНЖК в необходимые n-6 и n-3 ПНЖК. Трансгенные мыши, созданные в рамках этого проекта, будут служить уникальными моделями животных, свободными от влияющих на питание факторов, для надежного изучения биологических эффектов различных профилей жирных кислот.В конечном итоге эта трансгенная технология служит новой биотехнологией для производства незаменимых жирных кислот, особенно n-3 EPA и DHA, для удовлетворения растущего спроса.

Материалы и методы

Заявление об этике

Все процедуры на животных в этом исследовании были рассмотрены и одобрены Подкомитетом по уходу за исследовательскими животными (SRAC) Массачусетской больницы общего профиля (MGH).

Оптимизация кодонов

Для эффективной экспрессии гена низшего вида C.elegans у млекопитающих in vivo , использование кодонов C. elegans должно быть скорректировано так, чтобы оно соответствовало кодонам, используемым млекопитающими. Последовательность гена fat-2 была получена из банка генов (номер доступа в GenBank NM_070159). Мы использовали десатуразы млекопитающих, а также наш ранее оптимизированный ген fat-1 в качестве эталонов для определения различий в использовании кодонов десатураз между C. elegans и млекопитающими. Затем мы вручную скорректировали кодон, чтобы добиться оптимизации более чем на 80% ( Рисунок S1, ).

Синтез генов

После модификации последовательности гена для оптимизации использования кодонов ген fat-2 был синтезирован GenScript (Piscataway, NJ). Ген был синтезирован для фланкирования с сайтами расщепления EcoR I и доставлен в плазмиду pUC57. После амплификации последовательность fat-2 была вставлена ​​в экспрессионную плазмиду pCAGGS, содержащую куриный промотор бета-актина и энхансер цитомегаловируса (любезно предоставленные доктором Дж. Миядзаки, Медицинская школа Университета Осаки).После лигирования ориентация была подтверждена, и плазмида была амплифицирована. Наконец, фрагмент, содержащий промотор, последовательность fat-2 и последовательность полиА, вырезали с помощью SspI и Sfi I для микроинъекции (, фигура S2, ).

Микроинъекция

линий трансгенных мышей получали в MGH Transgenic Core Facility путем инъекции очищенного фрагмента Ssp I и Sfi I в оплодотворенные яйца мышей C57BL / 6 X C3H.Оплодотворенные яйца, содержащие трансген, переносили псевдобеременным мышам (B6CF1) для получения трансгенных мышей. Затем трансгенных мышей-основателей подвергали генотипированию и фенотипированию.

Генотипирование и фенотипирование

Генотипирование осуществляли путем удаления кончика хвоста для получения образца ДНК для ОТ-ПЦР, которую проводили со следующими праймерами: fat-2 вперед, GCGGCCA GACCCAGACCATC; и fat-2 обратный, GGGCGAC GTGACCGTTGGTA.Продукты ПЦР подвергали гель-электрофорезу на 2% агарозном геле. Фенотипирование с помощью анализа состава жирных кислот с использованием газовой хроматографии (ГХ) проводили, как описано ранее [18]. Мышей fat-2 содержали после отъема на диете с низким содержанием ПНЖК (, таблица S1, ). ГК проводили через 20 дней диеты, чтобы учесть более четкие фенотипы. Образцы ткани измельчали ​​до порошка в атмосфере жидкого азота, и общий объем липидов экстрагировали с использованием хлороформа / метанола (2-1, об. / Об.).Затем жирные кислоты метилировали, нагревая их при 100 ° C в течение 1 часа с реагентом 14% трифторид бора (BF3) -метанол (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури) и гексаном (Sigma-Aldrich). Метиловые эфиры жирных кислот анализировали с помощью ГХ с использованием полностью автоматизированной сетевой системы ГХ 6890N (Agilent Technologies, Санта-Клара, Калифорния), оснащенной пламенно-ионизационным детектором и капиллярной колонкой Omegawax 250 (30 м × 0,25 мм внутренний диаметр). Стандарты жирных кислот (Nu-chek-Prep, Elysian, MN) использовали для идентификации пиков разделенных жирных кислот, а процент площади для всех разрешенных пиков анализировали с использованием программного обеспечения GC ChemStation (Agilent).Жирную кислоту C23: 0 (20 мкг / образец) использовали в качестве внутреннего стандарта для расчета количества каждой измеренной жирной кислоты.

После идентификации генотипа и фенотипа мышей fat-2 скрещивали с мышами WT C57BL6 для создания поколения F1. Затем поколение F1 подвергали обратному скрещиванию с мышами WT C57BL6 по меньшей мере 5 раз, чтобы проверить, является ли ген передающимся, а также установить чистый фон, чтобы линий fat-2 могли поддерживаться со значительным фенотипом.Каждое поколение подвергали генотипированию с помощью RT-PCR и фенотипированию с помощью GC.

Поколение мышей Omega

Соединение fat-1 / fat-2 трансгенных мышей были созданы путем скрещивания гетерозиготных трансгенных мышей fat-2 с гетерозиготными трансгенными мышами fat-1 , которые ранее были созданы нашей группой [10]. После отъема потомство содержалось либо на диете с низким содержанием ПНЖК, либо на диете без жира (, таблица S1, ), а затем генотипировали с помощью RT-PCR и фенотипировали с помощью GC.Генотипирование мышей Omega методом ОТ-ПЦР проводили с использованием следующих праймеров: fat-1, вперед, TGTTCATGCCTTCT TCTTTTTCC; fat-1 реверс, GCGACCATACC TCAAACTTGGA; fat-2 вперед, GCGGCCA GACCCAGACCATC; fat-2 реверс, GGGCGAC GTGACCGTTGGTA. Фенотипирование с помощью анализа состава жирных кислот с помощью ГХ проводили, как описано ранее [18].

Статистический анализ

GraphPad Prism 5 (GraphPad Software, Сан-Диего, Калифорния) использовался для всех статистических анализов.Наборы данных были проанализированы с помощью F-теста для проверки нормального распределения. Для определения статистической значимости использовали однофакторный дисперсионный анализ ANOVA с последующим тестом Тьюки, установленный на * P <0,05 и ** P <0,01.

Благодарности

Авторы благодарны Марине Канг и Джейсону Кангу за помощь в редактировании.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: JXK. Проведены эксперименты: VJP BW XYL LW. Проанализированы данные: XYL VJP BW JXK. Написал бумагу: JXK.

Ссылки

1. 1. Совместная консультация экспертов ВОЗ / ФАО (2003 г.) «Диета, питание и профилактика хронических заболеваний» (серия технических отчетов ВОЗ 916). Женева: Всемирная организация здравоохранения. С. 81–94.
2. 2. Simopoulos AP (2008) Важность соотношения омега-6 / омега-3 жирных кислот при сердечно-сосудистых и других хронических заболеваниях. Exp Biol Med 233: 674–688.
3. 3. Volpe JJ, Vagelos PR (1976) Механизмы и регуляция биосинтеза насыщенных жирных кислот.Physiol Rev 56: 339–417.
4. 4. Патон С.М., Нтамби Дж. М. (2009) Биохимическая и физиологическая функция стеароил-КоА-десатуразы. Am J Physiol Endocrinol Metab 297: E28–37.
5. 5. Леонард А.Е., Перейра С.Л., Спречер Х., Хуанг Ю.С. (2004) Удлинение длинноцепочечных жирных кислот. Prog Lipid Res 43: 36–54.
6. 6. Kang JX, Weylandt KH (2008) Модуляция воспалительных цитокинов омега-3 жирными кислотами. Subcell Biochem 49: 133–143.
7. 7. Kang JX (2011) Соотношение жирных кислот омега-6 / омега-3 при хронических заболеваниях: модели на животных и молекулярные аспекты.World Rev Nutr Diet 102: 22–29.
8. 8. Gebauer SK, Psota TL, Harris WS, Kris-Etherton PM (2006) Рекомендации по питанию n-3 жирных кислот и источники пищи для достижения жизненно важных и сердечно-сосудистых преимуществ. Am J Clin Nutr 83: 1526–1535.
9. 9. Watts JL, Browse J (2002) Генетическое вскрытие синтеза полиненасыщенных жирных кислот у Caenorhabditis elegans. Proc Natl Acad Sci U S A 99: 5854–5859.
10. 10. Kang JX, Wang J, Wu L, Kang ZB (2004) Трансгенные мыши: мыши с жиром 1 превращают n-6 в n-3 жирные кислоты.Природа 427: 504.
11. 11. Lai L, Kang JX, Li R, Wang J, Witt WT и др. (2006) Получение клонированных трансгенных свиней с жиром-1 и , богатых омега-3 жирными кислотами. Природная биотехнология 24: 435–436.
12. 12. Kang JX (2007) Трансгенные мыши Fat-1: новая модель для исследования омега-3. Простагландины Leuko Essent Fatty Acids 77: 263–267.
13. 13. Кан Дж. Х., Лист A (2007) Почему свинья с омега-3 должна поступать на рынок. Природная биотехнология 25: 505–506.
14. 14. Кан Дж. Х. (2011) Омега-3: связь между глобальным изменением климата и здоровьем человека. Biotechnol Adv 29: 388–390.
15. 15. Leaf A, Weber PC (1987) Новая эра науки в области питания. Am J Clin Nutr 45: 1048–1053.
16. 16. Кордайн Л., Итон С.Б., Себастьян А., Манн Н., Линдеберг С. и др. (2005) Истоки и эволюция западной диеты: значение для здоровья в 21 веке. Am J Clin Nutr 81: 341–354.
17. 17. Институт медицины национальных академий (2002). Пищевые жиры: общий жир и жирные кислоты.В: Нормы потребления энергии, углеводов, клетчатки, жиров, жирных кислот, холестерина, белков и аминокислот (макроэлементов) с пищей. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы, стр. 335–432.
18. 18. Кан Дж. Х, Ван Дж. (2005) Упрощенный метод анализа полиненасыщенных жирных кислот. BMC Biochem 6: 5.

Трансгенные свиньи богаты полезными жирами

Джессика Маршалл

Трансгенные свиньи, обогащенные омега-3 жирными кислотами, однажды смогут сделать свиные колбаски здоровой пищей.

Омега-3 в высоких концентрациях содержатся в жирной рыбе и таких продуктах, как семена льна. Другой класс липидов, омега-6 жирных кислот, часто встречается в мясе. Западная диета сильно перекосилась в сторону потребления омега-6 жирных кислот по сравнению с омега-3, и считается, что это способствует увеличению случаев сердечных заболеваний, рака, диабета и других заболеваний.

В 2004 году исследователи создали свиней, которые могут преобразовывать свои нездоровые жирные кислоты омега-6 в омега-3, изменив соотношение жиров омега-6 и омега-3 в пять раз.Команда использовала методы клонирования для создания поросят, которые вырабатывают фермент — первоначально из нематодного червя — который превращает жирные кислоты омега-6 в омега-3.

Последнее исследование показало, что омега-3 составляли в среднем 8% общего жира в мышцах шести трансгенных поросят по сравнению с 1-2% у нормальных поросят.

Соавтор исследования

Цзин Канг из Гарвардской медицинской школы в Бостоне, штат Массачусетс, США, считает, что команда может удвоить концентрацию омега-3 в последующих усилиях, доведя уровни до уровня, обнаруженного в рыбе.

Дилемма беременности

Сегодняшний запас омега-3 жирных кислот ограничен истощением рыбных запасов, отмечает он. Кроме того, употребление в пищу рыбы создает дилемму для беременных женщин, которые могут беспокоиться о загрязнении ртутью, говорит соавтор Ифань Дай из Университета Питтсбурга, штат Пенсильвания, США. «Если у нас есть запас омега-3 без загрязнения ртутью, это будет идеальная добавка для матери», — говорит он.

Исследователи сомневаются, что этот ген существенно повлияет на вкус свинины.Но на данный момент никто не может попробовать мясо трансгенных свиней без разрешения регулирующего органа США, Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. Тем временем свиней будут разводить, а их потомство использовать для сердечно-сосудистых и других исследований. «Я предполагаю, что трансгенные свиньи будут более здоровыми, потому что у них будет лучшее соотношение омега-3 и омега-6», — говорит Дай.

Однако два недавних исследования ставят под сомнение широко разрекламированные преимущества жирных кислот омега-3. Недавний обзор исследований показал, что они не могут помочь предотвратить рак, и обзор, опубликованный в British Medical Journal (DOI & col; 10.1136 / bmj.38755.366331.2F) не нашли четких доказательств того, что омега-3 снижают смертность или сердечно-сосудистые события.

Но новые свиньи не сделают здоровым есть неограниченное количество бекона, — предупреждает Дай. Хотя омега-3 вырабатываются в мышцах и тканях органов, жир, который образует полоски бекона, останется с высоким содержанием нездоровых насыщенных жиров. По словам Канга, для тех, кто предпочел бы голень или гамбургер, на очереди курица и коровы с добавлением омега-3.

Справка журнала & двоеточие; Nature Biotechnology (DOI & col; 10.1038 / nbt1198)

Мышей Fat-1 превращают n -6 в n -3 жирные кислоты

Ген fat-1 C. elegans кодирует n -3 фермент десатуразы жирных кислот, который превращает n -6 в n -3 жирных кислот и который отсутствует у большинства животных, включая млекопитающих ^2,3 . Мы перенесли этот ген fat-1 в мышей и вырастили их вместе с мышами дикого типа, которых держали на идентичной диете, которая содержала высокое содержание n -6, но дефицит n -3 жирных кислот.Однако профили жирных кислот двух групп оказались совершенно разными (рис. 1). Ткани животных дикого типа содержат полиненасыщенные жирные кислоты, которые в основном (около 98%) n -6 линолевая кислота (обозначенная 18: 2 n -6 жирная кислота, поскольку она имеет 18 атомов углерода и 2 двойные связи, один в положении n -6) и арахидоновую кислоту (AA, 20: 4 n -6) с очень небольшим количеством n -3 жирных кислот (из диетического источника). Напротив, ткани трансгенных животных богаты n -3 полиненасыщенными жирными кислотами, включая линоленовую кислоту (18: 3 n -3), эйкоза-пентаеновую кислоту (EPA, 20: 5 n -3), докозапентаеновая кислота (DPA, 22: 5 n -3) и докозагексаеновая кислота (DHA, 22: 6 n -3).

Рис. 1: График частичного газового хроматографа, показывающий профили полиненасыщенных жирных кислот общего липида, экстрагированного из скелетных мышц мыши.

a, b, Следы липидов a, мыши дикого типа и b, трансгенной мыши fat-1 (гетерозиготы). Вектор экспрессии, используемый для микроинъекции, содержал гуманизированную последовательность fat-1 (с модификацией использования кодонов) и промотор куриного β-актина и энхансер цитомегаловируса, которые обеспечивают высокую и широкую экспрессию трансгена у мышей ^6,7 .И мыши дикого типа, и трансгенные мыши были 8-недельными самками, которых кормили одной и той же диетой, которая содержала высокое содержание n -6, но низкое содержание n -3 жирных кислот. Липидные профили показывают, что концентрации n -6 полиненасыщенных кислот (18: 2 n -6, 20: 4 n -6, 22: 4 n -6 и 22: 5 n -6 ) ниже, а уровни n -3 жирных кислот (звездочки) заметно выше в трансгенных ( b ), чем в мышцах дикого типа ( a ).(Гомозиготы и гетерозиготы имеют схожий фенотип.)

Концентрации n -6 линолевой и арахидоновой кислот в тканях трансгенных мышей значительно снижаются, что указывает на то, что n -6 жирных кислот были преобразованы в n. -3, в результате чего отношение n -6 к n -3 упало с 20-50 до почти 1. Это обогащение n -3 за счет n -6 дает сбалансированное соотношение n -6 до n -3 и AA / (EPA + DPA + DHA) во всех протестированных органах и тканях (Таблица 1).Трансгенные скелетные мышцы содержат больше EPA, чем DHA, но DHA является доминирующей n -3 жирной кислотой в других органах.

Таблица 1 Соотношение жирных кислот у мышей дикого типа и fat-1 мышей

Мы исследовали профили жирных кислот в тканях четырех поколений трансгенных линий мышей (гомозиготных или гетерозиготных) и обнаружили, что n -3 жирных кислоты, что указывает на то, что трансген является функционально активным in vivo и может передаваться. Трансгенные мыши выглядят нормальными и здоровыми.

Были предприняты усилия по включению n -3 жирных кислот в пищевые продукты ^1,4 из-за их пользы для здоровья и озабоченности высоким соотношением n -6: n -3 в западных диетах. Наши результаты предполагают новую стратегию производства продуктов питания, обогащенных n -3 жирных кислот, от домашнего скота, несущего транс-ген n -3 десатуразы. В настоящее время сельскохозяйственных животных кормят рыбной мукой и другими морскими продуктами, но это требует много времени и средств, и их количество ограничено количеством источника ⁵ .Производство n -3 жирных кислот самими животными было бы рентабельным и устойчивым способом удовлетворения растущего спроса; идеальное соотношение n -6: n -3, равное примерно 1, может быть достигнуто путем употребления продуктов, содержащих это соотношение, и без введения строгих диетических изменений.

Наши трансгенные мыши также предлагают модель для исследования биологических функций n -3 жирных кислот и важности соотношения n -6: n -3 в профилактике и лечении заболеваний.Специфические эффекты n -3 жирных кислот и соотношения n -6: n -3 могут быть протестированы в различных органах и тканях — например, они могут изменять экспрессию генов или физиологическую активность в течение жизненного цикла. Наши линии мышей могут быть генетически подвергнуты обратному скрещиванию с моделями болезней мышей, чтобы проверить влияние n -3 жирных кислот на патогенез и лечение этих заболеваний.

Трансгенная мышь с жиром-1 как модель для изучения патофизиологии сердечно-сосудистых, неврологических и психических расстройств | Липиды в здоровье и болезнях

Один из традиционных подходов к изменению питательного состава тканей с целью изучения влияния различных диет — это дополнение экспериментальных групп различными диетами, состоящими из множества вариаций.Хотя это общепринятый способ изучения влияния различных питательных веществ и их влияния на различные физиологические процессы и патологические ситуации, трудно сделать все диетические компоненты идентичными, за исключением общей энергии, между двумя диетами и, возможно, одним компонентом, в котором один заинтересован. Неизбежные различия между диетами и их компонентами, какими бы незначительными они ни были, могут затруднить исследование и способствовать наблюдаемым несоответствиям или противоречивым результатам.Это особенно актуально для исследований, когда кто-то хочет знать конкретные действия и функции жирных кислот ω-3 и ω-6. В общем, эффекты ω-3 и ω-6 жирных кислот изучаются, дополняя экспериментальные группы животных разными соотношениями ω-3 / ω-6 жирных кислот, чтобы установить различные профили жирных кислот в тканях и экстраполировать результаты, чтобы полученных к наблюдаемым различиям исследуемых показателей. В этих исследованиях обычно используются рыбий жир и семена растений / растительные масла для обеспечения необходимых ω-3 / ω-6 жирных кислот соответственно.Поскольку эти жирные кислоты получены из разных источников и могут содержать другие биологически активные соединения, какими бы незначительными они ни были, они могут повлиять на результаты исследования. Кроме того, полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) очень нестабильны и подвержены окислению. Эти переменные, обусловленные диетой и процедурами кормления, неизменно влияют на результаты.

Fat-1 мышь

Ввиду этих проблем, идеально разработать трансгенную мышь, способную преобразовывать ω-6 в ω-3 жирные кислоты, чтобы результаты, полученные на такой животной модели, были более надежными. и легко интерпретируется с точки зрения эффектов ω-3 и ω-6 жирных кислот.Мыши, сконструированные для несения гена fat-1 из Caenorhabditis elegans , могут добавлять двойную связь в углеводородную цепь ненасыщенных жирных кислот и преобразовывать ω-6 в ω-3 жирные кислоты, как показано на рисунке 1. Это привело к изобилию ω-3 и снижение содержания ω-6 жирных кислот в органах и тканях этих мышей даже в отсутствие пищевых ω-3 жирных кислот [1]. Таким образом, модель мыши fat-1 дает возможность исследовать биологические функции жирных кислот ω-3 и важность соотношения ω-3 / ω-6 в различных физиологических процессах и заболеваниях.Когда и трансгенных мышей, и мышей дикого типа содержали на диете, богатой ω-6 жирными кислотами (в основном линолевой кислотой, 18: 2) с очень низким содержанием ω-3 жирных кислот (~ 0,1% от общего количества поставляемых жиров), мыши дикого типа показали мало или совсем нет ω-3 жирных кислот в своих тканях, потому что они не могут продуцировать ω-3 из ω-6 жирных кислот, в то время как трансгенные мыши fat-1 показали значительные количества ω-3 жирных кислот в своих тканях (1, и см. в таблице 1 различия в соотношении жирных кислот ω-3 и ω-6 в различных тканях между мышами дикого типа и мышами с жиром-1).Было обнаружено, что трансгенные мыши являются нормальными и здоровыми, и многие поколения линий трансгенных мышей были исследованы, и их тканевые профили жирных кислот показали стабильно высокие уровни ω-3 жирных кислот, что указывает на то, что трансген является передающимся.

Рисунок 1

Ген fat-1 кодирует n-3-десатуразу, которая превращает n-6 в n-3 жирную кислоту .

Таблица 1 Соотношение жирных кислот (ω-6 / ω-3) у мышей дикого типа и мышей fat-1 .

Предварительные исследования уже подтвердили, что трансгенная мышь fat-1 устойчива к колиту [2], химическому гепатиту из-за подавления воспалительной реакции [3] и остеопорозу после овариэктомии [4]. Колит, химический гепатит и остеопороз — все из-за повышенной выработки цитокинов: инерлейкина-6 (IL-6) и фактора некроза опухоли-α (TNF-α), и поскольку эти заболевания гораздо менее тяжелы у трансгенных fat-1. Мышь указывает, что присутствие повышенных количеств ω-3 жирных кислот в соответствующих тканях и плазме оказывает подавляющее действие на воспаление.Во всех этих исследованиях, за исключением исследования модели колита [2], уровни липоксинов, резольвинов, протекинов и марезинов в плазме и тканях продуктов жирных кислот ω-3 не оценивались.

Поразительное снижение развития и прогрессирования меланомы у трансгенных мышей fat-1 параллельно с увеличением уровней PGE ₃ (простагландин E ₃ ), полученного из EPA и более высокого отношения ω-3 / ω-6 в опухоли и окружающей ткани у мышей fat-1 сообщалось о сравнении с животными дикого типа [5].Ген PTEN (опухолевый супрессор) был значительно активирован у мышей fat-1 . Мы предполагаем, что положительное действие, наблюдаемое у трансгенных мышей fat-1 в отношении менее тяжелого колита, химического гепатита, остеопороза и противораковой активности, связано с повышенным образованием липоксинов, резольвинов, протекинов и марезинов, полученных из ω -3 EPA и DHA. Это означает, что липоксины, резольвины, протектины и марезины обладают антиатерослеротическим, кардиозащитным и противораковым действием, особенно после острого инфаркта миокарда и ишемии-реперфузии.

Несмотря на эти преимущества, отмеченные у трансгенных мышей fat-1 , он не лишен побочных эффектов. Джи и др. [6] разработали семь линий трансгенных мышей fat-1 и (C57 / BL6), контролируемых регуляторными последовательностями гена адипоцитарного белка-2 (aP2) для адипоцит-специфической экспрессии (AP-линии). Ji et al [6] не смогли получить гомозиготное трансгенное потомство fat-1 от двух линий с самой высокой экспрессией, что предполагает, что чрезмерная экспрессия этого фермента может быть летальной во время беременности.Как и ожидалось, было отмечено, что анализ жирных кислот сыворотки fat-1 трансгенных мышей (AP-3), получавших диету с высоким содержанием ненасыщенных жиров ω-6, показал соотношение ω-6 / ω-3 жирных кислот, сниженное на 23% и концентрация ω-3 жирных кислот эйкозапентаеновой кислоты (EPA) увеличилась на 61%. Докозагексаеновая кислота (DHA) увеличилась на 19% в белой жировой ткани. Самцы мышей линии AP-3-fat-1 имели улучшенную толерантность к глюкозе и сниженную массу тела без изменения чувствительности к инсулину при введении высокоуглеводной диеты, в то время как самки мышей AP-3 имели пониженную толерантность к глюкозе и отсутствие изменений в инсулине. чувствительность или масса тела.Эти данные показывают, что самцы трансгенных мышей fat-1 имеют улучшенную толерантность к глюкозе, вероятно, из-за повышенной секреции инсулина, в то время как самки мышей fat-1 имеют более низкую толерантность к глюкозе по сравнению с мышами дикого типа. Неспособность трансгенных мышей fat-1 и производить гомозиготное потомство предполагает, что длительное воздействие повышенных концентраций ω-3 жирных кислот может быть вредным для репродукции [6].

Поскольку некоторые из полезных действий ПНЖК приписываются образованию противовоспалительных молекул, происходящих из АК, ЭПК и ДГК, уместно кратко обсудить здесь метаболизм незаменимых жирных кислот.

Метаболизм незаменимых жирных кислот

Незаменимые жирные кислоты (НЖК) являются важными составляющими всех клеточных мембран и придают мембранам свойства текучести и, таким образом, определяют и влияют на поведение мембраносвязанных ферментов и рецепторов. EFAs необходимы и не могут быть синтезированы в организме и, следовательно, должны поступать с пищей [7]. Существует два типа EFA: серия ω-6, полученная из цис- -линолевой кислоты (LA, 18: 2), и серия ω-3, полученная из α-линоленовой кислоты (ALA, 18: 3).LA превращается в γ-линоленовую кислоту (GLA, 18: 3, n-6) под действием фермента Δ ⁶ десатуразы (Δ ⁶ d), а GLA удлиняется с образованием дигомо-GLA (DGLA, 20 : 3, n-6), предшественник 1 ряда простагландинов (ПГ). DGLA также может быть преобразован в арахидоновую кислоту (AA, 20: 4, n-6) под действием фермента Δ ⁵ десатуразы (Δ ⁵ d). АК образует предшественник 2-го ряда простагландинов, тромбоксанов и 4-го ряда лейкотриенов. ALA превращается в эйкозапентаеновую кислоту (EPA, 20: 5, n-3) с помощью Δ ⁶ и Δ ⁵ десатураз.EPA образует предшественник 3-го ряда простагландинов и 5-го ряда лейкотриенов. LA, GLA, DGLA, AA, ALA, EPA и докозагексаеновая кислота (DHA, 22: 6, n-3) — все это ПНЖК, но только LA и ALA являются EFA (метаболизм EFA см. На рисунке 2). AA и EPA также образуют соответствующие гидроксикислоты, которые, в свою очередь, превращаются в соответствующие лейкотриены (LT). И PG, и LT обладают высокой биологической активностью, обладают провоспалительным действием и, как известно, участвуют в различных патологических процессах.Многие функции EFA также вызываются ПНЖК, и состояния дефицита EFA могут быть в значительной степени скорректированы с помощью ПНЖК.

Рисунок 2

Схема, показывающая метаболизм незаменимых жирных кислот .

Исследования показали, что ПНЖК сами по себе играют важную роль в патобиологии клинических состояний. Это в дополнение к роли PG и LT в этих условиях. Например, при воспалительном заболевании кишечника воспалительные события, по-видимому, инициируются и поддерживаются PG и LT (такими как PGE ₂ , PGF _2α , TXA ₂ и LTB ₄ , LTC ₄ и LTD. ₄ ), продуцируемых из AA, тогда как при введении значительных количеств EPA и DHA воспалительный процесс в значительной степени прекращается.Это благоприятное действие EPA / DHA при добавлении из внешних источников объясняется вытеснением AA из пула фосфолипидов клеточной мембраны и образованием менее провоспалительных PG (таких как PGE ₃ , PGF _3α , TXA _{). 3} ) и LT (такие как LTB ₅ , LTC ₅ и LTD ₅ ) от них и, следовательно, благоприятный ответ (см. Рисунок 2 для метаболизма EFA и различных продуктов, образованных из них).

AA, EPA и DHA также образуют противовоспалительные молекулы, такие как липоксины (LX), резольвины, протекины, марезины и нитролипиды.LX, резольвины, протектины и марезины (см. Рисунок 2 для метаболизма незаменимых жирных кислот и образования резольвинов, протекинов, липоксинов и марезинов из ПНЖК) подавляют воспаление и помогают в разрешении воспалительных явлений, включая инфильтрацию лейкоцитов и удаление клеточного мусора. от места воспаления. Это говорит о том, что ПНЖК образуют предшественники как провоспалительных, так и противовоспалительных молекул, и баланс между этими взаимно антагонистическими соединениями может определять конечный результат процесса заболевания, который лежит в основе образования мышей fat-1 и благоприятные результаты, наблюдаемые с fat-1 мышей [1–6].

EFAs и PUFAs играют важную роль в различных заболеваниях, особенно в сердечно-сосудистых и неврологических / психических расстройствах [8–15]. Это в дополнение к роли PG и LT в этих условиях. AA, EPA и DHA образуют противовоспалительные молекулы липоксины (LX), резольвины, протекины и марезины, которые подавляют воспаление. Таким образом, ПНЖК образуют предшественников как провоспалительных, так и противовоспалительных молекул, и баланс между этими взаимно антагонистическими соединениями может определять конечный результат процесса болезни.Также были идентифицированы биологически активные соединения, образующиеся в результате нитрования ненасыщенных жирных кислот, называемые нитролипидами. Нитролипиды стимулируют расслабление гладких мышц, блокируют активацию тромбоцитов, подавляют функции нейтрофилов человека и подавляют воспаление. Таким образом, ПНЖК обладают многими важными действиями не только сами по себе, но и повышая уровень различных биологически активных соединений.

Баланс ω-6 и ω-3 и их роль в сердечно-сосудистых, неврологических и психических расстройствах

Было высказано предположение, что существенное снижение потребления ω-3 жирных кислот может быть одним из основных изменений в западном питании в последние 50 лет, которые способствовали увеличению случаев сердечно-сосудистых и неврологических / психических расстройств.Увеличивая потребление ω-6 или ω-3 жирных кислот, можно повысить содержание этих жирных кислот в плазме и тканях. В целом ожидается, что увеличение содержания ω-6 жирных кислот, таких как АК, приведет к увеличению образования провоспалительных PG, LT и TX; тогда как увеличение содержания ω-3 жирных кислот, таких как EPA и DHA, может привести к усиленному образованию менее провоспалительных соединений, таких как PGI ₃ , TXA ₃ , LT 5 серии и противовоспалительных соединений липоксинов. , резольвины, протектины и марезины, которые могут предотвратить или даже устранить развитие атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонии, болезни Альцгеймера, шизофрении, депрессии, болезни Хантингтона и других сердечно-сосудистых и неврологических заболеваний, связанных с воспалительными явлениями.В связи с этим было рекомендовано, чтобы как нормальные люди, так и субъекты с высоким риском развития этих заболеваний и пациенты увеличивали потребление ω-3 жирных кислот, особенно EPA и DHA.

Млекопитающие не могут преобразовывать ω-6 в ω-3 жирные кислоты, поскольку у них отсутствует ген для этой цели. Используя трансгенный подход, Канг и др. (1) гетерологично экспрессировали ген C. elegans fat-1 у мышей. Полученные мыши не только показали повышенные концентрации ω-3 ALA, EPA, DHA и докозапентаеновой кислоты (DPA), но также значительно снизили ω-6 LA и AA в мышцах, эритроцитах, сердце, мозге, печени, почках, ткани легкого и селезенки так, что соотношение ω-6 к ω-3 упало с 20-50 до почти 1.Несмотря на такое резкое изменение соотношения ω-6 к ω-3, трансгенные мыши оказались нормальными и здоровыми, хотя они показали неспособность производить гомозиготное потомство [6]. Модель трансгенной мыши fat-1 идеально подходит для изучения влияния соотношения ω-6 / ω-3 в тканях в организме и для определения точного молекулярного механизма действия ω-3 жирных кислот и их метаболитов.

дисбаланс ω-6 и ω-3 при сердечно-сосудистых заболеваниях

НЖК и их длинноцепочечные метаболиты, такие как GLA, DGLA, AA, EPA и DHA, а также другие продукты, такие как простагландины E ₁ (PGE ₁ ), простациклин (PGI ₂ ), PGI ₃ , липоксины (LXs), резольвины, протектины и марезины предотвращают агрегацию тромбоцитов, снижают артериальное давление, обладают антиаритмическим действием, снижают уровень холестерина ЛПНП, смягчают неблагоприятное действие гомоцистеина противовоспалительное действие, активирует теломеразу и обладает цитопротекторными свойствами.Из всех ПНЖК: DHA = EPA> GLA> DGLA, когда их действие на агрегацию тромбоцитов, способность снижать артериальное давление, предотвращать сердечные аритмии, снижать ХС-ЛПНП, уменьшать неблагоприятное действие гомоцистеина, противовоспалительное действие, активацию теломеразы и сравниваются цитопротекторные свойства. С другой стороны, АК может увеличивать выработку провоспалительных эйкозаноидов и, таким образом, может быть вредным, хотя следует отметить, что противовоспалительные соединения, такие как липоксины, также образуются из АК.Следовательно, биологическое действие АА в организме кажется довольно сложным. При определенных обстоятельствах АК может быть полезной, вызывая липоксины, тогда как иногда она может быть вредной, увеличивая выработку провоспалительных эйкозаноидов. Несколько исследований показали, что у пациентов с ИБС, артериальной гипертензией и сахарным диабетом 1 и 2 типа уровни АК в плазме и тканях были низкими (обзор приведен в [15-17]), что позволяет предположить, что в этих условиях возможно усиление тканевого и уровни АК в плазме могут быть полезными.Это не было показано, но возможно, что при нормальных уровнях АК в плазме и тканях образование липоксинов может быть оптимальным, так что не произойдет неуместной агрегации тромбоцитов, атеросклероза и воспаления. Таким образом, в физиологических условиях НЖК и их метаболиты проявляют все классические действия, ожидаемые от «полипилля» [17]. Более того, EFA — это эндогенные молекулы, присутствующие почти во всех тканях, не имеющие значительных или незначительных побочных эффектов, могут приниматься перорально в течение длительных периодов времени даже беременными женщинами, кормящими матерями и младенцами, детьми и взрослыми; и снизить частоту сердечно-сосудистых заболеваний, включая инсульт.Кроме того, различные EFA и их длинноцепочечные метаболиты (включая липоксины, резольвины, протектины и марезины) не только усиливают образование оксида азота, но также вступают в реакцию с оксидом азота с образованием соответствующих производных нитроалкена, которые вызывают релаксацию сосудов, ингибируют дегрануляцию нейтрофилов и образование супероксида. , ингибируют активацию тромбоцитов, обладают активностью лиганда PPAR-γ и высвобождают NO, таким образом предотвращая агрегацию тромбоцитов, тромбообразование, атеросклероз и сердечно-сосудистые заболевания.Эти данные свидетельствуют о том, что рациональная комбинация ω-3 и ω-6 жирных кислот и кофакторов, необходимых для их соответствующего действия / метаболизма, столь же полезна, как и комбинированное применение статина, тиазида, β-блокатора, и ингибитор ангиотензинпревращающего фермента (АПФ), фолиевую кислоту и аспирин. Более того, соответствующая комбинация ω-3 и ω-6 жирных кислот может даже показать дополнительные преимущества в виде защиты от депрессии, шизофрении, болезни Альцгеймера и улучшить когнитивные функции; и служат эндогенными противовоспалительными молекулами; и могут вводиться с детства на протяжении всей жизни [17].

На основании этих доказательств предполагается, что исследования могут быть выполнены на трансгенных мышах fat-1 для проверки некоторых из вышеперечисленных постулатов. Например, мы предполагаем, что трансгенная мышь fat-1 будет устойчивой к атеросклерозу, тромбозу, ИБС, инсульту и воспалительным состояниям, таким как воспалительные заболевания кишечника, коллагеновые сосудистые заболевания, такие как ревматоидный артрит и волчанка, ишемия-реперфузия и сердечная недостаточность. аритмии после инфаркта миокарда.

Предварительные исследования уже подтвердили, что трансгенная мышь fat-1 действительно устойчива к колиту (2), химическому гепатиту из-за подавления воспалительной реакции (3) и остеопорозу после овариэктомии (4). Колит, химический гепатит и остеопороз возникают из-за повышенной выработки провоспалительных цитокинов. Поскольку эти заболевания гораздо менее тяжелы у трансгенных мышей fat-1, указывает на то, что присутствие повышенных количеств ω-3 жирных кислот в соответствующих тканях и плазме оказывает подавляющее действие на воспаление.Во всех этих исследованиях, за исключением исследования модели колита (2), уровни липоксинов, резольвинов, протекинов и марезинов в плазме и тканях продуктов жирных кислот ω-3 не оценивались. Мы предполагаем, что положительное действие, наблюдаемое у трансгенных мышей fat-1 в отношении менее тяжелого колита, химического гепатита и остеопороза, связано с усиленным образованием липоксинов, резольвинов, протекинов и марезинов, полученных из ω-3 EPA и DHA.

дисбаланс ω-6 и ω-3 и шизофрения, болезнь Хантингтона и болезнь Альцгеймера

Системное воспаление низкой степени тяжести играет важную роль в патобиологии шизофрении, болезни Хантингтона, депрессии и болезни Альцгеймера.У пациентов с шизофренией повышаются концентрации провоспалительных цитокинов как в циркулирующей, так и в спинномозговой жидкости (CSF), а концентрации фосфолипидов в плазме EPA и DHA снижаются. Сообщалось, что добавление EPA (особенно этил EPA) принесло этим пациентам некоторую пользу (см. Обзор [11–14]).

Диета с высоким содержанием DHA замедляет прогрессирование болезни Альцгеймера (БА) у мышей. В частности, DHA сокращает вредные бляшки в головном мозге, которые отмечают болезнь. У мышей, генетически измененных для развития болезни Альцгеймера, когда их кормили пищей, обогащенной DHA, накопление амилоидного белка в головном мозге было на 70 процентов меньше, чем у контрольных мышей или мышей с дефицитом DHA (14, 18-20).DHA защищает от повреждения «синаптические» области и позволяет мышам лучше выполнять тесты памяти.

Обнаружена обратная зависимость между уровнем транстиретина в спинномозговой жидкости, акцептором амилоидных бляшек и тяжестью деменции у пациентов с БА [21]. В ответ на диету с высокой концентрацией ω-3 в гиппокампе старых крыс резко индуцировалась экспрессия гена транстиретина [22], что свидетельствует о положительной роли ω-3 у пациентов с БА. С другой стороны, наши данные о перинатальном влиянии диетического истощения ω-3 и экспрессии ZnT3 в головном мозге (и последующей секвестрации цинка в ткани мозга) могут обеспечить важную связь между положительными эффектами диетического DHA и снижением мозговой цинк при патологии БА [23].Было бы интересно изучить распределение цинка в мозге трансгенных мышей fat-1 .

Эти исследования показывают, что повышенное потребление DHA может быть полезным для людей, которые генетически или иным образом предрасположены к развитию этого заболевания. Более того, недавние исследования [24] на трансгенных мышах fat-1 и показали, что повышенный уровень DHA в головном мозге значительно усиливает нейрогенез в гиппокампе, о чем свидетельствует увеличение числа пролиферирующих нейронов и увеличение плотности дендритных шипов пирамидных нейронов CA1 в гиппокампе.Одновременно мышей fat-1 продемонстрировали лучшую способность к пространственному обучению в водном лабиринте Морриса по сравнению с контрольными однопометниками дикого типа (дикого типа). Эксперименты in vitro дополнительно демонстрируют, что DHA способствует дифференцировке и разрастанию нейритов нейронных клеток, полученных из ES-клеток мыши, и увеличивает пролиферацию клеток, подвергающихся дифференцировке в нейрональные клоны из ES-клеток. Эти результаты предоставляют прямые доказательства того, что DHA способствует нейрогенезу и нейритогенезу, и, таким образом, ω-3 жирные кислоты полезны для профилактики и лечения болезни Альцгеймера и улучшают поведенческие характеристики.

Болезнь Хантингтона является наследственным нейродегенеративным заболеванием, вызванным мутацией в экзоне 1 гена Huntingtin , который кодирует участок остатков полиглутамина (поли Q), близкий к N-концу белка Huntingtin . Агрегированные остатки поли-Q токсичны для нейрональных клеток. Трансгенные мыши R6 / 1, у которых развивается неврологический дефицит с поздним началом, аналогичный моторным аномалиям болезни Хантингтона, наблюдаемым у людей, показали повышенную выживаемость и снижение неврологического дефицита при добавлении ПНЖК, особенно этил ЭПК [13], что позволяет предположить, что ненасыщенные жирные кислоты могут предотвратить или остановить агрегацию поли Q.Эти результаты позволяют предположить, что ПНЖК в целом полезны при лечении различных неврологических заболеваний. Некоторые из полезных действий этих ПНЖК при неврологических заболеваниях могут быть связаны с повышенным образованием липоксинов и резольвинов, обладающих нейропротекторным действием. Но неясно, почему и как конкретная жирная кислота полезна только при определенном неврологическом состоянии. Например, DHA полезен при болезни Альцгеймера, тогда как этил-EPA полезен при болезни Хантингтона и шизофрении.Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять молекулярные механизмы действия EPA / DHA в этих неврологических состояниях.

Эти данные свидетельствуют о том, что повышенное потребление EPA / DHA может предотвратить болезнь Альцгеймера, шизофрению и болезнь Хантингтона. Даже после начала заболевания добавление EPA / DHA, по-видимому, либо предотвращает дальнейшее прогрессирование, либо даже обращает вспять некоторые особенности этих заболеваний. Поскольку трансгенная мышь fat-1 способна преобразовывать ω-6 в ω-3 жирные кислоты и, таким образом, содержать значительно большее количество EPA / DHA в нескольких тканях, включая мозг, мы предполагаем, что болезнь Альцгеймера, шизофрения, депрессия и болезнь Хантингтона вряд ли возникнут в этой модели мыши, или даже если они возникнут, они будут менее серьезными.Следовательно, важно изучить на модели трансгенных мышей fat-1 , какие метаболиты EPA / DHA ответственны за их защитное действие против болезни Альцгеймера, шизофрении, депрессии и болезни Хантингтона. Весьма вероятно, что липоксины, протектины, резольвины и марезины образуются в значительно более высоких количествах у трансгенных мышей fat-1 , что объясняет полезные действия EPA / DHA.

Действия НЖК и их метаболитов, которые могут объяснить их полезное действие

Текучесть клеточной мембраны

Текучесть клеточной мембраны определяется ее липидным составом: увеличение содержания насыщенных жирных кислот и холестерина делает мембрану более жесткой, тогда как увеличение ненасыщенных жирные кислоты делают его более жидким.Это важная функция липидов, поскольку количество рецепторов и их сродство к соответствующим гормонам / факторам роста / белкам зависит от текучести клеточной мембраны.

Доступность соответствующих количеств ω-3 и ω-6 жирных кислот и различных факторов роста важна для роста мозга в перинатальном периоде и подростковом возрасте [7, 11–13, 24–26]. Дефицит ω-3 EPA и DHA и ω-6 AA в критический период роста нарушает рост мозга и развитие соответствующих синаптических связей, что, в свою очередь, может привести к нарушениям развития мозга и нейропсихологическим состояниям: слабоумию, депрессии, шизофрении. , Болезнь Альцгеймера и нейродегенеративные заболевания: болезнь Хантингтона, болезнь Паркинсона, спиноцеребеллярная дегенерация и т. Д. И могут нарушать формирование и консолидацию памяти.Мы предполагаем, что текучесть клеточных мембран нейронов и других клеток у трансгенных мышей fat-1 будет более текучей по сравнению с мышами дикого типа. Увеличение текучести клеточной мембраны позволит факторам роста и нейротрансмиттерам связываться с соответствующими рецепторами с высоким сродством, что может защитить трансгенную мышь fat-1 от болезни Альцгеймера, шизофрении и болезни Хантингтона.

Мы обнаружили, что комбинированное применение холестерина, соединения, которое делает мембраны более жесткими, и ПНЖК, повышающих текучесть биологических мембран, по-разному влияет на экспрессию воспалительных генов в головном мозге и в глазах [21–23].Мы предполагаем, что у трансгенных мышей fat-1 холестерин оказывает гораздо меньше отрицательных эффектов, чем у мышей дикого типа.

Образование оксида азота эндотелием

EPA / DHA усиливает образование оксида азота эндотелием [27]. Концентрации ПНЖК и eNO в плазме и тканях низкие при деменции, шизофрении, биполярных расстройствах, болезни Хантингтона и болезни Альцгеймера [7, 11–13, 18–20, 27, 28].

NO — мощная антиатеросклеротическая и противовоспалительная молекула.Аспирин усиливает образование eNO за счет образования эпилипоксинов, что может объяснить его противовоспалительное действие [29]. Эпи-липоксины, которые обладают мощным противовоспалительным действием и усиливают образование NO, тогда как NO стимулирует образование PGI ₂ из AA [30], а липоксины происходят из AA, EPA и DHA. Эти результаты подчеркивают тесное взаимодействие между ПНЖК, NO-синтазой и ферментами ЦОГ [31]. Кроме того, PUFAS может реагировать с NO с образованием нитролипидов, которые могут выделять NO.Основываясь на этих результатах, мы предполагаем, что трансгенная мышь fat-1 продуцирует повышенное количество eNO, PGI ₂ и PGI ₃ и липоксинов по сравнению с мышами дикого типа, что также может объяснять снижение частоты различных сердечно-сосудистых и других заболеваний. неврологические и психические расстройства.

Подавление продукции провоспалительных цитокинов

EPA, DHA, LX, резольвины, протектины и марезины подавляют провоспалительный IL-1, IL-2, IL-6, фактор ингибирования миграции макрофагов (MIF), HMGB1 (высокий группа подвижности 1) и продуцирование TNF-α Т-клетками и другими клетками (7, 32-35) и, таким образом, может функционировать как эндогенные противовоспалительные молекулы.PGE ₂ , PGF _2α , TXA ₂ и LT, полученные из AA, также модулируют продукцию IL-6 и TNF-α. Эти результаты предполагают, что уровни IL-6 и TNF-α в очагах воспаления и повреждения могут зависеть от локальных уровней различных ПНЖК и эйкозаноидов, образованных из них. Способность EPA и DHA подавлять выработку провоспалительных цитокинов и вызывать их противовоспалительное действие опосредуется их способностью увеличивать мРНК PPAR-γ и активность белка [35].

IL-1, IL-6, MIF (фактор, препятствующий миграции макрофагов) и TNF-α индуцируют инсулинорезистентность, обладают цитотоксическим действием, являются нейротоксичными и, по-видимому, играют роль в патобиологии сердечно-сосудистых, неврологических и психиатрических состояний.Следовательно, мы прогнозируем, что у трансгенных мышей fat-1 продукция провоспалительных цитокинов будет низкой по сравнению с мышами дикого типа.

Активность HMG-CoA редуктазы

Подобно статинам, EPA и DHA полезны для лечения гиперлипидемий. Что еще более важно, EPA и DHA являются мощными ингибиторами фермента HMG-CoA редуктазы [36, 37]. Статины повышают концентрацию ПНЖК в плазме и значительно снижают соотношение ЭПК к АК [38].

ПНЖК подавляют синтез холестерина в печени, нарушая путь SREBP (белок, связывающий регуляторный элемент стерола); уменьшить транскрипцию гена, опосредованную SREBP, за счет увеличения содержания внутриклеточного холестерина за счет гидролиза клеточного сфингомиелина; снижают SRE-опосредованную транскрипцию генов SREBP-1 и SREBP-2 и, таким образом, PUFAs модулируют функцию SREBPs [39–43].

HMG-CoA редуктаза катализирует синтез мевалоната, который является лимитирующей стадией мевалонатного пути. Мевалонат является предшественником холестерина и множества изопреноидсодержащих соединений. Эти предшественники изопреноидов необходимы для посттрансляционной модификации липидов (пренилирования) и, следовательно, для функции Ras и других малых GTPases. Следовательно, ингибирование мевалонатного пути может нарушить функцию онкогенных форм Ras .Это объясняет способность ПНЖК, особенно EPA и DHA, подавлять активность Ras , антипролиферативное действие и индуцировать апоптоз опухолевых клеток. Малые GTPases, которые являются пренилированными продуктами мевалонатного пути, имеют отрицательный контроль над экспрессией BMP (костные морфогенетические белки). Таким образом, ингибирование мевалонатного пути EPA и DHA будет препятствовать функции малых GTPases, которые, в свою очередь, усиливают экспрессию различных BMP. BMP необходимы для роста, пролиферации и дифференцировки нейронов.Таким образом, EPA и DHA модулируют рост и развитие мозга, а также дифференцировку нейронов. Это действие дополняет их способность (EPA и DHA) образовывать важный компонент мембран нейронных клеток и участие в формировании и консолидации памяти [24–26], что объясняет полезное действие EPA и DHA в профилактике и лечении деменции. и болезнь Альцгеймера [18–20, 24–26, 44, 45]. Кроме того, положительное действие EPA и DHA при болезни Альцгеймера, шизофрении и деменции также можно объяснить образованием противовоспалительных соединений, таких как липоксины, резольвины, протекины и марезины из EPA и DHA.

Основываясь на этих доказательствах, мы предполагаем, что у трансгенных мышей fat-1 не только будет повышенное количество EPA и DHA в головном мозге и других тканях и плазме, но также будет проявляться пониженная активность фермента HMG-CoA редуктазы, измененная SREBP. -опосредованная транскрипция гена, снизила активность Ras и повысила уровни различных BMP в головном мозге.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

020097 — C57BL / 6-Tg (CAG-жир-1) 1Jxk / J

Ген Caenorhabditis elegans fat-1 кодирует фермент десатуразу жирных кислот омега-3, который катализирует превращение жирных кислот омега-6 (n-6) в жирные кислоты омега-3 (n-3).Эти мыши экспрессируют гуманизированный (модифицированный кодон) ген Caenorhabditis elegans fat-1 под контролем CAG, гибридный промотор энхансера CMV-IE / бета-актина цыпленка / бета-глобина кролика. Экспрессия трансгена широко распространена во всех исследованных тканях (мышцы, молоко, эритроциты, сердце, мозг, печень, почки, легкие, селезенка, митохондрии печени, толстая кишка). fat-1 Трансгенные мыши способны продуцировать жирную кислоту n-3 из жирных кислот n-6, снижая соотношение n-6: n-3 в тканях без специальной корректировки рациона по сравнению с контролем дикого типа.Трансгенные мыши демонстрируют повышенные уровни полиненасыщенных жирных кислот n-3 в тканях, когда их кормят диетой с высоким содержанием n-6 и низким содержанием n-3 жирных кислот. Продукция активных форм кислорода митохондриями ниже у трансгенных мышей по сравнению с контролем, а состав жирных кислот изменен в некоторых митохондриальных фосфолипидах (фосфатидилхолин и фосфатидилэтаноламин). Задержка экспериментально вызванных приступов пентилентетразолом увеличивается, количество индуцированных опухолей толстой кишки снижается, а воспалительная реакция снижается в индуцированных аллергических дыхательных путях у трансгенных мышей по сравнению с контролем дикого типа.Трансгенные мыши имеют ослабленный ответ и более быстрое восстановление после острого повреждения легких, вызванного эндотоксином, по сравнению с мышами дикого типа. Трансгенные мыши демонстрируют улучшенные характеристики пространственного обучения по сравнению с контрольными однопометниками. fat-1 Трансгенные мыши менее восприимчивы к диабету, индуцированному стрептозотоцином (STZ), демонстрируют пониженное повреждение бета-клеток поджелудочной железы и не развивают гипергликемию. Эти мыши имеют менее серьезную потерю нейронов и когнитивные нарушения из-за индуцированного глобального ишемического повреждения по сравнению с контрольными животными дикого типа.Гомозиготы и гемизиготы имеют похожий фенотип. Гомозиготы жизнеспособны и плодовиты.
Следует отметить, что штамм FAT-2 (B6; C3H-Tg (CAG-fat-2) 1Jxk / J) доступен как Stock No. 034647.

Есть ли уроки для маркировки ГМО в действиях FDA в отношении трансжиров?

8 ноября Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов объявило, что диетические трансжиры больше не будут «считаться безопасными», что является решающим шагом, который приведет к полному запрету трансжиров из продуктов питания.Исключение трансжиров из продуктов питания приведет к снижению числа сердечных приступов на 20 000 и смертей на 7 000 ежегодно.

Транс-жиры были частью рациона американцев более 100 лет и два десятилетия считались небезопасными. Объявление привело к тому, что один вдумчивый наблюдатель увидел, что это развитие отражает, сколько времени может занять процесс исключения нездоровой пищи из нашего рациона. Но есть еще один урок нашего времени в истории трансжиров.

Ранее в этом месяце Monsanto и другие крупные компании, занимающиеся семеноводством, а также представители пищевой промышленности преуспели в проведении референдума в штате Вашингтон, который требовал маркировки ГМО-продуктов.Главный аргумент противников маркировки, повторенный в этой недавней кампании, заключается в том, что нет никаких доказательств того, что ГМО-продукты небезопасны, и поэтому обязательная маркировка была бы ненужной и сбивающей с толку. История трансжиров дает полезный контекст для оценки этого утверждения.

Представленный широкой публике в начале 20-го века, добавление трансжиров в такие пищевые продукты, как маргарин и такие пищевые продукты, как пончики, помогло создать современную индустриальную пищевую диету. Когда во время Второй мировой войны масла стало не хватать, маргарин оказался недорогой заменой.Некоторое время маргарин даже рекомендовали как более полезный для здоровья, чем естественные жиры, которым он был удобной заменой.

В 1990-е годы люди в целом считали трансжиры безопасными или, по крайней мере, такими же безопасными, как и другие жиры. Затем исследования стали предполагать иное, что побудило различные организации общественного здравоохранения рекомендовать FDA требовать включения трансжиров в пищевых продуктах на этикетках пищевых продуктов.

В 2002 году Институт медицины был готов заявить, что «не существует безопасных уровней трансжирных кислот» и что они должны быть исключены из американского рациона.Четыре года спустя Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов потребовало от производителей сообщать о содержании трансжиров в пищевых продуктах, чтобы люди могли отказаться от них.

Теперь, спустя семь лет после введения требования о маркировке трансжиров, FDA предприняло первые шаги по исключению большинства трансжиров из пищевых продуктов. Спустя почти столетие после их появления и через 20 лет после того, как исследования начали предполагать, что трансжиры вредны для здоровья человека, федеральная политика решительно повернулась к запрету их употребления в американском рационе.

Успехи в области общественного здравоохранения действительно требуют длительного периода времени. Возьмем, к примеру, сигареты, самый опасный потребительский товар в мире. Отчет главного хирурга США 1964 года о последствиях курения был опубликован более чем через 10 лет после того, как начали появляться убедительные доказательства смертоносных эффектов курения. По крайней мере, с 1966 года сигареты несут предупреждение о том, что курение опасно.

Обычно требуется целая жизнь курения, чтобы умереть (конечно, преждевременно) от рака легких.Те из нас, кто вырос на маргарине и включает в свой рацион пончики, не могут знать, будем ли мы преждевременно страдать от сердечных заболеваний.

Вот почему европейский подход к ГМО-продуктам кажется таким разумным сторонникам маркировки. Большинство других стран, включая страны Европейского Союза, придерживаются «осторожного подхода» [PDF]. Они считают, что долгосрочные эффекты ГМО-продуктов еще не определены и не могут быть определены.