MCFA, keskipitkät rasvahapot C6-12 ja ongelmat

Medium Chain Fatty Acids MCFA , beta oxidaatio , entsyymi MCAD and entsyminpuute MCADD

KESKIPITKIEN RASVAHAPPOJEN (FA) BEETA-OKSIDAATIO, MCFA beta-oksidation

Rasvahappojen beeta-oksidaatio on tapahtuma, jossa rasvahapoista pilkkoutuu energiaa esiin ja se tapahtuu mitokondrioitten sisällä lihaksissa ja maksassa. Hyvin pitkien rasvahappojen (VLCFA) beeta-oksidaatiota tapahtuu myös maksan peroksisomeissa .
(VLCFA= Very Long Chain Fatty Acids.Nämä ovat yli 24 hiiliketjuisia kuten C26 rasvahapot . ja sitä pitemmät.)

Rasvahappojen beeta-oksidaatio on sarja reaktioita, jossa jokaisessa syklissä, kierroksessa, pitkän rasvahapon hiilirunko lyhenee kahdella hiiliatomilla, jotka muodostavat aktivoitua etikkahappoa asetyyli-CoA molekyyliä (Acetyl-CoA). Lihaksissa tämä muodostunut 2C-molekyyli valiutuu osallistumaan energiantuotantoon sitruunahappokierron (Citric Acdi Cycle) kautta ja maksassa siitä taas voi kehittyä KETOAINEITA, jotka ovat puolipalaneita välituotteita ja voidaan myöhemmin hyödyntää energiaksi.

Beeta-oksidaation aikana vapautuu elektroneja (e-) ja ne kulkevat elektroneja kuljettavan flavoproteiinijärjestelmänavulla ( electron transfer flavoprotein) suoraan elektroninsiirtoketjuun. ( Ketjun päässä on molekulaarisen hapen vastaanotto, ja siinä kohtaa muodostuu myös reaktiivista singlet happea (O) ja metabolista vettä (H2O). Järjestelmään on liittynyt myös protonien (H+, hydrogenum) tuotanto, joka on käyttövoima ATP:ta synnyttävässä järjestelmässä oksidatiivisessa fosforylaatiossa.(Liite x) www.gwu.edu/~mpb/r/rxn900.gif

http://www.library.csi.cuny.edu/~davis/Biochem_3521/lect19_20/protonflux.GIF ( yksinkertaisin kuva elektronin e- menosta hapelle ja protonin H+ tuotosta).

DEHYDROGENAASIT ovat entsyymejä, jotka voivat katalysoida vedyn eroamista esim. rasvahapporungosta (_CH2-CH2-), jolloin voi sen sijaan tulla kaksoissidos hiilien väliin. -C=C-

Mitokondrioitten beeta-oksidaatiossa on useita tärkeitä dehydrogenaasientsyymejä eri pituisille aktivoiduille rasvahapoille

C14- C22 pituisille pitkäketjuisemmille toimii VLCAD ( Very Long-Chain Acyl-CoA dehydrogenase);

C10- 12C pituisille pitkäketjuisille toimii LCAD ( Long-Chain Acyl-CoA dehydrogenase);

C6- C12 pituisille keskipitkäketjuisille MCAD ( medium-Chain Acyl-CoA dehydrogenase) ja

4C- C6 pituisille lyhytketjuisille SCAD ( Short-Chain Acyl-CoA dehydrogenase).

Tästä voidaan havaita että entsyymialueet menevät reunoilta hieman päällekkäin kattaen täten yhdessä laajasti kaikki rasvahappokoot. Tässä sanotut C-ketjujen alueet ovat hieman eri tavoin mainittu eri lähteissä juuri tuon overlapping ilmiön takia. Tämä alue on myös tieteen intensiivisen tutkimuksna alaa. Rasvahappoja tulee ruoassa, mutta niitä syntetisoituu kehossa riippuen siitä mikä entsyymisetti niillä on ympärillään ja niillä on kehossa jatkuva katalyyttinen prosessi ja välillä niitä otetaan energiakäyttöön. Alue on laaja. Mutta loppuvaiheessa pitäisi kaikkien rasvahappojen pitäisi pystyä painumaan betaoksidaation kautta energiaksi, hiilidioksidiksi, ja vedeksi. Kolesteroli ja joku muu muoto ei pysty tähän poistumistiehen.

Rasvahappojen beetaoksidaation perinnöllisiä aineenvaihduntahäiriöitä on alettu löytää 1990- luvun alkupuolella.

Eräs yleisimmin tunnettu ja diagnosoitu beetaoksidaation häiriö on MCAD- entsyymin puute. ( 1992 Hale et Bennet). Tauti on perinnöllinen. Suomessa vaikuttaa tämä entsyyminpuute olevan yhtä yleistä kuin muualla Pohjois-Euroopassa ja se saattaa olla yleisin perinnöllinen aineenvaihduntasairaus, joten tietämys siitä on relevanttia. www.neuro.wustl.edu/…/functional/faoxid5.jpg

MITEN MCAD-puute ilmenee? (MCADD)

http://www.savebabies.org/diseasedescriptions/mcadd.php

Puute tulee esiin oikeastaan vain tietyssä aineenvaihdunnallisessa rasitustilassa. yleensä se ilmenee jo lapsuuden aikana paaston tai infektion yhteydessä. Äkilliset yleisoireiset hypoglykemiakohtaukset saattavat olla jopa henkeä uhkaavia. MCAD:n puuteen diagnosointi on vaikea. Kohtauksen aikana tyypillinen löydös on hypoglykemiasta huolimatta vähäinen ketoaineiden tuotto, lisäksi virtsan orgaanisten happojen analyysistä saadaan poikkeavaa tulosta. Ongelmia aiheuttaa se, että rauhallisessa vaiheessa seerumin pieni KARNITIINI-pitoisuus voi olla ainoa poikkeava löydös. MCAD:n puute voidaan vahvistaa entsyymi- tai DNA-tutkimuksin. Myös potilaan sisarukset on tällöin tutkittava. Diagnoosin varmistuttua voidaan keskittyä kohtausten estämiseen. PAASTOAMISTA pitää välttää. Siten saadaan estettyä tehokkaasti komplikaatioiden syntyä. Käytännössä tällainen tarkoittaa normaalia ateriajärjestystä, missä otetaan huomioon ravintosuositukset energian tasapainottamisesta päivän osalle sekä ravinnon sisällön tasapainottamisesta.

Dietisti voi myös antaa ohjeita, missä C6- C12- pituisten rasvahappojen osuutta voidaan muokata, koska juuri tuo keskipitkien rasvahappojen pitoisuus on MCADD potilaille kriittinen, kun keho ei saa niistä tarvitsemaansa akuuttia energiaa tavalliseen tapaan esiin. Esim juuri kestävyysurheilussa tarvitaan tämän tason energiaa, sillä siinä siirrytään lyhytaikaisesta hiilihydraatti- energiasta "varsinaiseen energiakoneesen" beetaoksidaatioon, kun maksan glykogeenit on käytetty ja treenaus tai joggaus jatkuu. Beetaoksidaation kattavan kirjon ollessakin vajeinen, henkilö joutuu ongelmaan, ellei tätä asiaa tiedä ja osaa kiertää esim hiilihydraattien käytöllä, ylirasituksen ja paaston vältöllä. Yleensä sanotaan että “treenaus auttaa,” mutta MCDD tilanteessa tämä ei päde siksi, että myös MCADD tulee hoitaa adekvaatisti ja keholle tulee antaa energiatalouteen siltarakennetta.( Ei vielä ole tietoa siitä voiko MCAD entsyymiä jotenkin vahvistaa). Joggauksessa alkulämmittelyt ja hidastamiset välillä silloin kun glykogeeniarasto on kulumassa loppuun, avustavat parempaa betaoksidaation käynnistystä, jolloin sitten jaksaa vaikka niitä mailin juoksuja jne. Sellaisessa merkitsee hyvä betaoksidaatiokyky, jossa koko rasvahappokirjon kaikkien pituuksien entsyymit toimivat. Beetaoksidaatio on se oikea "hikikone", jossa happikonsumptio on samalla hyvä. Betaoksidaatiovajeinen ei saisi koskaan ajaa maksaansa ja lihaksiaan täysin tyhjäksi glykogeeneista, arvelen, ja välipala hiilihydraateilla on henkeäpelastava merkitys.

MCFA Medium Chain Fatty Acids . Mitä rasvahappoja nämä ovat, jotka MCDD taudissa ovat kriittiset rasvahappokoot:

C6 pituus kuuluu hexyylihapoille, joita sanotaan kapronihapoiksi ( Capronic acids).

C8 pituus kuuluu oktaanihapoille, joita sanotaan kapryylihapoiksi (Capryl acids)

C10 pituus kuuluu dekaanihapoille, joita sanotaan kapriinihapoiksi ( Caprin acids).

C12 pituus kuuluu dodekaanihapoilla, joita sanotaan lauriinihapoiksi (Lauric acids).

(HUOM: Eräissä toisissa taudeissa on juuri nämä kontroversit vereen ja maksaan suoraan menevät rasvahapot, keskipitkät MCFA rasvahapot, taas oikeastaan ainoita mistä henkilö todellakin saa suoraa rasvaenergiaa esiin. He saavat niitä oikein erikseen apteekin MCT rasvoissa. Rasva-aineenvaihdunnan häiriöt olisi sen takia diagnosoitava, tarkennettava aikakauden tiedon mukaan, mutta näistä ei tiedetä vielä kovin paljon!

Eräästä MCT- energialähteestä.Mille potilasryhmälle MCFA rasvahappokoosta on apua?

Vaikka MCAD- taudissa näistä MCFA- hapoista juuri on haitta, niin joillekin muille jossain toisessa yhteydessä taas ne ovat hyödyllisiä: esim liittyneinä MCT- triglyserideihin, neutraalirsvoihin, nämä keskipitkäketjuiset voivat olla tärkeä ravintolähde sellaisissa taudeissa kuin rasvan malabsorptio, Morbus Crohn, kystinen fibroosi (CF), lymfaattinen obstruktio ja chylothorax, koska ne kulkevat veriteitse maksaan tarvitsematta imutiekiertoa ja täten voidaan helpottaa imuteitten kautta kulkevan rasvavirtauksen rasitetta. MCT- peräiset rasvahapot kulkevat suolistoimeytymisestä suorinta tietä maksan porttilaskimoon ilman kylomikronikuljetusta, eli ne käyttävät samaa tietä kuin hiilihydraatitkin. Ne imeytyvät nopeasti ja alkavat nopeasti oksidoitua maksassa. Ne ovat ketogeeninen aines. Ilmeisesti ne tulevat kohtalaisen nopeasti energiassa hyödyksi silloin kun niitten muu aineenvaihdunta toimii normaalisti).

Mutta entä MCAD puutteen haitat (MCADD tilanne)

MCAD- entyymin puuttuminen energian tarpeen äkkiä noustessa infektiossa tai rasituksessa saattaa MCAD-puutteisen potilaan kriittiseen hetkeen tärkeimmän nopean pitkäaikaisenergian alkuunsaamisen tien ollessa viallinen. Tällaiset selittämättömät helpot hypoglykemiset vaiheet jollain dieettipotilaalla voivat paljastaa myös MCAD- entsyymin vajetta jonkin muun taudin yllättäessä ja jos se nyt sattuu olemaan yleisin perinnöllinen aineenvaihduntasairaus, niin olisi aika indisoitua muissakin dieettihoitoisissa taudeissa ainakin sulkea pois mahdollinen samanaikainen MCAD- entsyymin heikkoustila. Sellainen heikkous voi rasittaa verensokerin homeostaasin ylläpitoa jonkin lisästressin aikana jo ennestään kompromittoidussa energia-aineenvaihdunnassa ja muuten terveeltä vaikuttava voi saada tavallaan käsittämättömiä hypoglykemioita olematta mitenkään diabeetikko. Olisi todella huono tuuri, jos jostain syystä malabsorptiotilainen henkilö omaisi vielä heikon MCAD entsyymitoiminnankin.

Viitteistä löytyy paljon yksityiskohtaistakin spesiaalitietoa MCADD asiasta enemmän kiinnostuneille. Tilannehan voi tulla sattumoisin esiin jossain vaiheessa elämää vain muitten rasitusten yhteydessä.

http://www.savebabies.org/diseasedescriptions/mcadd.php

A Parent’s Guide to MCADD - Pacific NW Regional Genetics Resource Group

GeneReviews: Medium-Chain Acyl-Coenzyme A Dehydrogenase Deficiency

Genetics Home Reference: Medium-Chain Acyl-Coenzyme A Dehydrogenase Deficiency

NORD - Medium Chain Acyl CoA Dehydrogenase Deficiency

OMIM - Medium-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase Deficiency

SimulConsult MCADD Case Study

WA State DOH - Medium Chain Acyl-CoA Dehydrogenase Deficiency (MCADD)

MCADD synonyymit ovat

* ACADM Deficiency
* Carnitine Deficiency Secondary to MCAD Deficiency (Huom. karnitiinilisää käytetty hoidossa)
* Dicarboxylicaciduria due to defect in Beta-Oxidation of Fatty Acids
* Dicarboxylicaciduria due to MCADH Deficiency
* MCAD Deficiency
* Nonketotic Hypoglycemia and Carnitine Deficiency due to MCAD Deficienc

Pieni katsaus beeta-oksidaation puolelle. 29.9.2007 . Päivitys 30.12.2008.