Nervonzuur NAis een enkelvoudig onverzadigd vetzuur met lange- keten. Het behoort tot de categorie van zeer lange-vetzuren. Als structureel gespecialiseerd lid van de vetzuurfamilie is de synthese van nervonzuur afhankelijk van andere vetzuurvoorlopers, en speelt het een onvervangbare rol in de myelineschedestructuur van het centrale zenuwstelsel. Wat is de relatie tussen nervonzuur en vetzuren?
Wat is de relatie tussen nervonzuur en vetzuren?
Positionering van nervonzuur in het vetzuur
Vetzuren zijn organische verbindingen die zijn samengesteld uit koolwaterstofketens en terminale carboxylgroepen. Op basis van de lengte van de koolstofketen kunnen vetzuren worden ingedeeld in vetzuren met een korte- keten (C2-C6), vetzuren met een middellange- keten (C8-C14), vetzuren met een lange- keten (C16-C18) en vetzuren met een zeer lange keten (C20 en hoger). Nervonzuur heeft 24 koolstofatomen, waardoor het wordt geclassificeerd als een typisch vetzuur met een zeer lange keten.
Op basis van onverzadiging worden vetzuren geclassificeerd in verzadigde vetzuren (geen dubbele bindingen), enkelvoudig onverzadigde vetzuren (die één dubbele binding bevatten) en meervoudig onverzadigde vetzuren (die twee of meer dubbele bindingen bevatten). Nervonzuur bevat een dubbele binding tussen de 15e en 16e koolstofatomen in de koolstofketen. Daarom wordt het geclassificeerd als een enkelvoudig onverzadigd vetzuur.
Op basis van de positie van de dubbele binding worden enkelvoudig onverzadigde vetzuren verder onderverdeeld in de ω-9-reeks (dubbele binding gelegen tussen de 9e en 10e koolstofatomen, gerekend vanaf het methyluiteinde) en de ω-7-reeks, enz. De positie van de dubbele binding van nervonzuur is Δ15, wat zich tussen de 9e en 10e koolstofatomen bevindt, gerekend vanaf het methyluiteinde; daarom behoort het tot de categorie ω-9 enkelvoudig onverzadigde vetzuren. Andere leden van deze familie zijn oliezuur en erucazuur.
De bovenstaande classificatierelatie kan als volgt worden samengevat: nervonzuur → vetzuren met lange- ketens → enkelvoudig onverzadigde vetzuren → ω-9-vetzuren.
Biosynthetische route van nervonzuur
De synthese van nervonzuur in organismen vindt niet onafhankelijk plaats, maar hangt af van de koolstofketenverlenging en desaturatiereacties van vetzuren met lange -ketens. De synthetische route bestaat uit twee fasen.
Fase 1: Omzetting van oliezuur in erucazuur
Oliezuur (18:1Δ9) is het kortste-ketenlid van de ω-9-vetzuurfamilie en dient als uitgangspunt voor de nervonzuursynthese. Gekatalyseerd door een endoplasmatisch reticulum membraangebonden vetzuur-elongasecomplex, ondergaat oliezuur twee opeenvolgende koolstofketenverlengingsreacties:
Oliezuur (18:1Δ9) wordt verlengd door elongase, waardoor eicoseenzuur (20:1Δ11) ontstaat.
Eicoseenzuur wordt verder verlengd om erucazuur (22:1Δ13) te genereren.
Fase 2: Verlenging van erucazuur tot nervonzuur
Erucazuur (22:1Δ13) wordt gekatalyseerd door een vetzuur-elongasecomplex, dat twee koolstofatomen aan het carboxyluiteinde toevoegt om nervonzuur (24:1Δ15) te genereren. Deze verlengingsreactie vereist malonyl-CoA als twee-koolstofdonor en is afhankelijk van gereduceerd co-enzym II (NADPH) om het vermogen te verminderen.
De bovenstaande metabolische route geeft aan dat de biosynthese van nervonzuur direct afhankelijk is van stroomopwaartse vetzuren zoals oliezuur, eicoseenzuur en erucazuur. Als de toevoer van oliezuur in het organisme onvoldoende is, of als de activiteit van vetzuurverlengingsenzymen wordt geremd, zal de synthesestroom van nervonzuur aanzienlijk afnemen.
Bovendien hebben sommige organismen (zoals bepaalde planten en micro-organismen) alternatieve synthetische routes, namelijk de vorming van nervonzuur door de verlenging van erucazuur; deze route heeft echter een lage activiteit in zoogdierweefsels.
Functie van nervonzuur in vetzuur
Nervonzuur is niet alomtegenwoordig in alle vetzuurstofwisselingspools, maar vertoont eerder een zeer gespecialiseerde weefselverdeling en functionele oriëntatie. Bij zoogdieren is nervonzuur voornamelijk geconcentreerd in het witte stofgebied van het centrale zenuwstelsel, met name in de sfingomyelinemoleculen van de myelineschede.
Sfingomyeline bestaat uit een sfingosineruggengraat, een fosfocholinekop en een vetzuurstaart. Nervonzuur is een van de belangrijkste componenten die de vetzuurstaart van sfingomyeline vormen. De ultra-lange koolstofketen (24 koolstofatomen) geeft sfingomyelinemoleculen de volgende eigenschappen:
● Het vergroten van de dikte van de lipidedubbellaag is gunstig voor de isolerende functie van de myelineschede.
● Het verbeteren van de stabiliteit van lipidenstructuren vergemakkelijkt de verankering van eiwitten die verband houden met de overdracht van zenuwsignalen.
● Het reguleren van de buigstijfheid van het membraan om zich aan te passen aan de geometrie van het axon.
Vanuit een metabolisch netwerkperspectief heeft nervonzuur zowel competitieve als synergetische relaties met andere vetzuren. Tijdens de myelinesynthese nemen C24:1 (nervonzuur) en C24:0 (ligninezuur, een verzadigd vetzuur met ultra-lange- ketens) bijvoorbeeld gezamenlijk deel aan de constructie van sfingomyeline, en hun verhouding beïnvloedt de vloeibaarheid van de myelineschede. Bovendien hebben nervonzuur en docosahexaeenzuur (DHA, 22:6ω-3) verschillende verdelingen in neuronale membranen: nervonzuur bevindt zich voornamelijk in de myelineschede, terwijl DHA zich voornamelijk in het synaptische membraan en het extracellulaire segment van staafcellen bevindt.
Nervonzuur en andere vetzuren bij ziekten
Verschillende erfelijke stoornissen van het vetzuurmetabolisme hebben klinisch significante kwantitatieve relaties tussen nervonzuur en andere vetzuren aan het licht gebracht. Bij adrenoleukodystrofie (ALD) vertonen patiënten bijvoorbeeld een abnormale accumulatie van verzadigde vetzuren met lange ketens (vooral C24:0 en C26:0), terwijl de nervonzuurspiegels relatief verlaagd zijn. Bij de klinische diagnose zijn de plasma-C24:0/C24:1-ratio en C26:0/C22:0-ratio gestandaardiseerde biomarkers voor ALD.
In het hersenweefsel van patiënten met multiple sclerose zijn de nervonzuurniveaus 30%-50% lager dan bij gezonde controles, terwijl de niveaus van andere enkelvoudig onverzadigde vetzuren met lange keten (zoals oliezuur) geen significante veranderingen vertonen. Dit geeft aan dat nervonzuur een hoge specificiteit heeft voor het pathologische proces van demyelinisatie.
Vanuit het perspectief van een aanvullende therapie kan de inname van exogeen nervonzuur op competitieve wijze vetzuurverlengingsenzymen remmen, waardoor de synthese van endogene verzadigde vetzuren met lange ketens wordt verminderd. Dit mechanisme is gevalideerd in sommige diermodellen van neurodegeneratieve ziekten, maar de exacte dosis-responsrelatie bij mensen vereist nog verder klinisch onderzoek om dit te bevestigen.
Hoe u hoge- kwaliteit kiestNervonisch zuur?
Op basis van de bovengenoemde relatie tussen nervonzuur en vetzuren moeten B2B-klanten bij het selecteren van nervonzuurgrondstoffen op de volgende technische parameters letten:
• Zuiverheidsdefinitie:
Bevestig of de door de leverancier verstrekte zuiverheidswaarde verwijst naar het percentage nervonzuurmethylesters in de totale vetzuurmethylesters (FAME-zuiverheid) of naar het percentage vrij nervonzuur in het totale lipide-extract. Het verschil tussen deze twee waarden kan 10%–20% bedragen.
• Bijbehorend vetzuurprofiel:
Vraag de leverancier om een volledige kwantitatieve lijst van andere vetzuren dan nervonzuur, met bijzondere aandacht voor het gehalte aan C22:1 (erucazuur), C24:0 (lignocerinezuur) en C18:2 (linolzuur).
• Oxidatieve stabiliteit:
Vraag de leverancier drie indicatoren-peroxidewaarde, zuurwaarde en p-anisidinewaarde-in plaats van slechts één ervan.
• Oplosbaarheid en formuleringscompatibiliteit:
Nervonzuur is, als een enkelvoudig onverzadigd vetzuur met een zeer-lange- keten, een vaste, wasachtige substantie bij kamertemperatuur met een smeltpunt van ongeveer 42-43 graden. Deze eigenschap beïnvloedt het dispersiegedrag in formuleringen op olie-basis of water-basis. Klanten dienen de bijbehorende deeltjesgroottespecificaties op te vragen bij de leverancier op basis van de beoogde doseringsvorm (zachte capsules, microcapsulepoeder, emulsies, etc.).
Conclusie:
De relatie tussen nervonzuur en vetzuren kan op drie niveaus worden samengevat. Op taxonomisch niveau is nervonzuur een typisch lid van de familie van enkelvoudig onverzadigde ω-9-vetzuren met ultra-lange-ketens. Op metabolisch niveau hangt de biosynthese van nervonzuur af van de koolstofketenverlenging van stroomopwaartse vetzuren zoals oliezuur en erucazuur, en het in vivo niveau ervan wordt gezamenlijk gereguleerd door vetzuurverlengingsenzymsystemen en desaturatie-enzymsystemen. Op functioneel niveau vormt nervonzuur, samen met andere ultra-vetzuren met lange keten (vooral verzadigde C24:0), synergetisch de hydrofobe kern van myeline-sfingomyeline, en veranderingen in de inhoud ervan zijn kwantitatief gecorreleerd met verschillende demyeliniserende ziekten.
Gebaseerd op de bovenstaande biochemische principes heeft Guanjie Biotechnology een uitgebreid technologiesysteem opgezet voor de extractie, zuivering, kwaliteitscontrole en formulering van nervonzuurvetzuren. Het bedrijf richt zich op onderzoek en ontwikkeling van innovatieve bulkproducten van nervonzuurpoeder, implementeert volledige-proceskwaliteitscontrole van grondstoffen tot eindproducten, en levert producten aan B-eindklanten in meer dan 100 landen over de hele wereld.
Voor technische specificaties, monsters of op maat gemaakte productiediensten voor nervonzuurgrondstoffen kunt u contact opnemen met: info@gybiotech.com.
Referenties
[1] Sargent, JR, Tocher, DR, en Bell, JG (2002).De lipiden. In: Halver, JE, Hardy, RW (Eds.), Visvoeding (3e ed.). Academische pers.
[2] Guillou, H., Zadravec, D., Martin, PGP, en Jacobsson, A. (2010).De sleutelrollen van elongasen en desaturasen in het vetzuurmetabolisme van zoogdieren. Vooruitgang in lipidenonderzoek, 49(2), 186–199.
[3] Leonard, AE, Pereira, SL, Sprecher, H., en Huang, YS (2004).Verlenging van vetzuren met lange- ketens. Vooruitgang in lipidenonderzoek, 43(1), 36–54.
[4] Sandhoff, R., & Brugger, B. (2015).Sfingolipidemetabolisme en functies in het zenuwstelsel. FEBS-brieven, 589(22), 3779–3791.
[5] O'Brien, JS, & Sampson, EL (1965).Vetzuur- en vetaldehydesamenstelling van de belangrijkste hersenlipiden in normale menselijke grijze stof, witte stof en myeline. Journal of Lipid Research, 6(4), 537–544.
[6] Kemp, S., Berger, J., en Aubourg, P. (2012).X-gekoppelde adrenoleukodystrofie: klinische, metabolische, genetische en pathofysiologische aspecten. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Moleculaire basis van ziekte, 1822(9), 1465–1474.
[7] Martínez, M. (1992).Abnormale profielen van vetzuren met zeer lange ketens bij demyeliniserende ziekten. Neurologie, 42(4), 801–806.
[8]Spring, DB (2002).De biochemie van n-3 meervoudig onverzadigde vetzuren. Journal of Biological Chemistry, 277(11), 8755-8758.
