ω-3系列多不飽和脂肪酸生理功能及其機(jī)理

黃升謀

(襄樊學(xué)院 化學(xué)工程與食品科學(xué)學(xué)院，湖北 襄樊 441053)

ω-3系列多不飽和脂肪酸生理功能及其機(jī)理

黃升謀

(襄樊學(xué)院 化學(xué)工程與食品科學(xué)學(xué)院，湖北 襄樊 441053)

綜述了ω-3系列多不飽和脂肪酸在人體內(nèi)的代謝途徑以及其在大腦和智力發(fā)育預(yù)防癌癥及心腦血管疾病等方面的生理功能，并分析了過量攝入帶來的危害.

ω-3系列不飽和脂肪酸；α-亞麻酸；EPA；DHA；生理功能

不飽和脂肪酸根據(jù)其雙鍵數(shù)目的多少分為單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acids, MUFA)以及多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFA). 單不飽和脂肪酸，是指碳鏈中含有一個雙鍵的脂肪酸[1].多不飽和脂肪酸指碳鏈中含有多個雙鍵的脂肪酸，根據(jù)第一個雙鍵距離甲基端碳原子的位置，可以分為ω-3系、ω-6系、ω-7系和ω-9系[2]. ω-3系列多不飽和脂肪酸主要包括：α-亞麻酸(全順式9，12，15-十八碳三烯酸)、EPA(Eicosa Pentaenoic Acid，EPA，二十碳五烯酸)和 DHA(Docosa Hexaenoic Acid，DHA，二十二碳六烯酸). 盡管 ω-3系列多不飽和脂肪酸在人體中的必需性較難確定[3]，但人們相信為了維持組織良好的功能，膳食中 ω-3系列多不飽和脂肪酸是必需的[4]. 在臨床醫(yī)學(xué)上，ω-3系列不飽和脂肪酸作為免疫營養(yǎng)物質(zhì)被用于廣泛的研究[5-8]，取得了一定的進(jìn)展，現(xiàn)分述如下.

1 ω-3系列脂肪酸的代謝

α-亞麻酸是人體合成 EPA、DHA及前列腺素的前體[9],進(jìn)入人體后，在△6-脫氫酶和碳鏈延長酶的催化下，可以轉(zhuǎn)化成 EPA(Eicosa Pentaenoic Acid，EPA，二十碳五烯酸)和 DHA(Docosa Hexaenoic Acid，DHA，二十二碳六烯酸)和三烯前列腺素(PGI3、TXA3)[10]. 如下所示：

2 ω-3系列脂肪酸的生理功能及機(jī)理

2.1 α-亞麻酸

2.1.1 α-亞麻酸能降低血脂和血壓

α-亞麻酸是人體必需的脂肪酸，人體不能合成，必須從食物中獲得. HMG-COA還原酶和脂肪酰輔酶A膽固醇脂肪轉(zhuǎn)移酶(ACAT)是膽固醇合成的主要限速酶. α－亞麻酸能使HMG-COA還原酶活性降低，ACAT活性升高，因而能增加類固醇分解，抑制內(nèi)源性膽固醇合成，降低血清總膽固醇含量. α－亞麻酸能減少極低密度脂蛋白中的甘油三酯及載脂蛋白B的生物合成，降低血清甘油三酯. α－亞麻酸能抑制低密度脂蛋白的合成，抑制肝內(nèi)皮細(xì)胞脂酶的活性從而抑制高密度脂蛋白的降解，所以能降低低密度脂蛋白水平，提高高密度脂蛋白水平，使血壓降低，對于境界域高血壓來說是非常有效的. 而對于更高的血壓或易產(chǎn)生出血性腦中風(fēng)的狀況也有一定效果[11-13].

2.1.2 α-亞麻酸能抑制血栓性疾病，預(yù)防心肌梗塞和腦梗塞

α-亞麻酸是人體合成前列腺素和前列腺環(huán)素的前體，前列腺素能抑制血管緊張素的合成，擴(kuò)張血管，降低血管張力，對高血壓病人的收縮壓和舒張壓都有降低作用. 前列腺環(huán)素可以擴(kuò)張血管、抑制血小板凝集、改善血液循環(huán)；TXA2(血栓素A2)，是一種促進(jìn)血液凝集的重要物質(zhì)，α－亞麻酸在細(xì)胞膜磷脂中競爭環(huán)加氧酶和脂加氧酶，抑制TXA2的產(chǎn)生，并生成TXA3和PGI3. TXA3可以提高環(huán)腺苷酸(cAMP)的濃度，cAMP可使血小板內(nèi)環(huán)氧化酶的活性下降，從而使TXA2生成減少，因而阻止血管收縮和血小板凝集. α－亞麻酸能改變血小板膜流動性，從而改變血小板對刺激的反應(yīng)性及血小板表面受體數(shù)目. Vanschoonbeek等發(fā)現(xiàn)ω-3多不飽和脂肪酸可以減低血漿纖維蛋白原和凝血因子V，降低程度取決于纖維蛋白原的水平[14]. 所以α－亞麻酸抑制血栓性疾病，預(yù)防心肌梗塞和腦梗塞.

2.2 EPA和DHA

2.2.1 EPA和DHA與抗癌免疫

許多研究證明：人體飽和脂肪酸和反式脂肪酸攝入過多是導(dǎo)致癌癥、心腦血管病等許多疾病的直接原因. 攝入過多的ω-6系列多不飽和脂肪酸會在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變成促進(jìn)腫瘤增大的PGE2，而ω-3系列多不飽和脂肪酸抑制PGE2的產(chǎn)生，起到抑制腫瘤的作用[15]. 以不同比例的ω-3系列多不飽和脂肪酸和ω-6系列多不飽和脂肪酸喂養(yǎng)大鼠，發(fā)現(xiàn)ω-3系列多不飽和脂肪酸對重氮絲氨酸誘發(fā)大鼠胰腺癌有抑制作用[16]. 在腫瘤細(xì)胞內(nèi)環(huán)氧酶2(COX-2)活性較正常細(xì)胞高，增加了PGE2的合成，PGE2誘導(dǎo)細(xì)胞增殖，并刺激BLC-2蛋白的表達(dá)，BLC-2蛋白抑制細(xì)胞凋亡，使細(xì)胞增殖凋亡失衡，促進(jìn)腫瘤發(fā)生. PGE2也能促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)降解，產(chǎn)生血栓烷促進(jìn)血小板聚集，有利于癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移. 用含EPA和DHA的魚油喂養(yǎng)結(jié)腸癌大鼠，使其磷脂酶A2(PLA2)、磷脂酰肌醇磷脂酶C(PI-PLC)以及COX-2活性降低，PLA2促進(jìn)磷脂釋放花生四烯酸，進(jìn)而在COX-2的作用下生成PGE2，促進(jìn)腫瘤發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移. PI-PLC催化磷脂酰肌醇產(chǎn)生DAG和IP3，激活蛋白激酶C，使多種蛋白磷酸化，增加細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度，促進(jìn)細(xì)胞增殖. EPA和DHA抑制PLA2、PI-PLC以及COX-2活性，從而抑制腫瘤的發(fā)生[17-19]. 現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并分離出某些頑固的腫瘤所產(chǎn)生的、能導(dǎo)致癌癥患者身體消瘦的一種物質(zhì)——“法奇非洛克因子”，它利用脂肪來供給腫瘤，促使腫瘤的生長，從而使患者身體消瘦. 而 EPA 能夠控制“法奇非洛克因子”的活動，從而控制癌癥患者的消瘦，并且能夠使腫瘤縮小.在大鼠飼料中添加5%的EPA，乳腺腫瘤組織中ω-6系列多不飽和脂肪酸水平降低，腫瘤生長被抑制[20]. 將sn-1與DHA的磷脂酰膽堿融合到腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜，改變了其表面一些抗原決定簇，使之更容易被Tc細(xì)胞識別[21]. DHA能促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的增殖，提高細(xì)胞因子TNF-α、IL-β、IL-6的轉(zhuǎn)錄，提高免疫系統(tǒng)對腫瘤的殺傷能力，DHA能下調(diào)T淋巴細(xì)胞表面死亡受體Fas，使其凋亡減少，延長其抗腫瘤的時間[22]，所以EPA和DHA與抗癌免疫有關(guān).

2.2.2 DHA能夠補(bǔ)腦健腦，提高視力

DHA是大腦、視網(wǎng)膜神經(jīng)系統(tǒng)磷脂的主要成分，被稱為“腦黃金”，對嬰幼兒智力和視力的發(fā)育有重要作用[23]. 它選擇性地滲入大腦皮質(zhì)、視網(wǎng)膜等重要器官中，參加到神經(jīng)元細(xì)胞膜的磷脂中，構(gòu)成乙醇胺磷脂和神經(jīng)磷脂，使細(xì)胞膜呈液態(tài)，流動性更好、通透性增高，細(xì)胞充滿活力. DHA能促進(jìn)腦內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)及單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的合成，對于腦神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，神經(jīng)傳導(dǎo)突觸的形成、生長、增殖、分化、成熟和神經(jīng)傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的形成具有重要的作用. 它能夠增加大腦神經(jīng)膜、突觸前后膜的通透性，使神經(jīng)信息傳遞通路暢通，提高神經(jīng)反射能力，進(jìn)而增強(qiáng)人的思維能力、記憶能力和應(yīng)激能力[24]，這對于提高兒童智力和防止老年人大腦功能衰退都是必需的. 此外Patten等發(fā)現(xiàn)ω-3多不飽和脂肪酸可以增加乙酰膽堿分泌，產(chǎn)生副交感神經(jīng)興奮效應(yīng)[25]. Osher等在應(yīng)用ω-3多不飽和脂肪酸對抑郁癥的治療中發(fā)現(xiàn)，ω-3多不飽和脂肪酸能明顯改善抑郁癥病人的腸道功能[26].

DHA對光刺激傳遞十分重要，可以活化衰落的視網(wǎng)膜細(xì)胞，對老花眼、視力模糊、青光眼、白內(nèi)障等有防治作用[27]. 人體缺乏DHA將導(dǎo)致大腦灰白質(zhì)發(fā)育不良，視神經(jīng)傳導(dǎo)速度降低，引起健忘、疲勞、視力減退等，引起人體脂質(zhì)代謝紊亂，導(dǎo)致免疫力降低. 尤其是嬰幼兒和青少年如果缺乏DHA，就會嚴(yán)重影響智力和視力的發(fā)育.

2.2.3 EPA、DHA可以降血脂、降血壓、抗動脈粥樣硬化

EPA、DHA抑制內(nèi)源性膽固醇及甘油三脂的合成，促進(jìn)血液中膽固醇、甘油三脂及低密度脂蛋白的代謝，降低血脂，從而降低動脈硬化因子(膽固醇、甘油三脂及低密度脂蛋白及極低密度脂蛋白)水平，并且增加卵磷脂-膽固醇轉(zhuǎn)移酶、脂蛋白脂酶的活性，抑制肝內(nèi)皮細(xì)胞脂酶的活性，從而使抗動脈硬化因子(高密度脂蛋白)升高，因此EPA、DHA具有抗動脈粥樣硬化，防治心血管疾病的功能[28-29]. EPA、DHA抑制血小板聚集，延長凝血時間，使血小板減少及對腎上腺素敏感性降低，具有抗血栓作用，并能增加紅細(xì)胞變形性，降低血液黏度，對正常人和高血壓患者的收縮壓和舒張壓都有降低作用. 而以收縮壓降低更明顯[30-31].

2.2.4 EPA和DHA的抗炎作用

EPA能抑制中性細(xì)胞和單核細(xì)胞的5＇-脂合酶代謝途徑，增加白三烯B5的合成，同時抑制LTB4(具有強(qiáng)的收縮平滑肌與致炎作用)介導(dǎo)的中性白細(xì)胞機(jī)能，并通過降低白介素-1的濃度而影響白介素的代謝，具有抗炎作用. 胰腺炎可影響抗氧化系統(tǒng)，炎癥的嚴(yán)重程度與SOD下降幅度呈正相關(guān)[32]，ω-3多不飽和脂肪酸能使SOD下降程度低一些. Ren等研究發(fā)現(xiàn)，若缺少ω-3多不飽和脂肪酸中EPA和DHA，將使病人機(jī)體的SOD的抗氧化能力下降[33]. 此外，Pawlak等認(rèn)為增加氧化應(yīng)激、降低SOD的抗氧化能力可以減少纖維蛋白從而起一定的抗凝作用[34]. 因此ω-3多不飽和脂肪酸可以通過影響SOD作用于纖維蛋白的前體——纖維蛋白原，抑制其激活生成纖維蛋白.

3 過量攝入ω-3系列不飽和脂肪酸的危害

ω-3系列不飽和脂肪酸雙鍵化學(xué)性質(zhì)活潑，容易被氧化分解，產(chǎn)生丙二醛，使蛋白質(zhì)交聯(lián)，肌肉失去彈性，黑色素增多. 在受熱時氧化分解加快，氧化產(chǎn)生的自由基有致癌作用，因此在加工多不飽和脂肪酸的食品時，應(yīng)避免其在空氣中長期暴露或加熱油炸[35]. 脂類氧化物還可使心血管粥樣硬化，損壞血管內(nèi)壁，使之變脆，導(dǎo)致高血壓和腦溢血. 過量攝入ω-3系列多不飽和脂肪酸會使體重減輕，出血時間延長. 血小板減少，精液中前列腺素減少，精子活力降低甚至消失. 世界衛(wèi)生組織(WHO)與聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)向世界鄭重建議，食物中飽和脂肪酸：單不飽和脂肪酸：多不飽和脂肪酸應(yīng)為1:1:1，其中多不飽和脂肪酸中包括亞油酸和α-亞麻酸. 亞油酸雖然也是一種必需脂肪酸，但是人體的攝入量已經(jīng)過剩了. 比如人們經(jīng)常吃的大豆油，其中亞油酸含量約為60%. 亞油酸和α-亞麻酸在人體內(nèi)爭奪同樣的酶才能被轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化之后才能被吸收. 亞油酸吃得太多了，α-亞麻酸就得不到足夠的酶進(jìn)行轉(zhuǎn)化，自然無法被吸收. 所以必須控制亞油酸和α-亞麻酸攝入量的比值，世界衛(wèi)生組織推薦標(biāo)準(zhǔn)：ω-6系列：ω-3系列應(yīng)小于6:1. 但目前已嚴(yán)重偏離為25:1，甚至為30:1. 如今各種含有α-亞麻酸的食用調(diào)和油不斷的投放市場，不但成為廣大消費(fèi)者生活中必需的食用油，而且還將成為預(yù)防心腦血管疾病的首選食療油，在引導(dǎo)人們食用油的消費(fèi)由營養(yǎng)型向健康型轉(zhuǎn)變的過程中，勢必引發(fā)人類食用油的一場新革命.

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Physiological Function and the Mechanism ofω-3 Polyunsaturated Fatty Acids

HUANG Sheng-mou
(School of Chemical Engineering and Food Science, Xiangfan University, Xiangfan 441053, China)

The metabolizing pathway of ω-3 polyunsaturated fatty acids and its physiological function in cerebra and intelligence development, prevention from cancer, heart disease and cerebrovascular disease were discussed. Harm caused by excessive intake was also involved.

ω-3 polyunsaturated fatty acids; α-linolenic acid; EPA; DHA; Physiological function

Q547

A

1009-2854(2010)05-0016-04

2010-02-27

襄樊學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊項(xiàng)目(2008); 襄樊學(xué)院大學(xué)生科研項(xiàng)目(2009DXS047).

黃升謀(1962— ), 男, 湖北武漢人, 襄樊學(xué)院化學(xué)工程與食品科學(xué)學(xué)院教授, 博士.

徐 杰)