ω-3系列多不饱和脂肪酸生理功能及其机理

黄升谋

(襄樊学院 化学工程与食品科学学院，湖北 襄樊 441053)

ω-3系列多不饱和脂肪酸生理功能及其机理

黄升谋

(襄樊学院 化学工程与食品科学学院，湖北 襄樊 441053)

综述了ω-3系列多不饱和脂肪酸在人体内的代谢途径以及其在大脑和智力发育预防癌症及心脑血管疾病等方面的生理功能，并分析了过量摄入带来的危害.

ω-3系列不饱和脂肪酸；α-亚麻酸；EPA；DHA；生理功能

不饱和脂肪酸根据其双键数目的多少分为单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids, MUFA)以及多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFA). 单不饱和脂肪酸，是指碳链中含有一个双键的脂肪酸[1].多不饱和脂肪酸指碳链中含有多个双键的脂肪酸，根据第一个双键距离甲基端碳原子的位置，可以分为ω-3系、ω-6系、ω-7系和ω-9系[2]. ω-3系列多不饱和脂肪酸主要包括：α-亚麻酸(全顺式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). 尽管 ω-3系列多不饱和脂肪酸在人体中的必需性较难确定[3]，但人们相信为了维持组织良好的功能，膳食中 ω-3系列多不饱和脂肪酸是必需的[4]. 在临床医学上，ω-3系列不饱和脂肪酸作为免疫营养物质被用于广泛的研究[5-8]，取得了一定的进展，现分述如下.

1 ω-3系列脂肪酸的代谢

α-亚麻酸是人体合成 EPA、DHA及前列腺素的前体[9],进入人体后，在△6-脱氢酶和碳链延长酶的催化下，可以转化成 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机理

2.1 α-亚麻酸

2.1.1 α-亚麻酸能降低血脂和血压

α-亚麻酸是人体必需的脂肪酸，人体不能合成，必须从食物中获得. HMG-COA还原酶和脂肪酰辅酶A胆固醇脂肪转移酶(ACAT)是胆固醇合成的主要限速酶. α－亚麻酸能使HMG-COA还原酶活性降低，ACAT活性升高，因而能增加类固醇分解，抑制内源性胆固醇合成，降低血清总胆固醇含量. α－亚麻酸能减少极低密度脂蛋白中的甘油三酯及载脂蛋白B的生物合成，降低血清甘油三酯. α－亚麻酸能抑制低密度脂蛋白的合成，抑制肝内皮细胞脂酶的活性从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，使血压降低，对于境界域高血压来说是非常有效的. 而对于更高的血压或易产生出血性脑中风的状况也有一定效果[11-13].

2.1.2 α-亚麻酸能抑制血栓性疾病，预防心肌梗塞和脑梗塞

α-亚麻酸是人体合成前列腺素和前列腺环素的前体，前列腺素能抑制血管紧张素的合成，扩张血管，降低血管张力，对高血压病人的收缩压和舒张压都有降低作用. 前列腺环素可以扩张血管、抑制血小板凝集、改善血液循环；TXA2(血栓素A2)，是一种促进血液凝集的重要物质，α－亚麻酸在细胞膜磷脂中竞争环加氧酶和脂加氧酶，抑制TXA2的产生，并生成TXA3和PGI3. TXA3可以提高环腺苷酸(cAMP)的浓度，cAMP可使血小板内环氧化酶的活性下降，从而使TXA2生成减少，因而阻止血管收缩和血小板凝集. α－亚麻酸能改变血小板膜流动性，从而改变血小板对刺激的反应性及血小板表面受体数目. Vanschoonbeek等发现ω-3多不饱和脂肪酸可以减低血浆纤维蛋白原和凝血因子V，降低程度取决于纤维蛋白原的水平[14]. 所以α－亚麻酸抑制血栓性疾病，预防心肌梗塞和脑梗塞.

2.2 EPA和DHA

2.2.1 EPA和DHA与抗癌免疫

许多研究证明：人体饱和脂肪酸和反式脂肪酸摄入过多是导致癌症、心脑血管病等许多疾病的直接原因. 摄入过多的ω-6系列多不饱和脂肪酸会在人体内转变成促进肿瘤增大的PGE2，而ω-3系列多不饱和脂肪酸抑制PGE2的产生，起到抑制肿瘤的作用[15]. 以不同比例的ω-3系列多不饱和脂肪酸和ω-6系列多不饱和脂肪酸喂养大鼠，发现ω-3系列多不饱和脂肪酸对重氮丝氨酸诱发大鼠胰腺癌有抑制作用[16]. 在肿瘤细胞内环氧酶2(COX-2)活性较正常细胞高，增加了PGE2的合成，PGE2诱导细胞增殖，并刺激BLC-2蛋白的表达，BLC-2蛋白抑制细胞凋亡，使细胞增殖凋亡失衡，促进肿瘤发生. PGE2也能促进细胞外基质降解，产生血栓烷促进血小板聚集，有利于癌细胞的侵袭和转移. 用含EPA和DHA的鱼油喂养结肠癌大鼠，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促进磷脂释放花生四烯酸，进而在COX-2的作用下生成PGE2，促进肿瘤发生、侵袭和转移. PI-PLC催化磷脂酰肌醇产生DAG和IP3，激活蛋白激酶C，使多种蛋白磷酸化，增加细胞质Ca2+浓度，促进细胞增殖. EPA和DHA抑制PLA2、PI-PLC以及COX-2活性，从而抑制肿瘤的发生[17-19]. 现在已经发现并分离出某些顽固的肿瘤所产生的、能导致癌症患者身体消瘦的一种物质——“法奇非洛克因子”，它利用脂肪来供给肿瘤，促使肿瘤的生长，从而使患者身体消瘦. 而 EPA 能够控制“法奇非洛克因子”的活动，从而控制癌症患者的消瘦，并且能够使肿瘤缩小.在大鼠饲料中添加5%的EPA，乳腺肿瘤组织中ω-6系列多不饱和脂肪酸水平降低，肿瘤生长被抑制[20]. 将sn-1与DHA的磷脂酰胆碱融合到肿瘤细胞的细胞膜，改变了其表面一些抗原决定簇，使之更容易被Tc细胞识别[21]. DHA能促进T淋巴细胞的增殖，提高细胞因子TNF-α、IL-β、IL-6的转录，提高免疫系统对肿瘤的杀伤能力，DHA能下调T淋巴细胞表面死亡受体Fas，使其凋亡减少，延长其抗肿瘤的时间[22]，所以EPA和DHA与抗癌免疫有关.

2.2.2 DHA能够补脑健脑，提高视力

DHA是大脑、视网膜神经系统磷脂的主要成分，被称为“脑黄金”，对婴幼儿智力和视力的发育有重要作用[23]. 它选择性地渗入大脑皮质、视网膜等重要器官中，参加到神经元细胞膜的磷脂中，构成乙醇胺磷脂和神经磷脂，使细胞膜呈液态，流动性更好、通透性增高，细胞充满活力. DHA能促进脑内核酸、蛋白质及单胺类神经递质的合成，对于脑神经元、神经胶质细胞，神经传导突触的形成、生长、增殖、分化、成熟和神经传导网络的形成具有重要的作用. 它能够增加大脑神经膜、突触前后膜的通透性，使神经信息传递通路畅通，提高神经反射能力，进而增强人的思维能力、记忆能力和应激能力[24]，这对于提高儿童智力和防止老年人大脑功能衰退都是必需的. 此外Patten等发现ω-3多不饱和脂肪酸可以增加乙酰胆碱分泌，产生副交感神经兴奋效应[25]. Osher等在应用ω-3多不饱和脂肪酸对抑郁症的治疗中发现，ω-3多不饱和脂肪酸能明显改善抑郁症病人的肠道功能[26].

DHA对光刺激传递十分重要，可以活化衰落的视网膜细胞，对老花眼、视力模糊、青光眼、白内障等有防治作用[27]. 人体缺乏DHA将导致大脑灰白质发育不良，视神经传导速度降低，引起健忘、疲劳、视力减退等，引起人体脂质代谢紊乱，导致免疫力降低. 尤其是婴幼儿和青少年如果缺乏DHA，就会严重影响智力和视力的发育.

2.2.3 EPA、DHA可以降血脂、降血压、抗动脉粥样硬化

EPA、DHA抑制内源性胆固醇及甘油三脂的合成，促进血液中胆固醇、甘油三脂及低密度脂蛋白的代谢，降低血脂，从而降低动脉硬化因子(胆固醇、甘油三脂及低密度脂蛋白及极低密度脂蛋白)水平，并且增加卵磷脂-胆固醇转移酶、脂蛋白脂酶的活性，抑制肝内皮细胞脂酶的活性，从而使抗动脉硬化因子(高密度脂蛋白)升高，因此EPA、DHA具有抗动脉粥样硬化，防治心血管疾病的功能[28-29]. EPA、DHA抑制血小板聚集，延长凝血时间，使血小板减少及对肾上腺素敏感性降低，具有抗血栓作用，并能增加红细胞变形性，降低血液黏度，对正常人和高血压患者的收缩压和舒张压都有降低作用. 而以收缩压降低更明显[30-31].

2.2.4 EPA和DHA的抗炎作用

EPA能抑制中性细胞和单核细胞的5＇-脂合酶代谢途径，增加白三烯B5的合成，同时抑制LTB4(具有强的收缩平滑肌与致炎作用)介导的中性白细胞机能，并通过降低白介素-1的浓度而影响白介素的代谢，具有抗炎作用. 胰腺炎可影响抗氧化系统，炎症的严重程度与SOD下降幅度呈正相关[32]，ω-3多不饱和脂肪酸能使SOD下降程度低一些. Ren等研究发现，若缺少ω-3多不饱和脂肪酸中EPA和DHA，将使病人机体的SOD的抗氧化能力下降[33]. 此外，Pawlak等认为增加氧化应激、降低SOD的抗氧化能力可以减少纤维蛋白从而起一定的抗凝作用[34]. 因此ω-3多不饱和脂肪酸可以通过影响SOD作用于纤维蛋白的前体——纤维蛋白原，抑制其激活生成纤维蛋白.

3 过量摄入ω-3系列不饱和脂肪酸的危害

ω-3系列不饱和脂肪酸双键化学性质活泼，容易被氧化分解，产生丙二醛，使蛋白质交联，肌肉失去弹性，黑色素增多. 在受热时氧化分解加快，氧化产生的自由基有致癌作用，因此在加工多不饱和脂肪酸的食品时，应避免其在空气中长期暴露或加热油炸[35]. 脂类氧化物还可使心血管粥样硬化，损坏血管内壁，使之变脆，导致高血压和脑溢血. 过量摄入ω-3系列多不饱和脂肪酸会使体重减轻，出血时间延长. 血小板减少，精液中前列腺素减少，精子活力降低甚至消失. 世界卫生组织(WHO)与联合国粮农组织(FAO)向世界郑重建议，食物中饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸应为1:1:1，其中多不饱和脂肪酸中包括亚油酸和α-亚麻酸. 亚油酸虽然也是一种必需脂肪酸，但是人体的摄入量已经过剩了. 比如人们经常吃的大豆油，其中亚油酸含量约为60%. 亚油酸和α-亚麻酸在人体内争夺同样的酶才能被转化，转化之后才能被吸收. 亚油酸吃得太多了，α-亚麻酸就得不到足够的酶进行转化，自然无法被吸收. 所以必须控制亚油酸和α-亚麻酸摄入量的比值，世界卫生组织推荐标准：ω-6系列：ω-3系列应小于6:1. 但目前已严重偏离为25:1，甚至为30:1. 如今各种含有α-亚麻酸的食用调和油不断的投放市场，不但成为广大消费者生活中必需的食用油，而且还将成为预防心脑血管疾病的首选食疗油，在引导人们食用油的消费由营养型向健康型转变的过程中，势必引发人类食用油的一场新革命.

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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

襄樊学院科技创新团队项目(2008); 襄樊学院大学生科研项目(2009DXS047).

黄升谋(1962— ), 男, 湖北武汉人, 襄樊学院化学工程与食品科学学院教授, 博士.

徐 杰)