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α—亚麻酸及其代谢产物EPA和DHA

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最后更新: 2015-12-07 15:19
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 中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所   范文洵

食物中存在三大系列不饱和脂肪酸:油酸(ω—9)、亚油酸(ω—6)和亚麻酸(ω—3)系,他们在体内代谢时不能互相转换,并具有各自独特的生理功能。

油酸的分子结构中只含一个双键,不属于多不饱和脂肪酸类。亚油酸和亚麻酸的分子结构中皆含两个或两个以上的双键,属多不饱和酸类。长期以来,人们就知道膳食中的多不饱和脂肪酸为动物和人体的生长和健康所必需,尤其α—亚麻酸被认为是必需脂肪酸中最不可缺少的,如缺乏可产生一系列缺乏症状。例如生长迟缓或停滞、皮炎、脱毛、生殖功能受损等。给予上述三种脂肪酸以后可使之恢复正常。本文着重介绍亚麻酸及其代谢产物的生理功能以及与人体健康的关系。

 

一、    α—亚麻酸(18:3:ω—3)

 

(一)动物实验    鱼类的生存需要α—亚麻酸,如鳟鱼饲料中仅含亚油酸时,则鱼的生长迟缓或停止。补充α—亚麻酸及其代谢产物,可促使生长正常。其他种鱼(包括鲆鱼、鲤鱼、鲷鱼等)的情况相同。

鸡缺少α—亚麻酸时,可产生一种在鸡养殖场中常见的“营养性脑软化症(nutritional encephalomalacia)。”其体征是出血时间缩短、共济失调、小脑受损和死亡。给鸡喂饲料中缺乏维生素E,但富含亚油酸的红花油饲料时常发生此病。原先认为可能是由饲料中氧化物,导致脂质过氧化所产生的毒性作用所致但在用富含α—亚麻酸的亚麻籽油代替红花油以后,可停止此病的发展。α—亚麻酸对氧化作用较亚油酸更敏感,这一点有力地抨击了“脂质过氧化”致病的旧观点。鱼肝油中含有α—亚麻酸的代谢产物,虽有治疗效果,但不及α—亚麻酸明显,提示α—亚麻酸可能具有另一种生物功能,即在亚油酸的代谢过程需要其参与调节。

大鼠连续两代喂饲缺乏α—亚麻酸的饲料,未见对动物的生长、进食量、仔鼠重和脑重等有明显影响,但F2代鼠的脑功能出现差别:大豆油饲料(含α—亚麻酸8400mg/kg)组动物完成迷宫试验的正确反应率较红花油饲料(α—亚麻酸300mg/kg)组的明显较高。在最后3天,前组的成功率达90%,后组的仅60%。这一结果指出,缺乏α—亚麻酸可影响大鼠的学习能力。

猴与人类的亲缘关系更近,实验证明,南美产的卷尾猴对α—亚麻酸有特殊需要。喂饲含亚麻酸50%以上的玉米油或葵瓜籽油饲料18个月后,动物开始出现脱毛、皮肤损害和脂肪肝等异常情况;改饲以含α—亚麻酸50%以上的亚麻籽油饲料后,56天即完全恢复正常。

(二)对人体的调查报告

    Holman报道一例6岁女孩,在切除300cm长的肠段后,完全依赖肠胃外输液营养。输液中含有足量的亚油酸,唯α—亚麻酸量甚低。5个月后,患儿感到肢体麻木、衰弱、行走困难、腿部疼痛、视觉模糊。血液脂质分析结果证明有明显的α—亚麻酸缺乏。以后在输液中增加α—亚麻酸量,神经症状很快消失。根据所加入的α—亚麻酸量,估计此病例的α—亚麻酸需要量约为0.54%总热量。

α—亚麻酸对动物和人体都是必需的。α—亚麻酸及代谢产物多选择性地参入温血动物的某些器官,如大脑皮质、视网膜、睾丸和精子的乙醇胺磷脂和神经磷脂中,显示这些脂肪酸在大脑、感官和生殖器官中的重要性和特异性。

 

二、 α—亚麻酸的代谢产物——EPA(二十碳五烯酸,20:5ω—3)和DHA(二十二碳六烯酸,22:6ω—3)

 

α—亚麻酸经脱饱和与碳链延长作用,生成一系列代谢产物,其中重要的为二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。

EPA和DHA对动物及人体健康的重要影响:

(一)   高度增强智力

α—亚麻酸是神经系统必需脂肪酸,对加强脑神经的智力功能有重要作用。因脑中存在的α—亚麻酸转化为DHA越多, 脑思维能力能明显加强。

α—亚麻酸还影响视神经,长期摄取α—亚麻酸少的食物,视网膜电位图会出现异常。妊娠妇女或出生后乳儿饮食中如果缺少α—亚麻酸的食物,乳儿视网膜的磷脂质中的DHA含量会减少一半。大脑灰白质减少1/4,会使乳儿视力明显减弱。

 

(二)   血脂水平   

EPA和DHA有显著降低血甘油三酯(TG)水平的作用。喂饲动物富含这两种脂肪酸和鱼油饲料时,其血浆(清)TG含量明显下降。Wong等给予大鼠15%MaxEPA(一种浓缩鱼油,约含12%EPA和8%DHA)饲料2周,比给予同量红花油饲料的大鼠,其血浆TG减低40%。Ruiter等喂饲小猪富含ω—3脂肪酸的鲭鱼油饲料,亦得到类似结果。

人体实验结果观察到,含脂量高的肥鱼有降低血浆TG的效果:每周食入200—600g肥鱼,3个月后下降6%;每日280g鲭鱼,2周后下降47%;每日5gMaxEPA,3周后下降14%;每日10 gMaxEPA,下降23%;每日20 gMaxEPA,下降32%,显示血TG降低程度与ω—3脂肪酸剂量间密切相关。

EPA和DHA对高脂血症病人的降血TG作用似乎更明显:4周鲑鱼油膳食,健康人的血浆TG下降11%,而高血脂症II6和V型患者分别下降66%和77%;给予富含ω—6脂肪酸的植物油膳食时,未见到健康人血TG水平改变;但使上述两种类型高脂血患者的血TG含量较鲑鱼油期的低水平有所增高。

Harris等比较了饱和油脂,富含ω—6脂肪酸的植物油以及富含ω—3脂肪酸的鲑鱼油对健康人血TG的影响,发现只有鱼油具有降低效果。这些实验指出,ω—3与ω—6脂肪酸可能有不同的代谢影响,前者对TG似乎具有独特作用。

Sanders等给健康成人分别补充不同剂量的MaxEPA3周,结果每日10gMaxEPA(含1.7gEPA,1.6gDHA)是产生降血TG显效的最小剂量。Saynor等和Singer等先后证明,每日摄入EPA2g以上,即可使血TG水平显著下降。

富含ω—3脂肪酸的鱼油也有降低动物和人体血胆固醇水平的作用,只是所需剂量较高。健康成人每日摄食20gMaxEPA,血浆胆固醇才显著降低,此剂量为降低TG所需最小剂量的一倍。

ω—3脂肪酸降血脂作用的机制尚未完全阐明,其作用途径可有三:(1)增加固醇类的排出;(2)改变脂蛋白的脂脑酸组成,增加其流动性,从而加强脂蛋白与脂肪分解酶间的相互作用;(3)改变VLDL和LDL合成与分解的速度。前两个途径是ω—3和ω—6脂肪酸所共有,而途径(3)可能为ω—3脂肪酸所特有。ω—3脂肪酸对降低血TG和VLDL水平的作用比对血胆固醇和LDL的影响大,鲑鱼油餐后血浆TG浓度升高的幅度比饱和油脂显著减少;而且鲑鱼油餐后的血TG饥饿水平亦低,表明ω—3脂肪酸的主要影响可能是抑制TG和/或VLDL的合成,以及加速两者自血液中的清除。

(三)   出血时间与血小板凝集   

人食用富含ω—3脂肪酸的食物后,皮下出血时间延长:健康成人每日摄入20ml鱼肝油(含EPA1.8g,DHA2.2g)6周后,出血时间增加40%;补充鲭鱼或鲑鱼油(约2—3gEPA/d),3周后出血时间增加31%,6周后增加42%;每日补充MaxEPA20ml(3.6gEPA/d),一年后出血时间可延长一倍。

血小板内产生的血栓素有收缩管和促血小板凝集的作用,血管内皮产生的前列环素则有舒张血管和抑制血小板凝集的作用。这两种具有相反作用的物质之间的相互平衡,是调节血小板与血管功能的关键。

由二十碳三烯酸(20:3ω—6)、花生四烯酸(20:4ω—6)和EPA(20:5ω—3)可分别生成单烯、二烯和三烯前列腺素。一般情况下,血小板含有大量的花生四烯酸,所生成的血栓素A2(TX2)和前列环素I2(PGI2)为两种主要的抗衡物。动脉粥样硬化组织的血小板产生TXA2的能力正常,但产生PGI2的能力受损,这可能是导致心肌梗死的原因之一。

喂饲大鼠补充有α—亚麻酸的无油饲料可出现出血倾向:喂饲大鼠亚麻籽油,体内和体外实验证明,血小板的凝集作用和二烯前列腺素的生成受抑制。来自膳食的或在体内的由α—亚麻酸合成的EPA,能取代花生四烯酸,较易进入膜磷脂中。体外实验证明,EPA可生成三烯前列腺素,包括TXA3和PGI3,但EPA不是产生前列腺素的内过氧化物良好底物,因此,当给予大鼠大量ω—3脂肪酸时,体内生成的三烯前列腺素甚低;但EPA却使膜磷脂中的20:3ω—6和20:4ω—6的利用率下降,使生成的单烯和二烯前列腺素量显著减少。TXA3的促凝集作用较TXA2小,PGI3的抗凝集作用则与PGI2相同,从而延长出血时间并减弱血小板的凝集作用。

(四)   与心脑缺血性疾病的关系    

大量人体与动物试验证明,增加膳食ω—3脂肪酸的摄入量,有助于防治动脉粥样硬化和减少心脑缺血性疾病的发生。ω—3脂肪酸可降低血胆固醇和甘油三酯的水平、延长出血时间、抑制血小板凝集,从而减低发生栓塞的危险性。Eskimos人摄食大量海鱼,每日EPA和DHA的摄入量分别达5g和6g,血中ω—3脂肪酸含量显著升高,并伴有轻微出血倾向,因而他们的心肌梗死患者甚罕见。

Hirai等曾调查日本渔民和农民膳食情况,每人每日鱼的平均消耗量在渔民中为250g(2.5gEPA),在农民中为90g(0.9gEPA),因此,日本人的心血管病发病率亦低。

流行病学调查证明,血小板磷脂的EPA/AA比值与心肌梗死发病率呈负相关。此比值在Eskimos人为0.7-0.9,日本渔民为0.58,日本农民为0.41,欧洲人为0.1,而心血管病发病率高的丹麦人仅0.02。

(五)   膳食EPA和DHA的适宜水平及来源   

ω—3脂肪酸在降血脂和减低心脑血管发病率方面较ω—6脂肪酸更有效,前者的效果略高于后者2-5倍。大量使用是否会产生有害影响?Sinclair等曾试验,100日内禁食任何食物,而只食用海产动物食品,结果体重减轻、精子不活泼,甚或消失。这种种现象都说明,剧烈改变膳食中ω—6/ω—3脂肪酸的比例,有害于身体健康。因此,掌握有利于防病、而又无其他明显不良影响的剂量是十分必要的。

大剂量ω—3脂肪酸或突然改变膳食脂肪的组成,可产生一系列特有反应;但适度增加膳食的ω—3脂肪酸,其收益远超过可能出现的损害。很多实验证明,每日膳食的EPA+DHA供给量为3—5g时,可有效延长出血时间,降低血脂水平,此量低于Eskimos人的日摄入量,但接近日本渔民的日摄入量。

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