Kwasy tłuszczowe omega-3

Dzięki temu artykułowi poznasz podstawowe różnice, jakie występują między trzema rodzajami niezbędnych kwasów tłuszczowych omega-3: ALA, DHA oraz EPA i zrozumiesz spełnianą przez nie funkcję w organizmie człowieka. Ponadto artykuł ten dostarczy ci niezbędnej wiedzy na temat metabolizmu tych składników odżywczych w organizmie.
Bioaktywne, czyli wywierające wpływ na funkcjonowanie organizmu człowieka, kwasy tłuszczowe omega-3 odegrały kluczową rolę w procesie ewolucji. Ludzki organizm (w tym mózg) rozwijał się w warunkach diety, która składała się w równych proporcjach ze źródeł kwasów tłuszczowych omega-3 oraz omega-6. Współcześnie ludzki organizm, podobnie jak organizmy innych ssaków, nie posiada zdolności syntetyzowania kwasów tłuszczowych omega-3 de novo, dlatego substancje te należą do grupy niezbędnych składników odżywczych. Jedynie egzogenne dostarczenie organizmowi prekursora dwóch pozostałych postaci kwasów tłuszczowych omega-3 (czyli DHA oraz EPA), jakim jest kwas alfa-linolenowy, umożliwia organizmowi wyprodukowanie pozostałych wszystkich niezbędnych nam do życia kwasów tłuszczowych z rodziny omega-3.
Wykopaliska archeologiczne i odkrycia naukowców nie pozostawiają żadnych wątpliwości: bioaktywne kwasy tłuszczowe omega-3 odegrały kluczową rolę w procesie ewolucji człowieka. Ludzki organizm (w tym mózg) rozwijał się w warunkach diety, która składała się w równych proporcjach ze źródeł kwasów tłuszczowych omega-3 oraz omega-6. Przyjmuje się, iż optymalna wartość tego wskaźnika powinna wynosić idealnie od 1:1 do maksymalnie 2,5:1 [36]. Tymczasem współcześnie w krajach świata zachodniego stosunek dietetycznych źródeł kwasów tłuszczowych omega-6 do omega-3 sięga 20:1, a nawet 25:1 [1].
W ramach poniższego artykułu spróbujemy zaprezentować krótko rodzinę kwasów tłuszczowych omega-3 oraz omega-6, przyjrzeć się konsekwencjom tak dramatycznego nadmiaru kwasów tłuszczowych omega-6 w diecie – w szczególności dla prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego oraz odpornościowego, a także zastanowić się, w jaki sposób możemy im przeciwdziałać.

Dawno, dawno temu…

Zanim przejdziemy jednak do charakterystyki poszczególnych rodzajów kwasów tłuszczowych z grupy omega-3, udajmy się najpierw w podróż w czasie. Razem z autorem książki Olej z alg Michaelem Nehlsem cofnijmy się najpierw o 500 mln lat.
Na Ziemi w tamtym czasie „w ciągu stosunkowo krótkiego okresu, czyli zaledwie około 10 mln lat, pod względem geologicznym rozwinęły się mniej lub bardziej równocześnie liczne prototypy współczesnych gatunków zwierząt. Ten moment w historii naszej planety określamy jako eksplozja kambryjska” [3]. Nehls przedstawia w swojej książce wyniki badań wielu naukowców i specjalistów od ewolucji człowieka, które wskazują, że za tak spektakularne przyspieszenie procesu ewolucji życia na Ziemi odpowiada pojawienie się w przyrodzie naturalnych producentów tlenu oraz kwasów tłuszczowych omega-3, jakimi są różnego rodzaju gatunki alg. Wbrew powszechnemu przekonaniu, iż człowiek pierwotny był łowcą i zbieraczem, znaleziska archeologiczne sugerują coś zupełnie innego: nasi przodkowie żyli jako rybacy i zbieracze, żywiąc się głównie złowionymi przez siebie rybami, skorupiakami oraz muszlami [3]. 
Jak zaznacza sam autor: „[…] bez pochodzącego z mikroalg DHA rozwój naszego zmysłu wzroku – takiego, jaki znamy dzisiaj – nie byłby możliwy. Nasza zdolność widzenia do dzisiaj zależy od produkowanego przez mikroalgi kwasu dokozaheksaenowego. […] od czasów eksplozji kambryjskiej i rozwoju naszych przodków żaden inny kwas tłuszczowy nie zdołał zastąpić w tej roli kwasu dokozaheksaenowego i to mimo licznych eksperymentów natury, które miały miejsce przez ponad pół miliarda lat”. Na tym jednak rola bioaktywnego kwasu tłuszczowego DHA się nie kończy, ponieważ „odgrywa [on] jednocześnie kluczową rolę w komunikacji pomiędzy światem zewnętrznym a naszymi komórkami nerwowymi”.
Ilość tego kwasu tłuszczowego w obrębie komórek synaptycznych jest o wiele większa niż w jakimkolwiek innym obszarze naszego mózgu czy dowolnych innych tkankach [28].

Rodzeństwo, którego nie można rozdzielać, czyli trzy kwasy tłuszczowe omega-3

Do grupy kwasów tłuszczowych omega-3 zaliczamy kwas alfa-linolenowy (symbol ALA), kwas dokozaheksaenowy (DHA) oraz eikozapentaenowy (EPA). Poniżej zaprezentujemy charakterystykę każdego z nich wraz z krótkim opisem spełnianych przez nie funkcji. Naturalną konsekwencją niedoboru którejkolwiek z omawianych tutaj substancji odżywczych jest niewydolność związanych z nimi procesów metabolicznych, a tym samym zaburzenie subtelnej równowagi ogólnosystemowej, która warunkuje z kolei nasz dobry stan zdrowia.

1. Kwas alfa-linolenowy: (ALA), C18:3 to trójnienasycony kwas tłuszczowy omega-3 pochodzenia roślinnego, zawierający 18 atomów węgla w cząsteczce i trzy wiązania podwójne (18:3). W dużym stężeniu występuje w oleju lnianym, nasionach chia, orzechach włoskich oraz rzepaku [3]. 
   Bezpośrednia rola tego kwasu tłuszczowego w organizmie człowieka pozostaje do dzisiaj bliżej nieokreślona [4], przy czym substancja ta jest jednocześnie prekursorem do produkcji dwóch innych kwasów tłuszczowych, które są znacznie bardziej aktywne biologicznie: kwas eikozapentaenowy: (EPA; 20:5, n-3) oraz kwas dokozaheksaenowy (DHA; 22:6, n-3) [7]. 
2. Kwas eikozapentaenowy (EPA): bioaktywny kwas tłuszczowy omega-3, C20: 5n-3, EPA to bioaktywny kwas tłuszczowy omega-3, który podobnie jak kwas arachidonowy posiada 20 atomów węgla w łańcuchu (eicosa to z grec. 20) i charakteryzuje się pięcioma zgięciami w obrębie jednej cząsteczki (określenie pentan oznacza pięciokrotnie nienasycony), ma ich więc o dwa więcej niż ich roślinny prekursor ALA.
    

Kwas eikozapentaenowy stanowi ważny element budulcowy wszystkich komórek naszego ciała (wyjątek: komórki mózgowe, patrz niżej). W obrębie komórek układu nerwowego znajdziemy przede wszystkim DHA. EPA pełni również funkcję prekursora wielu niezbędnych substancji przekaźnikowych oraz substancji, których właściwości przypominają cechy hormonów tkankowych – eikozanoidów [29]. W największym skrócie możemy powiedzieć, iż eikozanoidy stoją na straży naszego układu sercowo-naczyniowego (regulują między innymi mechanizmy związane z krzepnięciem krwi) oraz współregulują działanie układu odpornościowego. Jednocześnie pochodne kwasu eikozapentaenowego biorą udział w procesach związanych z odczuwaniem bólu. Do licznej rodziny eikozanoidów zaliczamy chociażby: prostaglandyny, prostacykliny, tromboksany, leukotrieny, a także endokannabinoidy.
Ze względu na stosunkowo większe znaczenie kwasu dokozaheksaenowego w naszym organizmie (co w szczególności dotyczy układu nerwowego), przejdziemy teraz bezpośrednio do kwasu DHA.

3. Kwas dokozaheksaenowy (DHA): bioaktywny kwas tłuszczowy omega-3, C22:6n-3.

Badania naukowe przeprowadzone na ssakach naczelnych oraz ludzkich noworodkach wykazały, iż kwas dokozaheksaenowy odgrywa decydującą rolę w rozwoju oraz funkcjonowaniu mózgu i siatkówki. Kwas dokozaheksaeonowy stanowi około 40% wszystkich fosfolipidów, jakie wchodzą w skład tkanek mózgowych [8], i jest preferowanym składnikiem siatkówki oraz neuronów [9].
Obecność kwasu dokozaheksaenowego w błonach komórek nerwowych warunkuje prawidłową pracę receptorów błonowych, a tym samym decyduje o sprawnym funkcjonowaniu szlaków sygnałowych [30]. Jak się wydaje, poziom DHA w organizmie człowieka jest pozytywnie skorelowany ze sprawnością kognitywną. Jednocześnie ten niezbędny kwas tłuszczowy omega-3 poprawia pamięć i chroni nas przed demencją oraz chorobą Alzheimera [31].
Jako hormon DHA stymuluje produkcję nowych komórek nerwowych, czyli neurogenezę [10]. Z tego względu wystarczające zaopatrzenie organizmu w kwas dokozaheksaenowy odgrywa kluczową rolę w rozwoju mózgu na etapie dzieciństwa [11]. Przy czym pamiętajmy, iż neurogeneza ma ogromne znaczenie także dla utrzymywania funkcji pamięciowych oraz naszego dobrego psychicznego samopoczucia przez całe życie [12].
Ponadto ten bioaktywny kwas tłuszczowy hamuje też apoptozę komórek nerwowych, jeżeli te znajdą się pod wpływem stresu i ulegną przy tym uszkodzeniom [20]. Innymi słowy DHA uodparnia komórki nerwowe na stres. DHA wspiera też procesy naprawcze na poziomie komórkowym [15]. Jak się okazuje, dieta bogata w DHA i EPA pomaga między innymi obniżyć poziom trójglicerydów we krwi [21], zapobiega niewydolności serca [20] oraz nadciśnieniu tętniczemu krwi [23]. Konsekwencje przewlekłego bezwzględnego niedoboru kwasów tłuszczowych omega-3 lub chronicznie podwyższonego współczynnika kwasów tłuszczowych omega-6 do omega-3 w organizmie:

1. Nadciśnienie, miażdżyca, cukrzyca, a tym samym wzrost ryzyka udaru mózgu oraz zawału serca [5].
2. Zaburzenia rozwoju mózgu podczas rozwoju płodowego oraz w okresie dzieciństwa, a ponadto nieprawidłowości w zakresie na przykład zdolności uczenia się, zapamiętywania czy radzenia sobie z emocjami również w życiu dorosłym. Przykładowo, wyniki istniejących badań sugerują, iż korekta niedoborów bioaktywnych kwasów tłuszczowych omega-3 pomaga zapobiegać depresji i stanom lękowym i powinna być brana pod uwagę jako jeden z adjuwantnych środków terapeutycznych [13, 14, 34]. 
3. Zaburzenia funkcjonowania układu odpornościowego – wzrost ryzyka astmy oraz alergii pokarmowej IgE-zależnej [22].

Z diagnostycznego punktu widzenia przydatne może być tutaj określenie poziomu tzw. indeksu omega-3 [18], który definiujemy jako procentowy udział sumy EPA i DHA, jakie zawierają się w błonie komórkowej czerwonej krwinki, w stosunku do całkowitej ilości wszystkich kwasów tłuszczowych obecnych w błonie komórkowej tej komórki. Istnieją badania naukowe, które wskazują, iż niższy poziom tego parametru jest pozytywnie skorelowany ze wzrostem ryzyka zgonu z powodu choroby wieńcowej [19]. Wspomniane badanie można wykonać w wielu prywatnych ośrodkach laboratoryjnych, więcej informacji na ten temat znajdziesz w internecie.
 

„Jedna porcja omega-3 raz dziennie trzyma lekarza z daleka ode mnie”

Podsumowując, należy stwierdzić, iż w świetle powyższych informacji wystarczające zaopatrzenie organizmu w kwasy tłuszczowe omega-3 (w szczególności zaś te pochodzenia morskiego – z oleju z alg, kryla czy też tłustych ryb pełnomorskich) to warunek konieczny dla zachowania dobrego zdrowia. Za optymalny stosunek kwasów tłuszczowych omega-6 do omega-3 uznaje się przedział 2,5–5:1. Tymczasem typowa dieta zachodnia dostarcza nam obu kwasów tłuszczowych w znacznie wyższych proporcjach, siegających przeciętnie niemal 17:1 [37]. Z tego względu warto, aby dieta każdego z nas była bogata w takie spożywcze źródła kwasów tłuszczowych omega-3, jak olej lniany, olej z lnicznika, orzechy włoskie (ALA), algi morskie oraz pełnotłuste ryby morskie (EPA i DHA), a w razie konieczności (np. potwierdzona badaniami genetycznymi skłonność do nadmiernej aktywacji układu odpornościowego, blokada konwersji ALA do EPA i odpowiednio DHA) – została uzupełniona o odpowiednie preparaty.
W tym momencie automatycznie pojawia się pytanie o wysokość dziennej dawki kwasów tłuszczowych omega-3 DHA i EPA. Zgodnie z zaleceniami Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) w długim okresie bezpieczne jest przyjmowanie do maksymalnie 5 g mieszanki kwasów DHA i EPA na dobę [33]. Również w ramach przeprowadzanych badań naukowych wielkość terapeutycznej dawki dobowej mieszanki kwasów omega-3 waha się od 0,5 do 5 g na dobę [35]. 
Jednocześnie autorka artykułu pragnie podkreślić, iż indywidualne zapotrzebowanie powinno zostać określone przy pomocy analizy składu kwasów tłuszczowych w komórkach (badanie przeprowadza się na podstawie pobranej próbki krwi). W przypadku stwierdzonego nieprawidłowego poziomu indeksu omega-3 doświadczony terapeuta potrafi dobrać odpowiednią terapeutyczną dawkę omega-3, która pomoże uzupełnić istniejące niedobory. Następnie, po upływie na przykład 3–6 miesięcy, badanie należy powtórzyć. Jeżeli jego wyniki okażą się zadowalające, terapeuta wskaże dawkę omega-3, która umożliwi zachowanie tego wskaźnika na pożądanym poziomie. Przy określaniu dawki mieszanki omega-3 należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak przewlekłe stany zapalne, dieta i styl życia oraz uwarunkowania genetyczne.

Na zakończenie przytoczmy słowa japońskiego uczonego Mischio Hashimoto, które trafnie podsumowują rolę kwasów tłuszczowych omega-3 w organizmie człowieka: „To zadziwiające, jak wiele potrafi zdziałać jedna cząsteczka i jak wiele różnych funkcji może pełnić ona w ciele człowieka” [32].

Bibliografia:

1. Simopoulos A.P., Evolutionary aspects of diet: the omega-6/omega-3 ratio and the brain, Molecular Microbiology, 2019 Aug 8, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21279554
2. Majou D., Evolution of the Human Brain: the key roles of DHA(omega-3 fatty acid) andD6-desaturase gene, OCL Journal, 2018, 25(4), A401https://www.ocl-journal.org/articles/ocl/pdf/2018/04/ocl170035.pdf
3. Nehls M., Algenöl: Die Ernährungsrevolution aus dem Meer – Lebenswichtiges Omega-3 in seiner wirksamsten Form, Heyne, 2018.
4. Buist P.H., Natural Products Structural Diversity-I Secondary Metabolites: Organization and Biosynthesis, Comprehensive Natural Products II, 2010, https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/alpha-linolenic-acid
5. Blondeau N., Alpha-Linolenic Acid: An Omega-3 Fatty Acid with Neuroprotective Properties—Ready for Use in the Stroke Clinic?, Biomed Res Int. 2015; 2015: 519830, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4350958
6. Sofbo.
7. Cole L., Kramer, P., Macronutritients, w:Human Physiology, Biochemistryand Basic Medicine, 2016.
8. Essential Fatty Acids, Oregon State University, Linus Pauling Institute, https://lpi.oregonstate.edu/mic/other-nutrients/essential-fatty-acids.
9. Jump D.B., The biochemistry of n-3 polyunsaturated fatty acids. 
   J Biol Chem. 2002;277(11):8755-8758., https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11748246
10. Kawakita E. i in., Docosahexaenoic acid promotes neurogenesis in vitro and in vivo. Neuroscience 2006, 139:991–997.
11. Koletzko B. i in., The roles of long-chain polyunsaturated fatty acids in pregnancy, lactation and infancy: Review of current knowledge and consensus recommendations. J PerinatMed 2008, 36:5–14, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18184094
12. Snyder J.S. i in., Adult hippocampal neurogenesis buffers stress responses and depressive behaviour. Nature 2011, 476: 458–461, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21814201
13. Morgese M.G. i in., Chlorella sorokiniana Extract Improves Short-Term Memory in Rats, Molecules, 2016 Sep 29; 21(10). pii: E1311,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=omega-3+agressivityaiBFIU
14. Liao Y., Efficacy of omega-3 PUFAs in depression: A meta-analysis, Transl Psychiatry, 2019 Aug 5;9(1):190. doi: 10.1038/s41398-019-0515-5, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31383846
15. Silva R.V. i in., Long-Chain Omega-3 Fatty Acids Supplementation Accelerates Nerve Regeneration and Prevents Neuropathic Pain Behavior in Mice. Front Pharmacol 2017, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29089890
16. Harris W.S., Von Schacky C. The omega-3 index: a new risk factor for death from coronary heart disease? Prev Med. 2004; 39(1): 212–220., https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15208005
17. von Schacky C., Omega-3 index and cardiovascular health. Nutrients. 2014; 6(2):799–814. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24566438
18. Harris W.S., The omega-3 index as a risk factor for coronary heart disease. Am J ClinNutr. 2008; 87(6): 1997S–2002S., https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18541601
19. Michael-Titus A.T., Priestley J.V., Omega-3 fatty acids and traumatic neurological injury: from neuroprotection to neuroplasticity? Trends Neurosci 2014, 37: 30–38, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24268818
20. Block R.C., Predicting Risk for Incident Heart Failure With Omega-3 Fatty Acids: From MESA, JACC Heart Fail. 2019 Aug; 7(8): 651–661. doi: 10.1016/j.jchf.2019.03.008. Epub 2019 Jul 10, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31302044
21. Del-Río-Navarro, Effect of supplementation with omega-3 fatty acids on hypertriglyceridemia in pediatric patients with obesity, J Pediatr Endocrinol Metab. 2019 Aug 27; 32(8): 811–819. doi: 10.1515/jpem-2018-0409, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31271554
22. Swanson D., Block, R., Mousa S., Omega-3 Fatty Acids EPA and DHA: Health Benefits Throughout Life, Advances in Nutrition, Volume 3, Issue 1, January 2012, s. 1–7, https://academic.oup.com/advances/article/3/1/1/4557081
23. Filipovic M.G., Whole blood omega-3 fatty acid concentrations are inversely associated with blood pressure in young, healthy adults, J Hypertens. 2018 Jul; 36(7): 1548–1554. doi: 10.1097/HJH.0000000000001728, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29570511
24. Kazuo M., Prevention of Fish Oil Oxidation, J Oleo Sci. 2019 Jan 1; 68(1): 1–11. doi: 10.5650/jos.ess18144. Epub 2018 Dec 12, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30542006
25. Dżumaga B., Qpharma Sp. z o.o., Warszawa, Polska Połączenie wielonienasyconych kwasów tłuszczowych oraz kwasu alfa-liponowego (Liponerv®) w łagodnych zaburzeniach poznawczych.
26. Mazoohian L. i in., The effect of FADS2 gene rs174583 polymorphism on desaturase activities, fatty acid profile, insulin resistance, biochemical indices, and incidence of type 2 diabetes, J Res Med Sci. 2018; 23: 47, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5996566
27. Higdon J., Uniwersytet Stanu Oregon, Instytut Linusa Paulinga, 2003, https://lpi.oregonstate.edu/mic/other-nutrients/essential-fatty-acids#reference6
28. Chouinard-Watkins, R., Bazinet, R., ACSL6 is critical for maintaining brain DHA levels,PNAS December 4, 2018 115 (49), https://www.pnas.org/content/115/49/12343
29. Hardwick J. i in., Eicosanoids in Metabolic Syndrome, Adv Pharmacol. 2013; 66: 157–266, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3675900
30. Hashimoto M., Docosahexaenoic acid: one molecule diverse functions, Journal Critical Reviews in Biotechnology, Volume 37, 2017.
31. Hashimoto M., Docosahexaenoic acid: one molecule diverse functions, Journal Critical Reviews in Biotechnology, Volume 37, 2017.
32. Hashimoto M., Docosahexaenoic acid: one molecule diverse functions, Journal Critical Reviews in Biotechnology, Volume 37, 2017.
33. https://www.efsa.europa.eu/de/efsajournal/pub/2815
34. Jana, T. i in., Omega-3 fatty-acids modulate symptoms of depressive disorder, serum levels of omega-3 fatty acids and omega-6/omega-3 ratio in children. A randomized, double-blind and controlled trial, Psychiatry Research, 03.2020; 287:,112911. doi: 10.1016, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32179212
35. Abdelhamid A.S. i in., Omega-3 fatty acids for the primary and secondary prevention of cardiovascular disease, 2020 Feb 29;3:CD003177. doi: 10.1002/14651858.CD003177.pub5 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32114706, Cochrane Database System Review, 2020 Feb. 
36. Biomedicine and Pharmacotherapy, Simopolous, AP, The importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids, 2002 Oct; 56(8): 365–79, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12442909
37. Simopoulos AP., The importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids, Biomed Pharmacother. 2002 Oct; 56(8): 365–79.