孫翔宇，高貴田，段愛(ài)莉，顧浩峰，李 冰，薛 騫

（陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062）

多不飽和脂肪酸的研究進(jìn)展

孫翔宇，高貴田*，段愛(ài)莉，顧浩峰，李 冰，薛 騫

（陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062）

多不飽和脂肪酸（PUFAs）作為一種獨(dú)特的生物活性物質(zhì)，對(duì)人體有重要的生理功能，ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸都是合成類(lèi)二十烷酸化合物的前體，它們?cè)隗w內(nèi)的平衡對(duì)于穩(wěn)定細(xì)胞膜功能、調(diào)控基因表達(dá)、維持細(xì)胞因子和脂蛋白平衡、抗心血管病、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育等方面起著重要作用，是目前營(yíng)養(yǎng)生化研究熱點(diǎn)之一。隨著PUFAs開(kāi)發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，純PUFAs脂質(zhì)的需求量越來(lái)越多，近年來(lái)人們一直在探索利用PUFAs的新來(lái)源——即利用微生物技術(shù)來(lái)生產(chǎn)PUFAs。介紹了PUFAs的生理作用和來(lái)源的研究進(jìn)展，著重闡述了ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸體內(nèi)代謝、生理功能、ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸比例、生物發(fā)酵等方面的研究情況。

多不飽和脂肪酸，生物活性，體內(nèi)平衡，生物發(fā)酵，營(yíng)養(yǎng)

1 多不飽和脂肪酸研究概況

PUFAs對(duì)人體生理作用的研究源于1929年LA被確認(rèn)為EFA[3]，其后必需脂肪酸缺乏癥的研究沉寂了多年。五六十年代，Hansen[4]和Adam[5]等證明人體需要膳食脂肪。七十到八十年代，隨著前列腺素、白細(xì)胞三烯、血栓烷素等一系列PUFAs代謝產(chǎn)物的研究取得極大的進(jìn)展，PUFAs得到了更為深入的研究，其作用和功能也日益受到人們的重視。80年代中期Bang和Dyerberg提出愛(ài)斯基摩人較低的心血管病死亡率可能與他們食用含高濃度的PUFAs的海生食物有關(guān)[6]，隨后的研究發(fā)現(xiàn)魚(yú)油中的ω-3 PUFAs具有抗炎、抗血栓形成和增加出血時(shí)間，預(yù)防和減少動(dòng)脈粥樣硬化形成等生理生化作用，補(bǔ)充ω-3 PUFAs可取代細(xì)胞膜中的部分ω-6 PUFAs。尤其是九十年代以后，發(fā)現(xiàn)AA、EPA和DHA等長(zhǎng)鏈PUFAs在腦發(fā)育、嬰幼兒智力及視力發(fā)育等方面的重要作用，PUFAs開(kāi)始成為以功能性食品為首的許多領(lǐng)域的熱點(diǎn)。目前，PUFAs在食品、醫(yī)藥、精細(xì)化工、飼料等許多行業(yè)和領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展極為迅速，已受到越來(lái)越多行業(yè)人士的關(guān)注。由于哺乳動(dòng)物不能在離甲基端7個(gè)碳原子之內(nèi)形成雙鍵，所以，動(dòng)物體內(nèi)所有的代謝轉(zhuǎn)化不能改變?chǔ)?3和ω-6 PUFAs雙鍵的甲基末端的分子數(shù)。因此，一旦被消化，ω-3和ω-6 PUFAs之間是不能相互轉(zhuǎn)化的，但它們由于可在體內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)相同的酶系而能相互影響。PUFAs在機(jī)體內(nèi)具有穩(wěn)定細(xì)胞膜功能、調(diào)控基因表達(dá)、維持細(xì)胞因子和脂蛋白平衡、減肥、抗心血管病、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、抗炎、抗癌、增加動(dòng)物的產(chǎn)仔率和成活率等生理功能。而且雙鍵愈多，不飽和程度愈高，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也愈高。

目前，LA、GLA和ALA主要通過(guò)篩選過(guò)的植物種子來(lái)提取，而AA、EPA和DHA從海洋魚(yú)油中提取，一些哺乳動(dòng)物也能提取AA。但是PUFAs的植物來(lái)源受氣候和地域的限制，并且植物資源受農(nóng)藥污染的威脅。而魚(yú)油有特殊氣味，在提煉過(guò)程中易氧化，工藝復(fù)雜，尚不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。并且，由于各國(guó)老年人口比例的逐漸增加，心腦血管疾病的肆虐，以及人們?nèi)找嬷匾暯】档膽B(tài)度，作為藥品和保健食品材料的PUFAs的需求量會(huì)愈來(lái)愈多。因此，除LA以外，目前的PUFAs資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。為此近年來(lái)人們積極尋求替代的生物資源，如油料作物的遺傳改性及低等動(dòng)植物的綜合利用，尤其尋找微生物中的高產(chǎn)油脂菌來(lái)生產(chǎn)PUFAs。

2 ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸體內(nèi)代謝

PUFAs在生物體內(nèi)的代謝是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，見(jiàn)圖1；在不同生物中，代謝途徑不同，見(jiàn)圖2。環(huán)氧合酶（cyclooxygenase，OX）能夠促進(jìn)AA和EPA轉(zhuǎn)化為前列腺素（prostag landin，PG）、血栓素（thromboxane A，TXA）和前列環(huán)素（prostacyclin，PGI）。脂氧合酶（1ipoxy genase）則促進(jìn)AA和EPA轉(zhuǎn)化為白三烯（LT）等產(chǎn)物。由圖1可見(jiàn)，ω-6系和ω-3系兩大系列PUFAs在體內(nèi)有各自的代謝途徑，但在相同的代謝步驟中所需的酶為同一酶系，存在著競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用：ω-3和ω-6 PUFAs共用相同的去飽和酶（Acyl-CoA desaturase）、鏈延長(zhǎng)酶和乙酰轉(zhuǎn)移酶，生成類(lèi)二十烷酸系列脂肪酸均需環(huán)氧合酶和脂氧合酶，兩者之間存在代謝競(jìng)爭(zhēng)抑制，且各種酶對(duì)ω-3 PUFAs的親合力更高。ω-3和ω-6 PUFAs相互影響合成類(lèi)廿碳烷酸化合物的速度，以維持其體內(nèi)平衡。當(dāng)人體攝入ω-3 PUFAs多時(shí)，其通過(guò)與ω-6 PUFAs競(jìng)爭(zhēng)Δ-6去飽和酶來(lái)抑制AA的生成以減少ω-6 PUFAs的總量。當(dāng)ω-3 PUFAs的攝入量相對(duì)不足時(shí)，由ω-6 PUFAs衍生的類(lèi)二十烷酸增多，2系前列腺素（PGI2）生成增多會(huì)出現(xiàn)炎性反應(yīng)，而血栓素TAX2生成增多易出現(xiàn)血栓。ω-3 PUFAs緩解心腦血管疾病的作用機(jī)制也就在于其參與脂肪代謝，調(diào)節(jié)ω-6系類(lèi)二十烷酸的生成量。

圖1 ω-6和ω-3 PUFAs在生物體中的合成轉(zhuǎn)化Fig.1 The synthesis transformation in the living things of ω-6 and ω-3 PUFAs

圖2 脂肪酸在不同生物體中合成轉(zhuǎn)化的區(qū)別Fig.2 Difference of fatty acids transformation in different organisms

3 生理功能

膳食中的PUFAs對(duì)維持身體健康和防治一些慢性疾病有多種生理作用，與維生素、礦物質(zhì)一樣，是人體的必需品，不足、過(guò)量或比例失調(diào)可能會(huì)導(dǎo)致心臟和大腦等重要器官障礙。

3.1 PUFAs與肥胖

肥胖已成為威脅人類(lèi)健康的全球性問(wèn)題，其發(fā)病率在我國(guó)逐年上升。近年來(lái)研究顯示，肥胖的發(fā)生不僅取決于膳食脂肪量，也取決于脂肪酸種類(lèi)和構(gòu)成，特別是PUFAs的種類(lèi)和構(gòu)成，膳食脂肪酸的構(gòu)成變化即ω-6 PUFAs攝入增加，而ω-3 PUFAs攝入減少?gòu)亩功?6/ω-3 PUFAs的比值升高可能是重要原因[7]。同時(shí)生命早期機(jī)體脂肪酸水平及構(gòu)成狀況也可能一定程度上決定了后期（兒童、成年期）肥胖發(fā)生的易感性[8]。

3.1.1 肥胖狀態(tài)下的脂肪酸代謝紊亂 研究表明，肥胖狀態(tài)下存在脂肪酸代謝紊亂，各文獻(xiàn)報(bào)道之間的分歧也體現(xiàn)了這一點(diǎn)：Decsi等[9]發(fā)現(xiàn)匈牙利肥胖兒童血漿AA水平升高，這可能是由于Δ-6去飽和酶活性增加所致；但Scaglioni等[10]對(duì)意大利學(xué)齡期兒童的研究發(fā)現(xiàn)，肥胖兒童血漿總PUFAs及ω-6脂肪酸水平降低，而單不飽和脂肪酸及ω-3 PUFAs（LNA、EPA）水平升高。對(duì)北京學(xué)齡前肥胖兒童血漿脂肪酸的研究顯示，學(xué)齡前肥胖兒童血漿各脂肪酸含量單不飽和及ω-3 PUFAs水平升高，ω-6 PUFAs水平降低，16∶1ω-7/16∶0和18∶1ω-9/18∶0比值的升高，提示Δ-9去飽和酶活性增加[11]。Warensjo等[12]在瑞典對(duì)成人的研究也顯示，隨著Δ-9去飽和酶活性的增加，超重的危險(xiǎn)性明顯上升。

肥胖狀態(tài)下脂肪酸代謝紊亂可能是對(duì)肥胖的適應(yīng)性反應(yīng)。大量研究表明，ω-3和ω-6 PUFAs存在相互拮抗作用。比如，AA代謝生成的4系LT、2系前列腺素和血栓素具有很強(qiáng)的致炎作用，而EPA的代謝產(chǎn)物5系LT、3系前列腺素和血栓素的致炎作用很弱，在一定程度上EPA起到了對(duì)AA的拮抗作用。另外，生命早期ω-3 PUFAs狀況與長(zhǎng)大后肥胖的發(fā)生相關(guān)；膳食ω-6 PUFAs比例提高可使機(jī)體脂肪聚集、促進(jìn)肥胖發(fā)生，而ω-3 PUFAs比例提高具有抑制脂肪聚集的作用[7]。肥胖時(shí)脂肪組織會(huì)合成釋放出大量的腫瘤壞死因子、白介素、C-反應(yīng)蛋白等炎性介質(zhì)，參與生理病理過(guò)程，在一定程度上會(huì)促使ω-3系PUFAs反應(yīng)性升高，以拮抗這些致炎因子的炎性作用。

3.1.2 多不飽和脂肪酸與細(xì)胞因子 肥胖的發(fā)生和發(fā)展與多種細(xì)胞因子有關(guān)。增食因子A又稱(chēng)為下丘腦分泌素1（hypocretin-1），由下丘腦分泌素細(xì)胞分泌。下丘腦分泌細(xì)胞的分泌作用可被瘦素（leptin）和高血糖狀態(tài)抑制，而被饑餓素（ghrelin）和低血糖狀態(tài)激活，據(jù)此發(fā)現(xiàn)增食因子A有增強(qiáng)食欲、增加進(jìn)食量和加速分解代謝的作用[13]。近年來(lái)特別是肥胖基因（ob）被克隆后，人們對(duì)肥胖發(fā)生的機(jī)制研究更深入，特別是ob基因及其表達(dá)產(chǎn)物瘦素（leptin）的研究。瘦素最主要的功能就是調(diào)節(jié)能量代謝，瘦素的表達(dá)與分泌受飲食、激素、疾病等多種因素的影響。血漿瘦素水平升高、瘦素抵抗是肥胖的主要病理特征之一，但機(jī)制尚不清楚。大量研究表明，除極個(gè)別由于瘦素本身缺乏導(dǎo)致肥胖以外，絕大部分肥胖患者血漿瘦素水平升高，但過(guò)量表達(dá)的瘦素不能發(fā)揮生物學(xué)作用，存在瘦素抵抗現(xiàn)象。ω-3和ω-6 PUFAs可能與瘦素抵抗的發(fā)生相關(guān)，但尚不能確定這二類(lèi)脂肪酸對(duì)瘦素表達(dá)的直接調(diào)節(jié)作用。Chen X等人觀(guān)察了脂肪含量和脂肪種類(lèi)變化對(duì)幼豬脂肪組織中瘦素及其受體表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)ω-3 PUFAs可以通過(guò)非胰島素依賴(lài)途徑對(duì)瘦素及其受體表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，并且調(diào)控可能在轉(zhuǎn)錄后水平上[14]。還有報(bào)道稱(chēng)ω-3 PUFAs可以促進(jìn)下丘腦部位的緊密連接蛋白表達(dá)來(lái)阻滯瘦素轉(zhuǎn)運(yùn)，從而誘導(dǎo)瘦素抵抗的發(fā)生[15]，表明ω-3 PUFAs可能在一定程度上參與了瘦素抵抗的發(fā)生。因此，ω-3 PUFAs與瘦素和肥胖之間的關(guān)系尚待進(jìn)一步探討。

3.2 PUFAs與心腦血管疾病

表1 從EPA和AA生成的PGI和TXA對(duì)血小板凝集能的影響Table 1 Effect of PGI and TXA from EPA and AA on platelet coagulation

膳食脂肪酸與血脂代謝、冠心?。╟oronary heart disease，CHD）及動(dòng)脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）的發(fā)生相關(guān)。血小板膜磷脂釋放的PUFAs經(jīng)環(huán)氧合酶作用可合成血栓素-凝血惡烷A（thromboxane A，TXA），TXA具有促進(jìn)血小板凝集和收縮血管的作用，而血管壁膜磷脂釋放的PUFAs經(jīng)酶促作用可合成前列環(huán)素I（prostacyclin I，PGI），PGI具有抑制血小板凝集和舒張血管的作用，二者共同調(diào)節(jié)血小板和血管功能及血栓的形成。ω-6 PUFAs導(dǎo)致血小板凝集和血栓形成，而ω-3 PUFAs具有相反的作用。AA從細(xì)胞膜磷脂中釋放出來(lái)合成TXA2和PGI2，而EPA生成TXA3和PGI3。EPA與AA在同一水平上競(jìng)爭(zhēng)環(huán)氧合酶，從而競(jìng)爭(zhēng)性抑制AA向TXA2和PGI2轉(zhuǎn)化。TXA3促血小板聚集作用遠(yuǎn)不如TXA2，而PGI3與PGI2抑制血小板聚集作用效果類(lèi)似，其結(jié)果降低了血小板聚集性并增加了血管舒張作用，使血栓形成減少，如表1所示。ALA通過(guò)與LA競(jìng)爭(zhēng)Δ-6脫氫酶、Δ-5脫氫酶和鏈延長(zhǎng)酶抑制LA合成AA，EPA通過(guò)與AA競(jìng)爭(zhēng)環(huán)氧合酶抑制AA合成TXA2，從而共同減少TXA2的生成，抑制血栓形成。來(lái)自AA的類(lèi)二十碳烷小劑量就能滿(mǎn)足功能需要，很容易過(guò)量。AA過(guò)多會(huì)形成凝血酶，導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣化，機(jī)體過(guò)敏性和炎性紊亂。所以膳食中ω-6 PUFAs過(guò)量會(huì)使血液粘度、血管痙攣度和血管收縮度升高，增加膳食中ω-3 PUFAs比例能緩解這些癥狀。但ω-3 PUFAs過(guò)量也有加重出血的危險(xiǎn)，EPA、DHA攝取過(guò)剩使TXA2形成受到過(guò)度抑制，造成出血時(shí)間延長(zhǎng)，出血現(xiàn)象加重，甚至可能增加腦出血的危險(xiǎn)，在外科手術(shù)或其他外傷時(shí)還可引起過(guò)量出血，有出血傾向的人不應(yīng)過(guò)多攝入EPA和DHA。ω-3 PUFAs有抗心律失常的作用[16]。主要機(jī)制是其對(duì)鈉通道和鈣通道的抑制作用及穩(wěn)定心肌細(xì)胞的電活動(dòng)。而ω-6 PUFAs則沒(méi)有相關(guān)功能的報(bào)道。

3.3 PUFAs與抗炎

炎癥是對(duì)于創(chuàng)傷、微生物侵染等非特異性的反應(yīng)，產(chǎn)生紅腫，疼痛等現(xiàn)象。細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床實(shí)驗(yàn)都有證據(jù)表明：ω-3 PUFAs或魚(yú)油的補(bǔ)充可以改善一些免疫性疾病，抑制炎癥反應(yīng)。其主要機(jī)制包括：ω-3 PUFAs（EPA、DHA）能夠置換細(xì)胞膜磷脂中的AA，競(jìng)爭(zhēng)環(huán)氧合酶和脂氧合酶從而減少AA產(chǎn)生的各類(lèi)炎性介質(zhì)，減輕炎癥反應(yīng)；ω-3 PUFAs也能通過(guò)改變細(xì)胞膜磷脂的脂肪酸構(gòu)成來(lái)改變細(xì)胞膜流動(dòng)性，膜上相關(guān)信號(hào)分子、酶、受體的功能，來(lái)改變信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程。此外，通過(guò)影響酶或細(xì)胞因子的基因表達(dá)、抑制促炎癥因子產(chǎn)生、調(diào)節(jié)黏附分子表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)免疫功能，這種機(jī)制可以不依賴(lài)類(lèi)二十烷酸（eicosanoids）的產(chǎn)生。魚(yú)油中富含的EPA和DHA抑制炎癥和免疫的作用最為顯著[17-19]。

3.4 PUFAs與細(xì)胞膜功能及機(jī)體免疫

PUFAs是細(xì)胞膜磷脂的重要成分，細(xì)胞膜磷脂成分是決定細(xì)胞膜功能的重要因素，在細(xì)胞表面信號(hào)傳導(dǎo)中起重要作用。ω-3和ω-6 PUFAs雖然不能相互轉(zhuǎn)化，但能互相抑制對(duì)方的合成或置換對(duì)方。PUFAs可以通過(guò)改變膜的流變性[15]，影響膜表面酶和受體、免疫細(xì)胞膜表面的抗原、抗體數(shù)量和分布以及淋巴因子和抗體分泌等功能。PUFAs可以從營(yíng)養(yǎng)代謝、免疫抑制和基因表達(dá)等方面調(diào)控細(xì)胞膜的功能。PUFAs缺乏或過(guò)量都會(huì)使細(xì)胞膜受到影響，包括膜組分的改變、抗氧化性的改變、膜通透性的改變。由于細(xì)胞膜是細(xì)胞損害的最敏感部位，故從細(xì)胞膜的損害方面來(lái)研究預(yù)防機(jī)體發(fā)病的機(jī)理是營(yíng)養(yǎng)代謝病研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

在機(jī)體受到外界抗原刺激時(shí)，淋巴因子和抗體的分泌以及產(chǎn)生新免疫細(xì)胞等都依賴(lài)于脂肪的參與。細(xì)胞膜磷脂中脂肪酸組成的變化將對(duì)免疫功能產(chǎn)生影響。PUFAs對(duì)免疫器官生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。過(guò)量的PUFAs抑制T細(xì)胞、脾臟細(xì)胞對(duì)有絲分裂原的反應(yīng)，從而降低機(jī)體免疫力。ω-3 PUFAs抑制抗原遞呈細(xì)胞發(fā)揮抗原遞呈作用從而抑制細(xì)胞免疫。ω-6 PUFAs則使細(xì)胞介導(dǎo)免疫功能受抑制。ω-3 PUFAs具有改變補(bǔ)體和免疫細(xì)胞的功能，注入ω-6 PUFAs脂肪乳劑也能夠抑制人的自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell，NK cell）的功能。Merzouk等[20]通過(guò)離體和在體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，EPA和DHA可以明顯抑制T細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素-2。El-Badry等[17]的大鼠研究結(jié)果顯示：術(shù)前飼喂大鼠ω-3 PUFAs，可減輕供肝的缺血再灌注損傷，并可因此拓寬供肝的選擇范圍。

3.5 PUFAs與視力

近年來(lái)關(guān)于嬰幼兒奶中添加長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸（long-chain polyunsat urated fatty acids，LCPUFAs）的臨床實(shí)驗(yàn)和研究大多顯示其可促進(jìn)視力發(fā)育[21]，但結(jié)果有爭(zhēng)議，特別是一些最新報(bào)道。多項(xiàng)研究證明LCPUFAs尤其是DHA對(duì)光感受器有顯著效應(yīng)，能抑制細(xì)胞凋亡，保護(hù)光感受器免受氧化應(yīng)激損傷[22-23]。總體來(lái)說(shuō)，早產(chǎn)兒配方喂養(yǎng)添加DHA提高視敏度效果已得到公認(rèn)，但足月兒的研究結(jié)果差異較大。LCPUFAs對(duì)視力發(fā)育的促進(jìn)作用是暫時(shí)性或是永久性的也是關(guān)注的熱點(diǎn)之一。

3.6 PUFAs與生長(zhǎng)發(fā)育

ω-6 PUFAs促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，除AA能增加生長(zhǎng)的早期反應(yīng)基因c-fos和Egr-1的表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)外，還有AA衍生的PG2系列調(diào)節(jié)下丘腦功能。兒童缺乏LA會(huì)出現(xiàn)發(fā)育遲緩和濕疹皮炎等，成人缺乏LA會(huì)出現(xiàn)磷狀皮屑、脫發(fā)和傷口難以愈合等癥狀。但是除嚴(yán)重營(yíng)養(yǎng)不良的人群和吸收障礙的病人和早產(chǎn)兒外，人體尚未發(fā)現(xiàn)過(guò)亞油酸缺乏癥的全部癥侯群，相反攝入過(guò)量癥狀卻普遍發(fā)生。

盡管ω-3 PUFAs的促生長(zhǎng)作用很弱，但對(duì)腦和視網(wǎng)膜、皮膚和腎功能的健全十分重要。對(duì)于胎兒和嬰幼兒而言，腦是身體尺寸和重量的主要部分，腦中兩種主要的脂肪酸AA和DHA，對(duì)正常胎兒的形成和嬰幼兒的發(fā)育至關(guān)重要。靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，如果母親膳食缺乏ω-3脂肪酸，后代將智力發(fā)育不健全，視力受損。母乳喂養(yǎng)的嬰兒到7～8歲時(shí)，智商高于非母乳喂養(yǎng)的兒童。這與人工乳中缺乏DHA有關(guān)。因?yàn)镈HA能夠促進(jìn)智力的發(fā)育，并影響學(xué)習(xí)記憶[24-25]。然而長(zhǎng)期過(guò)量食用DHA會(huì)引起精神過(guò)度興奮，不易入睡。對(duì)于EPA，一些嬰幼兒研究顯示，EPA對(duì)嬰幼兒的生長(zhǎng)與智力發(fā)育有不利影響，EPA過(guò)高會(huì)競(jìng)爭(zhēng)性抑制AA合成2系PG，并抑制亞油酸轉(zhuǎn)化成AA，影響生長(zhǎng)發(fā)育。

3.7 PUFAs與猝死

Abert等對(duì)兩萬(wàn)多名男性健康醫(yī)生長(zhǎng)達(dá)17年的前瞻性對(duì)照分析表明，膳食中富含食用魚(yú)油制品者，以猝死為首發(fā)事件的心血管病發(fā)病明顯減少，其血脂中ω-3 PUFAs的基線(xiàn)水平與猝死的危險(xiǎn)性呈負(fù)相關(guān)[26]。但是Hooper等通過(guò)48項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究和41項(xiàng)群組研究的資料，對(duì)ω-3 PUFAs的有效性進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，得出了ω-3 PUFAs對(duì)心血管病等無(wú)效的結(jié)論[27]。雖然仍有爭(zhēng)議，但多數(shù)傾向預(yù)防有效的看法，并對(duì)ω-3 PUFAs抗猝死的機(jī)制進(jìn)行了深入的研究。Siddiqui等[28]研究證實(shí)ω-3 PUFAs可以直接作用于Na+-Ca2+交換體，使[Ca2+]i降低而減少鈣超載引發(fā)的心律失常。猝死誘因復(fù)雜，ω-3 PUFAs又有多方面作用，如調(diào)血脂、抗血栓、抗炎等，目前認(rèn)為抗心律失常、阻滯心律失常惡化、保護(hù)心臟功能，是ω-3 PUFAs預(yù)防猝死的主要機(jī)制。隨著研究的深入，ω-3 PUFAs可能會(huì)作為抗心律失常藥物應(yīng)用于臨床。

3.8 其它

大量研究表明ω-3 PUFAs在兒童注意力缺陷多動(dòng)癥[29]和老年性癡呆[30-31]等疾病的發(fā)生中亦起著積極的作用，有研究表明對(duì)抑郁癥也有積極作用[32]，但最新研究研究指出DHA無(wú)助減少產(chǎn)后抑郁癥[33]。然而這些研究在深度和廣度上，特別是在ω-3 PUFAs影響這些疾病發(fā)生的機(jī)制上，仍然不夠明確。

4 ω-3和ω-6 PUFAs膳食平衡

不同ω-6/ω-3 PUFAs比例對(duì)體內(nèi)脂代謝和免疫功能以及類(lèi)二十烷酸有影響，早在上世紀(jì)九十年代，國(guó)外學(xué)者就進(jìn)行了初步的研究，但分子機(jī)制尚不清楚。2005年日本學(xué)者通過(guò)模擬世界四個(gè)地區(qū)人群不同ω-6/ω-3脂肪酸比率膳食，以apoE和LDLR雙缺失小鼠作為AS模型，探討了不同ω-6/ω-3 PUFAs比例對(duì)血栓的影響趨勢(shì)[34]。膳食脂肪酸結(jié)構(gòu)不當(dāng)也是當(dāng)前心血管疾病發(fā)病率越來(lái)越高的重要原因之一。由于ω-6/ω-3 PUFAs在機(jī)體內(nèi)生理功能的不同甚至拮抗，在當(dāng)今的飲食條件下，ω-3和ω-6 PUFAs在體內(nèi)的平衡非常重要，絕對(duì)攝入量不足就不能滿(mǎn)足功能需要，但也不是越多越好。PUFAs在體內(nèi)沉積會(huì)引起維生素E水平下降。膳食中ω-6 PUFAs一般是過(guò)量的，而ω-3 PUFAs則嚴(yán)重不足，ω-6 PUFAs/ω-3 PUFAs比例的平衡成為最受關(guān)注的問(wèn)題，然而至今對(duì)二者合理的比值學(xué)術(shù)界仍有爭(zhēng)論，目前各國(guó)關(guān)于膳食脂肪酸構(gòu)成比的推薦值不盡相同。愛(ài)斯基摩人攝取ω-6 PUFAs/ω-3 PUFAs的比例為0.4左右，雖然心肌梗死等疾病較少發(fā)生，但是出血時(shí)間延長(zhǎng)，腦出血患者增加。1987年美國(guó)的膳食結(jié)構(gòu)分析表明，歐美區(qū)域人群膳食中的ω-6 PUFAs/ω-3 PUFAs比值為10∶1~20∶1，歐美人心血管疾病的發(fā)病率很高。母乳、原始人或野生動(dòng)物的食物中ω-6 PUFAs/ω-3 PUFAs的比值大約為3∶1~10∶1。一些國(guó)家及相關(guān)組織提出了人類(lèi)膳食中ω-6 PUFAs/ω-3 PUFAs比例的推薦值，見(jiàn)表2。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)在2000年提出的人體內(nèi)最佳的ω-6∶ω-3 PUFAs比值為4∶1～6∶1。

表2 部分國(guó)家或組織提出的ω-6 PUFAs/ω-3 PUFAs的推薦值Table 2 Recommended value of ω-6 PUFAs/ω-3 PUFAs of partial countries or groups

5 多不飽和脂肪酸來(lái)源

5.1 生物資源

PUFAs通常來(lái)源于高等植物種子、動(dòng)物內(nèi)臟和魚(yú)油。植物油中都含有LA與ALA，只是不同種類(lèi)油中兩者相對(duì)比例和含量差別很大。大多數(shù)植物油富含LA，如玉米胚芽油、棉籽油、燕麥油、芝麻油、大豆油、紅花籽油和葵花籽油等。部分植物油富含多不飽和脂肪酸，如大豆油、亞麻籽油和低芥酸菜籽油等，ALA含量較高。某些特殊油種，如月見(jiàn)草油、琉璃苣油和黑加侖籽油中GLA含量較高。動(dòng)物性食物，尤其是蛋黃、內(nèi)臟中富含AA、EPA。AA廣泛分布于動(dòng)物中性脂肪中，牛乳脂、豬脂肪、牛脂肪、血液磷脂、肝磷脂和腦磷脂中含量約為1%。魚(yú)油中EPA、DHA的含量最高。如鯡魚(yú)（menhaden）魚(yú)油中EPA占總脂肪酸的16.03%，DHA占10.83%。不過(guò)PUFAs的植物來(lái)源受到氣候、地域的限制，并且植物資源受農(nóng)藥污染的威脅。而魚(yú)油有特殊氣味，而且在提煉過(guò)程中易氧化，工藝復(fù)雜尚不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。為此，人們積極研究尋求替代的生物資源，如油料作物的遺傳改性及低等動(dòng)植物的綜合利用，尤其從微生物菌群中尋找高產(chǎn)油脂菌等。

5.2 生物發(fā)酵

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著人們對(duì)PUFAs生理功能的認(rèn)識(shí)，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)含PUFAs油脂引起了人們的極大興趣，以美、日、英、加等國(guó)的研究最為活躍。PUFAs在微生物體內(nèi)的合成是以飽和脂肪酸硬脂酸為底物，通過(guò)脫飽和酶的作用，在特定的碳原子處插入雙鍵，然后再由碳鏈延長(zhǎng)系統(tǒng)合成所需的PUFAs。與動(dòng)植物油生產(chǎn)PUFAs相比，微生物法有很多優(yōu)點(diǎn)，如生產(chǎn)周期短，集約化大規(guī)模生產(chǎn)，不受場(chǎng)地、氣候、季節(jié)的影響，利用不同的菌種和培養(yǎng)基富含特定油脂的PUFAs等。微生物發(fā)酵生產(chǎn)PUFAs的基礎(chǔ)研究主要集中在高產(chǎn)菌株的篩選、工程菌株的構(gòu)建和發(fā)酵工藝的改進(jìn)上。湯世華用絲狀真菌深黃被孢霉突變株發(fā)酵生產(chǎn)多不飽和脂肪酸，發(fā)酵生物量為51.308g/L，含油率為39.547%，產(chǎn)油量為20.291g/L，其油脂脂肪酸組成中不飽和脂肪酸含量為85.71%，其中γ-亞麻酸6.68%[35]。Jang HD等用高山被孢霉M.alpina ATCC32222發(fā)酵生產(chǎn)PUFAs時(shí)認(rèn)為，當(dāng)硝酸鉀和酵母膏以2∶1（w/w）混合使用時(shí)其PUFAs的產(chǎn)量最高[36]。

5.3 利用基因工程技術(shù)改造生物

近年來(lái)，在植物油基因工程、微生物發(fā)酵工程中脂肪酸脫飽和遺傳操作取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。2005年，Seiki Takeno在高山被孢霉IS-4（Mortierellaa lpina 1S-4）中轉(zhuǎn)入Zeocin抗性基因，通過(guò)抗性篩選得到菌株pDZeoGLELO transformant#63，AA產(chǎn)量較原始菌株有很大提高[37]。2007年，Maali Amiri等將藻青菌（Cyanobacterium）的Δ12去飽和酶基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯中，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯脂肪酸成分發(fā)生了明顯變化[38]。2008年，Hao等人將卷枝毛霉的Δ6去飽和酶基因轉(zhuǎn)入煙草中，成功獲得了γ-亞麻酸的高產(chǎn)菌株[39]。此外，還有許多脂肪酸去飽和酶相關(guān)的基因被克隆并轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

6 展望

綜上所述，PUFAs有重要的生理作用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，ω-3和ω-6 PUFAs在體內(nèi)的平衡是維持人體健康的重要因素，但是涉及到的許多生理功能作用機(jī)制研究尚不清楚。從目前的研究情況來(lái)看，對(duì)PUFAs的研究，主要集中在其生理生化和來(lái)源方面。盡管對(duì)PUFAs的生物性質(zhì)和許多醫(yī)學(xué)上、營(yíng)養(yǎng)上的作用機(jī)理理解有限，但PUFAs在食品、健康輔料、化妝品和制藥中的潛在市場(chǎng)是不言而喻的。相信隨著對(duì)PUFAs研究的深入，一些新興技術(shù)，如生物工程技術(shù)等使PUFAs得以工業(yè)化生產(chǎn)，用來(lái)治療特殊疾病的由PUFAs衍生而來(lái)的高檔類(lèi)二十烷酸等將會(huì)在醫(yī)療產(chǎn)品市場(chǎng)占有一席之地。

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Research progress in polyunsaturated fatty acids

SUN Xiang-yu，GAO Gui-tian*，DUAN Ai-li，GU Hao-feng，LI Bing，XUE Qian
（College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China）

Polyunsaturated fatty acids（PUFAs）is a unique bioactive substances，it has important physiological function to human body.ω-3 and ω-6 polyunsaturated fatty acids are precursor of eicosanoids synthesis. Their homeostasis plays an important role in stable membrane function，regulation of gene expression，maintaining cell factors and lipoprotein balance，fighting cardiovascular diseases，and promotion of growth.And now it is one of the hotspots of nutrition biochemical.As the expansion of PUFAs application fields，more and more pure PUFAs lipids are needed.In recent years，people have been exploring new sources of PUFAs，namely using microorganism techniques to produce PUFAs.The research progress of PUFAs physiological functions and sources，and emphatically expounds ω-3 and ω-6 polyunsaturated fatty acid metabolism，physiological functions，the scale of ω-3 and ω-6 polyunsaturated fatty acids，fermentation，etc were introduced.

polyunsaturated fatty acids；biological activity；homeostasis；biology fermentation；nutrition

Q547

A

1002-0306（2012）07-0418-06

多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFAs）是指含有兩個(gè)或更多個(gè)不飽和雙鍵結(jié)構(gòu)的脂肪酸，又稱(chēng)多烯脂肪酸。根據(jù)第一個(gè)不飽和鍵位置不同，PUFAs可分為ω-3、ω-6、ω-7、ω-9等系列（即ω編號(hào)系統(tǒng)，也叫n編號(hào)系統(tǒng)）[1]。距羧基最遠(yuǎn)端的雙鍵在倒數(shù)第3個(gè)碳原子上的稱(chēng)為ω-3系列PUFAs，主要有：α-亞麻酸（ALA）、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳五烯酸（DPA）和二十二碳六烯酸（DHA）等；在第6個(gè)碳原子上的稱(chēng)為ω-6系列PUFAs，主要有：亞油酸（LA）、二高-γ-亞麻酸（DHGLA）、γ-亞麻酸（GLA）和花生四烯酸（AA）等[2]；此外還有ω-7系列、ω-9系列：二十碳三烯酸（Mead acid）等。ω-3和ω-6系列PUFAs具有重要生物學(xué)意義并與人類(lèi)健康密切相關(guān)，很多情況下，這兩族PUFAs在功能上相互協(xié)調(diào)制約，共同調(diào)節(jié)生物體的生命活動(dòng)。AA、ALA、EPA和DHA人體內(nèi)不能合成，需要從食物中攝取，稱(chēng)為人類(lèi)的必需脂肪酸（EFA）。本文主要介紹ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸體內(nèi)代謝、生理功能、ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸比例、來(lái)源及生物發(fā)酵等方面的研究情況。

2011－05－25 *通訊聯(lián)系人

孫翔宇（1988-），男，碩士研究生，主要從事食品生物技術(shù)研究。

陜西省“13115”科技創(chuàng)新工程重大科技專(zhuān)項(xiàng)（2009ZDKG-05）；教育部大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃資助項(xiàng)目（091071801）；大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)（CX11097）。