程 燕，黃玉莎，王 斌

0 引言

二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid，DHA)是一種 n-3長鏈多不飽和脂肪酸(n-3PUFAs)，主要來源于海藻類，所以魚類和海洋油含量豐富。人類內源性DHA含量極低，需要從食物補充，世界衛(wèi)生組織推薦每日攝入200～500 mg的EPA和DHA以預防某些慢性疾?。?］。在人體除脂肪組織外，神經(jīng)組織含豐富的脂質，約占神經(jīng)組織的30% ～60%，含豐富的 DHA［2］。DHA 是最重要的膜磷脂成分，在磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸含量最多，影響神經(jīng)遞質通路、突觸傳遞和信號轉導。DHA某些代謝產(chǎn)物也是生物活性分子，可保護機體免受氧化損傷。研究發(fā)現(xiàn)，n-3PUFAs具有調節(jié)免疫反應及心血管功能、抗炎、抗氧化、抗腫瘤等多種功能，DHA作為其重要的一員，也受到廣泛關注，在生理學和醫(yī)學方面得到廣泛應用，現(xiàn)就其對神經(jīng)系統(tǒng)的作用機制做一綜述。

1 DHA在神經(jīng)細胞水平的作用

1.1 對細胞信號轉導的影響 DHA是質膜磷脂中長鏈不飽和脂肪酸最主要的成分。細胞膜上的DHA對細胞內信號轉導有重要作用。DHA對于維持細胞膜的穩(wěn)定性和流動性至關重要，細胞膜流動有利于細胞信號轉導［3］。DHA能順應細胞膜各種狀態(tài)的轉變，如高滲透、壓縮、融合及翻轉［4］。DHA在調節(jié)腦磷脂(PS)含量中起重要作用，而PS對于維持細胞生存很重要。缺乏DHA會使PS含量減少，影響細胞信號和鈣離子攝入。DHA是細胞內作用最強的鈣離子濃度調節(jié)劑，通過控制鈣離子釋放或攝入調節(jié)許多細胞功能，促進基因活化、神經(jīng)遞質釋放、氧化應激或調節(jié)線粒體生物活性［2］。另外，近年研究表明，在重要的細胞信號中，DHA可以修飾蛋白質和細胞膜脂筏構成，后者是質膜上富含膽固醇和鞘磷脂的微結構域，參與信號轉導和蛋白質的轉運［5］。

DHA可影響神經(jīng)細胞生理過程的多個靶點功能，從離子通道、核受體到第二信使。如:DHA對維持Na+-K+-ATP酶活性很重要，后者是細胞膜關鍵酶，可控制神經(jīng)傳導需要的離子濃度梯度［2］。這種活性酶釋放的能量占大腦所需能量的60%，是維持大腦正常生理過程的重要來源。鉀通道參與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，其神經(jīng)保護作用通過激活多不飽和脂肪酸等實現(xiàn)［6］。DHA還可以改變腦內游離鋅的水平，從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用［7］。體外實驗發(fā)現(xiàn)，n-3脂肪酸(如DHA)會抑制PKC、cAMP依賴的蛋白激酶、促分裂原活化蛋白激酶(MAPKs，如 ERK1、ERK2)及鈣/鈣調蛋白依賴的蛋白激酶2(Ca/CaMKⅡ)的活性［8］。但近期研究表明，在腫瘤細胞中，DHA可激活MAPKs，使線粒體產(chǎn)生過量ROS而誘導細胞凋亡［9］。兩種矛盾的結論提示，不同狀態(tài)下DHA的功能可能不同。DHA還會抑制電壓特異性鈉通道和鈣通道，阻斷去極化引起的谷氨酸釋放及谷氨酸受體活化，這樣就會降低谷氨酸引起的興奮毒性［10］。之后，Grintal等［11］研究表明，DHA僅在生理狀態(tài)下調節(jié)突觸谷氨酸，病理條件下不影響谷氨酸的清除，但未闡明具體機制及原因。在飲食缺乏DHA的小鼠大腦中，參與囊泡運輸、重攝取及神經(jīng)遞質等過程的多數(shù)突觸蛋白數(shù)量下調［12］。大腦突觸蛋白缺乏及其導致的胞外分泌、神經(jīng)遞質釋放和再攝取減少可能與DHA耗竭有關?？傊?，DHA通過多種途徑維持正常神經(jīng)功能。

1.2 對炎癥信號通路的影響 氧化應激和炎癥反應參與許多神經(jīng)疾病的進展，包括神經(jīng)退行性疾病(阿爾茲海默病)、肌萎縮側索硬化、帕金森病、癲疒間和缺血損傷［13-16］。在培養(yǎng)的視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞中，DHA可以清除過氧化氫、超氧陰離子和羥自由基引起的細胞內自由基產(chǎn)物，對抗氧化應激起到保護作用。DHA在體內會代謝成保護素(Protectins)和消退素(Resolvins)，不僅能緩解炎癥，還有神經(jīng)保護作用，抑制多種粘附分子和炎癥介質的表達和釋放［17］。保護素和消退素均可通過減少中性粒細胞遷移和炎癥因子釋放發(fā)揮強大的抗炎和免疫調節(jié)作用，減少中性粒細胞向損傷組織遷移，減少局部炎癥應答，發(fā)揮保護作用，防止中性粒細胞激活導致的氧化應激［18］。在DHA衍生物中，神經(jīng)保護素 D1(NPD1)是重要的神經(jīng)保護因子，在多種神經(jīng)退行性疾病中能減輕組織的氧化應激和炎癥反應［19］，通過上調抗凋亡因子bcl-2、bcl-x及下調促凋亡因子bax、bad減輕氧化應激，通過抑制腫瘤壞死因子(TNF)-α和白介素(IL)-1β發(fā)揮抗炎作用［20］，通過減弱星形膠質細胞內質網(wǎng)(ER)鈣調節(jié)異常和ER應激減輕缺血腦損傷［21］。

在缺氧/缺血損傷(H/I)的新生大鼠神經(jīng)膠質細胞中，n-3脂肪酸可抑制NF-κB活性及下游炎癥介質釋放［22］。培養(yǎng)DHA處理的巨噬細胞發(fā)現(xiàn)，DHA可降低內毒素(LPS)激活的NF-κB活性，減少IL-1β分泌，增加自噬體合成，從而達到抑制炎癥反應的作用［23］。飽和脂肪酸加強巨噬細胞NF-κB活性，與不飽和脂肪酸作用相反［24］。由此可見，包括DHA在內的n-3PUFAs對多種細胞都有抗炎作用。

DHA對過氧化物酶體增殖活化受體(PPARs)信號通路的影響最大。PPARs是一組核受體蛋白，相當于調節(jié)基因表達的轉錄因子，包括PPAR-α、PPAR-γ、PPAR-β/ζ，這些受體激活后會抑制炎癥因子產(chǎn)生，導致全身及腦內炎癥大量減少?；罨腜PARs可減弱免疫應答，加強細胞代謝和線粒體功能，促進軸突生長，誘導祖細胞分化為髓鞘少突膠質細胞［25］。生理條件下，新生大鼠腦和神經(jīng)干細胞表達PPAR-γ，活化的PPAR-γ會誘導神經(jīng)分化因子表達，促進神經(jīng)發(fā)育，所以激活PPAR-γ通路可作為神經(jīng)退行性疾病和腦損傷的治療靶點［26］。在創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)和神經(jīng)退行性疾病的動物實驗中發(fā)現(xiàn)，PPARs激動劑可減輕炎癥損傷和細胞死亡，促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)修復和功能恢復［25］。DHA能增加體外培養(yǎng)的人體腎臟細胞(HK-2)PPAR-γmRNA的表達和蛋白活性，激活的PPAR-γ能有效抑制NF-κB通路，從而減輕組織臟器的炎癥反應［27-28］。

另外，攝入高含量的DHA飲食會通過置換細胞膜花生四烯酸(促炎因子前體)和膽固醇降低產(chǎn)生炎癥介質的生物前體，減輕炎癥損傷［29］。DHA通過其衍生物消退素也會抑制花生四烯酸產(chǎn)物－類四烯酸引起的炎癥?？傊?，DHA及其衍生物(消退素、保護素)可通過抗炎和促分解作用起神經(jīng)保護作用。

1.3 對神經(jīng)突觸的影響 DHA可促進神經(jīng)突觸生長，增加突觸蛋白的合成及谷氨酸受體的表達。當飼料中缺乏DHA時，妊娠小鼠大腦海馬神經(jīng)元的神經(jīng)突生長和突觸發(fā)生受到抑制，而補充DHA后，受影響的神經(jīng)元得以改善［30］。結果表明，在正常神經(jīng)發(fā)育過程中，DHA對神經(jīng)突觸生長至關重要。有研究者用含或不含DHA的食物喂養(yǎng)妊娠小鼠至第3代，之后構建TBI模型，發(fā)現(xiàn)DHA缺乏的小鼠損傷加重，損傷區(qū)域神經(jīng)元明顯減少，功能恢復滯后。此外，突觸蛋白I(Syn-1，一種突觸含量豐富的磷酸化蛋白)明顯減少，說明DHA在TBI中具有維持突觸功能的作用［31］。Wu 等［32］對液壓顱腦損傷(FPI)大鼠以富含DHA(1.2%)食物喂養(yǎng)12 d，其腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)上調，下游的 Syn-1、cAMP反應元件結合蛋白(CREB)及CaMKⅡ也上調，維持了突觸的完整性和流動性，改善了認知功能。正常大鼠予富含n-3PUFAs飲食21 d，海馬神經(jīng)小膠質細胞活性下降，同時明顯改變神經(jīng)可塑性相關基因的表達，如Egr-1、BDNF和c-jun，DHA可能通過調節(jié)神經(jīng)相關基因表達起神經(jīng)保護作用［33］。

2 DHA對神經(jīng)系統(tǒng)的作用

嬰幼兒期是神經(jīng)發(fā)育的關鍵時期，胎兒或新生兒期出現(xiàn)窒息會影響其大腦發(fā)育，可能遺留神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥。圍生期缺氧缺血(HI)腦損傷主要是缺氧急性損傷和再灌注損傷，涉及氧化應激、炎癥反應、細胞凋亡、ER應激等病理生理過程。DHA可同時作用于腦損傷瀑布反應的幾個階段，包括生物活性脂類、自由基、炎癥因子和凋亡，最終發(fā)揮神經(jīng)保護作用。在HI前2.5 h或HI后15 min腹腔注射DHA，雖不能降低死亡率、減輕腦損傷面積，但可以改善損傷后14 d的腦功能［34-35］，對于HI損傷后的幸存患兒有重大意義，可改善預后，提高生存質量。對急性局灶性腦缺血大鼠給予不同劑量處理后發(fā)現(xiàn)，治療時間窗是3 h，低、中劑量組的大鼠神經(jīng)功能改善明顯，組織損傷區(qū)域明顯減?。?6］。Williams等［37］用 n-3 脂肪酸(富含DHA，Tri-DHA)處理HI新生大鼠，損傷后2 h給予n-3脂肪酸，腦梗死面積變小，而HI 4 h后再腹腔注射Tri-DHA無保護作用，說明DHA早期應用效果好。Tri-DHA注射后第8周觀察腦損傷無進展，更加說明DHA有利于改善HI預后。DHA喂養(yǎng)TBI大鼠3～21 d，除ER伴侶蛋白GRP78外，其他ER應激蛋白表達均減少，DHA處理的TBI大鼠感覺運動功能恢復更快，DHA可能通過減少TBI后ER應激和毒性蛋白堆積發(fā)揮神經(jīng)保護作用［38］。

3 結語

綜上所述，DHA在神經(jīng)發(fā)育等方面有極其重要的作用，主要機制涉及細胞信號通路、神經(jīng)突觸及抗炎等。DHA作為營養(yǎng)補充劑的作用逐漸被認可，但普通飲食攝入和以藥物形式攝入是有區(qū)別的［39］，此外，Bauer等［2］認為，補充 EPA 對神經(jīng)認知作用比DHA好，但不同時間及生理狀態(tài)下的結果可能不同。因此，DHA藥用功效尚需基礎和臨床試驗不斷驗證，為各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療開拓思路，提供高效安全的治療方案。

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