VYSOCE NENASYCENÉ MASTNÉ KYSELINY (VNMK)
(Polyunsaturated fatty acids - PUFAs) - mastné kyseliny s 2 i více dvojnými vazbami. Esenciální prekurzorové kyseliny řady n-6 a n-3
CH,
rostl.oleje
18:2n-ó
COOH
Linoleic acid
—4—
l:3n-3       ^AAAVW
CHj                                           COOH
a-linolenic acid desaturase"    m    f------
CIWwwwwvťOOH
18:3n-ó
l
Eíongase
20:3n-6
Dihomtvy-linolenic acid (DGLA)
A5 desaturase
18:4n-3
i
20:4n-3
CH,
Vyw^^/wxA
COOH
\
20:4n-6
A=/WWWWV\
COOJI
CH,
Arachidonic acid (AAY^      QEicosapentaenoic acid (EPA) I         "^      Eíongase
22:4n-6
\ \
:ooh
Eíongase, A6 desaturase and
peroxisomal ß-oxidation
22:6n-3       /W\AAAA3/V
WWVAAAW*        22:5n-6
Docosapentaenoic acid (DPA)        ^^Docosahexaenoic acid (DHA)
,COOH
. C.H.,
n-	■6 series                           n-		■3 series	
C6                      V	18:2 l_A		18:3 LNA	C3                            /° c 1 V^S^N^SAAA/V
n	♦	A6 de saturation	#	
r WW\AM/\.	18:3		18:4	v^aaaaa/ V
0	■■■^-	elongation	♦	V
wwwvwy	20:3		20:4	V^VVV^WVv/
Series 2 eicosanoids (i.e. PGEj) Series 4 leukotrienes (i.e LTB4J COXA LOX WWlwV^Vv(f0 V	20:4 AA	A5 desaturation	20:5 EPA	0" Series 3 eicosanoids (i.e. PGE3) Series 5 leukolrienes (i.e LTBg) COX A LOX            0
	♦	elongation		/>
v	22:4		22:5	V"V\AAAAA^CV
V	*	elongation	#	f
W\AAzAWVV\/ V	24:4		24:5	V=VeN^VcV=s1AAAAr
u	♦	A6 desaturation	#	
J	24:5		24:6	V=v^v^VcV"\/=W\</)
+                  0 0 KC-C-SCoA	22:5 DPA	partial ß-oxidation	22:6 DHA	docosatrienes resolvins neuroprotectins 0              v H3C~C-SCoA
Uvolňování a přeměna nenasycených MK z membrán
membrane bi layer
4
Phospholipase A2
Prostaglandins series 1
Leukotrienes and Lipoxins series 4
Eicosanoids series 2

Eicosanoids series 3
Leukotrienes and Lipoxins series 5
Neurony a gliové buňky obsahují vysoké množství VNMK (AA a zejména DHA) v membránách. Ovlivňují jejich vlastnosti související s přenosem signálů a aktivitou membránových proteinů. Jsou zdrojem eikosanoidů -prostaglandinu, leukotrienu (AA) a dokosanoidu a neuroprotektinu (DHA). AAa DHA ovlivňují produkci a přenos neurotransmiterů a DHA zesiluje komunikaci mezi neurony.
V retině je nejvyšší koncentrace DHA v těle. DHA je klíčová pro přenos signálů (fotoreceptory - mozek) v retině
Složení membránových lipidů ovlivňuje mentální zdraví.
Ovlivňuje zejména interakce lipid-protein, které mají vliv na uvolňování a příjem neurotransmiterů a činnost membránových receptoru.
Deficit VNMK v membránách může mít příčinu v nedostatečném přísunu z potravy, biochemické dysfunkci nebo oxidaci VNMK
Souvislost s dalšími faktory (kouření, metabolický stav apod.)
(D
E
K
O
l
«.-Linolenic acid (18:3n-3J
ALA
Eicosapentaenoic acid (20:5n-3)
A-G-Desaturase Elongase A-5-D e sa tu rase
EPA
Eloncjase Eloncjase A-6-Desaturase
Tetrahexaenoic acid (24:Gn-3)
Acyl coenzytne-Adesaturase [i-Oxidation
Docosahexaenoic acid (22:6 n-3)
DHA
Fig. 1. Pathway for the synthesis of eicosapentaenoic acid an docosahexaenoic acid from the parent essential fatty acid, ot-li nolenic acid.
Lidský organismus konvertuje ALA
na EPA a v menší míře na DHA,
ale neefektivně (1-5%). Ženy mají
lepší schopnost tézo konverze
než muži.
Konverze je redukována
konzumací kompetujících MK,
hlavně omega-6 kys. linoleové,
jejíž obsah je ve stravě 10-20x
vyssi.
ALA- lněná semena, ořechy
EPA, DHA- mořský plankton,
řasy, tučné ryby
Cílené „omega-3 potraviny"
vejce, margarín, jogurt atd.
Zvířata krmena potravou
obsahující omega-3 MK.
DHAje kritická pro řádný vývoj a funkce mozku, vývoj retiny v oku a
vývoj cévního systému.
Plod dává přednost přímo DHA před ALA, proto je důležité, aby
těhotné ženy měly dostatečný přísun potravin bohatých na DHA,
zejména v posledním trimestru těhotenství (ryby, rybí tuk).
EPA a DHA jsou nutné i pro vývoj novorozence do 2 let (vývoj
nervového systému a vidění).
DHAje obsažena v mateřském mléce - obsah záleží na přísunu ve
stravě matky. Umělé výživy by měly být obohaceny DHA
IZZI			□ 18:3n-3
1—■			Q Dii. \
	1   1		
1                    11			
i                          M			
l                            l   l			
l                   ■			
0.0   0.2   0.4   0.6   0.8	1.0    1.2    1.4   1.6	l.S	2.0    2.2    2.4    2.6
6 mo-old infant (adequate) 6 mo-old infant (optimal)
Adult females Adult males Pregnant women Lactating women Elderly
g/day
Figure 3* Recommended dietary intakes for n-3 fatty acids (g-day-1) throughout life.
TABLE III Fatty acid composition of Cerebral cortex from rats fed .a control (C) diet or supplemented with fish oil (FO) or coconut fat (CF)
Fatty acids
Control
Fish oil
Coconut fat
Fatty acid (g/100g total fatty acids)
12:0                     5.41 ± 0.84        1
14:0                     2.99 ± 0.03        1
16:0                     3.58 ±0.49         1
16:1 (n-7)
18:0
18:1 (n-9)
18:2 (n-6)
18:3 (n-3)
20:4 (n-6)
20:5 (n-3)
22:6 (n-3)
Unsatu ration index
5.41 ± 0.84 2.99 ± 0.03 3.58 ± 0.49 1.41 ± 0.03 3.56 ± 0.52 9.75 ± 1.29 60.5 ± 0.21 3.03 ± 0.12 1.45 ± 0.45 4.15 ± 0.05 4.30 ± 0.03
193.6
61 ±
37 i 23±
0.09* 0.18
0.18*
J.W +	TTTTH
n.60 '	0.018s!
5.59 ±	n.26H
110.87 +	.:^H
i ^	+ n ?i
2.76 + 0.16 30.79 ± 0.78* 38.95 ± 0.79* |          437.5        |	
5.20 + 0.18 4.06 + 0.27 7.04 ± 0.44** 1.24 + 0.36
2.05 ± 0.28 1.12 ± 0.33 4.50 ± 0.11 4.28 ± 0.19
175.7
*p == 0.05 vs. C and CV groups; **p == 0.05 vs. C group; ***p <: 0.05 vs. C and FO groups. Data are presented as mean ± SEM of 9 animals for each group.
TABLE 11   Fatty add composition or milk, from rats fed a control (C) or supplemented with fish oil or coconut fat (CF)
F\itt\ líc id s	Control	Fish oil	Coconut fat
Fatty acid (g/lQQg total fatty acids)			
12:0	12.2 ± 0.74	12.2 ± 0.01	13.0 ± 0.62
14:0	13.1 ± 1.17	12.8 ± 0.95	14.6 ± 1.16
16:0	19.3 ± 1.17	18.6 + 0.86	19.5 ± 1.17
16:1 (n-7)	1.8 ± 0.06	1.7 + 0.10	1.4 ± 0.06
18:0	4.1 ± 0.19	4.6 ± 0.33	3.9 ± 0.28
18:1 (n-9)	15.5 ± 0.53	12.1 ± 0.5	12.7 ± 0.35
18:2 (n-6)	27.9 ± 0.73	29.2 ± 1.7	26.9 ± 1.87
18:3 (n-3)	2.8 + 0.09	2.9 ± 0.10	2.9 ± 0.16
20:4 {n-6)	2.2 ± 0.23	2.0 ± 0.18	2.2 ± 0.02
20:5 {n-3) 22:6 {n-3)	1.3 ± 0.13    . 0.7 ± 0.06	ifi + nn	1.5 + 0.11
		2.1 + 0.003*   1	0.8 ± 0.10
Unsaturation index	101	_____LUL5______	97.7
*p < 0-05 vs. C and CF groups. Data are presented as mean ± SEM of 9 animals for each group.
TABLE IV   Fatty acid composition of hippocampus from rats fed a control (C) die t or supplemented with fish til (FO) or coconut
fat(CF)
F Litt v Lit ids
Control
Fish oil
Coconut fat
Un saturation index
3.31 ± 0.4 5.53 ± 0.1
Fatty acid (g/100g total fath/ acids)
12:0
14:0
16:0
16:1 (n-7)
18:0
18:1 (n-9)
18:2 (n-6)
18:3 (n-3)
20:4 (n-6)
20:5 (n-3)
22:6 (n-3)
26.89 1.01
31.55 8.17
14.73 1.56
0.5
0.003
0.1
0.01
0.3
0.3
3.06 ±0.1 1.43 ± 0.4
2.02 + 0.001
74.8
2.87 + 0.2 1.06 + 0.1* 1.8 ± 0.39*
1™ + " J»
z.bz	■+■ \\.l
^^^^^	^^^^
41.58	■+■ 0.6* 1
36.19	+ 0.7*
|           458.1      |	
87.1
*p < 0.001 vs. C and CF groups; **p < 0.05 vs. C group; ***p < 0.05 vs. C and TO groups. Data are presented as mean ± SEM of 9 animals for each group.
50 t
0.12 1
Ušlape = DHA  mx f DHA 50
1«J          200          300
□ MB, mg DHA/100 g dM
1—'—I—'—I—'—I—'—I—'—T
D      a,C2     D.ai     D.05     &.D&     o.iů     a, 12
1/dose (mg DH/V1QQ g diet)"1
Figure 2+ The plateau-val Lie of DHA incorporation (expressed in % of total fatty acids) in the rat brain and retina phosphatídylethanolamine (PE) fractions was computed from reciprocal plotting: the reciprocal of the DHA content (1/DH A) in PE was plotted relative to the reciprocal of the dose (1/ dose), the dose being the concentration of dietary DHA expressed in trig per 100 g of diet (from [29]). The double reciprocal plot results in the val tie of 1/dose tending toward zero as the external DHA tends toward infinite amounts, which defines the theoretical status of DHAmnx. The ordinate at the origin is thus the reciprocal of the DHAmax, and the dose giving rise to twice the value of the ordinate at the origin, i.e., ore haif the DHA max, gives the DHA?0. The straight line drawn through the doable rec iprocal data is thus described by the general equation: (1/DH A) = (1 /DHA max) + a (1/dose), where a = slope. The reciprocal of the slope (1/a = DHAmax/DHA?G) is a reflection of the spec ific avidity of the tissue phospholipid for DHA (the lower the slope, the higher the avidity for DHA).
_   80
CA O ■LZ
O qj
Q
40
20
*  SFA         -*- n-ßPUFA
^-MUFA      -o- n-3 PUFA
	i                i               i                li liv«r plastn a lern ma
-	(SFA) -fr. *_____   *          -0.05 ] ™              —■»■■■■■■■■■■■__ *
in-6 PUFAi           J A              *,**    022 [r>3 PUFAi                         I a    0.26                         1	
A	^^-*      <MUFA) Q ^ -0.07 ■          i          i          i          i
n-------------1------------1-------------1-----
cardiac sarcolemma
(SFA)
-0.02
(n-SPUFAíl 0.13
ÍMUFAi 0.11
_  SO
■B   60
o
o
£=
it;
CD
40
20
Y.
cerebral synaptosomes
iSFA) -0.04
ÍMUFAJ -0.03
-^—"    '                      ŕn-GPUFA)
(n-3 PUFA)                      0.07
0.75
cerebral myelin
<SFAj 0.01
ÍMUFA) 0.10
(n-3 PUFA)
0.06
(n-6 PUFAJ-I 0.10
20       40       60      80     100    0 Diet composition {%)
20       40       60       80      10' Diet composition 1%)
Hulbert AJ et al. Biol Rev 2005
Fig. 2* The relationship be Uveen dier fatty acid composition and the fatty acid composition of four different rat membrane preparations (liver plasmalemma, cardiac sarcolcmma, cerebral synaptosomes and cerebral myelin). The number to the right of each line is the slope of the relationship and represents the degree of responsiveness of membrane lipid composition to diet composition. A value of 0 signifies no influence of dietary fatty acid composition on phospholipid fatty acid composition whilst a value of 1.0 signifies that for the particular fatty acid parameter there is a 100% concordance be Uveen change in diet and tissue phospholipid composition. Data for these analysis for liver plas male mm a from Clamp et al. (1997)3 for cardiac sarco-lcmma are from Vajreswari & Naravanarcddv (1992) and for cerebral synaptosomes and myelin are from Srinivasarao et al. í 19971. SFA is saturated, M UFA is mo no unsaturate d and n-(S and n-3 P Ľ FA are polyunsaturated fatty acids.
2.5
o ■"     2
to       £-
0*>
■g Ig.
O)
c
cq;
i_
.O
E
■a;
1.5 h
1 h
0.5 h
O
I	i	i	I                    I                     I                     |
			--c0>- Mver plasrnalemrna        1
	1.72	A	—B— cardiac sa reo lemma       1
k	-	* ŕ	— 0- - cerebral synaptosoinesl
L	H / /		—A— cerebral myelin               1
			^
	■r /	0.88	
r a / 1                     H	©                                 0.26     -\		
1         p	/ / /	JA' 0.24	
Iflrc	3     i	I                     I                    I                     I	
0.5        1        1.5       2        2.5       3
Diet lipid n3/n6 ratio
Fig. 3. The relationship between the ratio of n-3 PLFAs to n-6 PLFAs in t ho diet and the ratio of those polyunsaturates in the lipids from four membranes (liver plas male mm a3 cardiac sarco-lemma3 cerebral synaptosomes and cerebral myelin) in the rat. Data are from the same sources as Fig. 2. PLFAs, polyunsaturated fattv acids.
Hulbert AJ et al. Biol Rev 2005
liver		i	iii
colon			
muscle pancreas thymocytes adipose tissue	i		saturated       1 fatty acids     1 iii
liver colon
muscle
pancreas
thymocytes
adipose tissue
	____________i____			1                        1                       1                        1
liver				
				-\
colon				
			—	
muscle				
pancreas				
thymocytes				
adipose tissue	i                                        MUFA      j			
	—'                    ■                        ■                        ■                       ■                        1			
■	----------------1-------------------------1-------------------------1-------------------------1 PUFA      j ■                        ■■I
i       =~			-------------1----------------------------------1---------------------------------1----------------------------------
—			-\
			J                                                                              J
-			
			
-			-\
			
-			n-6 PUFA     ] ■                        ■■I
~l-------------------------1~
f!
n-3 PUFA
_l____________l_
Reakce různých tkání potkana (složení fosfolipidů) na složení dietetických M K.
0-žádný vztah, 1-kompletní závislost
Unsaturation index- počet dvojných vazeb ve všech
Hulbert AJ et al. Biol Rev 2005
0.2       0.4       0.6       0.8         1   0         0.2       0.4       0.6       0.8          1
Omega-3 VNMK v léčbě psychických onemocnění
omega-3 VNMK spojeny s
-mentálními funkcemi (deprese, schizofrenie, maniodepresivní
psychóza, násilí, agrese, hyperaktivita.
- neurodegenerativními nemocemi (Alzheimerova a Parkinsonova
choroba).
Společným rysem jsou snížené hladiny EPA a DHA ( a někdy rovněž
AA), které mohou podpořit rozvoj onemocnění.
Studie souvislosti změn s kouřením u žen.
1-2g EPA/den je považována za optimální dávku, jsou však nutné další studie.
Maniodepresivní psychóza - podávání 1-2 mg EPA k terapii - pozitivní
účinky
Některé studie prokazují snížený obsah omega-3 v membránách buněk
u jedinců s agresivním chováním???
Potřeba dalších studií
Schizofrenie - asi 1% US populace, řada neurologických a biochemických změn zahrnujících snížený obsah AA a DHA v membránách buněk. Některé studie prokazují pozitivní účinky nízkých dávek EPA podávaných spolu s dalšími léky.
Table ľ Omega-3 fatty acids in the treatment of schizophrenia: double-blind: placebo-controlled trials
Study
Dosage regimen
Outcome
Peet et aM1*] Peet et alJiei] Peet and HorrobH21!
Emsley et alJffl] Berger et al.[29] Fentonetal.^
Add-cn; EPA 2 g/day                            EPA > DHA = placebo
Mono: EPA 2 g/day                               EPA > placebo
Add-on; etbyl EPA 1H 2 and 4 g-'day    EPA > placebo
In clozapine subgroup only, 2g most effective
Add-on; ethyl EPA 3 g/day                   EPA > placebo for schizophrenic symptoms and also tardive dyskinesia
Add-on; ethyl EPA 2 g/day                   EPA > placebo for dose of antipsychotic
Add-on; ethyl EPA 3 g/day                   EPA= placebo
Add-on = added to existing medication; DHA = docosahexaenoic acid; EPA = eicosapentaenoic acid; mono = monotherapy.
Tabic 2,  Comparison of maj or (ally acids of phospholipids from human (schizophrenia and control) and rat (following extreme dietary fat manipulation} eingulate cortex brain region
	Human	l*r-	6}			Rat(jť=4-6}			
	Grey matter			White m titter					
Fatty at ids %	SHiizti-phreiiia		G on tr rt!	Schizophrenia	C 011 (TO 1	Law tat	High SAT £t	n-f> PLTA	n-3 PLTA
16:0 18:0 18:1 q-9	19.2 29 *a@ 8.2 8.1 in.r 38.8 33.3 27 9^		18.0 20.3 25.3 9.5 7.9 13.1 41.0 28.5 31.fi	11.7 19.3 36.3 4,2 6.6 .;.i 34.5® lfi.fi 16.1	12.8 18.6 34.5 4,0 6.8 2.3 36.4 14,2 1 1,8	34.5 18.9 18.3 10.2 6.5 I0.fi 52.4 20.3 27.2	26.5 i^ji 19.8 11.0 4.2 1   i.!; 19.1 21.7 29.2	26.0 21.3 I6.fi ll.fi 6.5 10.9 47.7 21.7 30.5	26.8 21.fi 17.7
20:4 n-6 22:4 n-6 22:íin-3									TF1 l.i* 1 1!J.1*|
% SATs % MUFAs % PLI'As									49.1 22-1 28.9
All delta, kindly provided by Mi\ W. ßell and Dr. X, l'\ Huang (personal CO m m u n if ration) . All ťaíty acid values are expressed as relative percentage where only tatty arid s >t% oťtotal reported. Postmortem human brain samples provided by N1SAÜ (Neuro science Institute of Schizophrenic! and Allied Disorders). Percentage arid source of energy content of rat d leta ry groups following 12 weeks of fee ding: low tat (2%, safHoweroll); high sat fit (35%, beef tallow, 2%, safflower olL); n-b PLTA (38%, safflower nil); and n-3 PLTA (33% fish oil, 2%, safflower oil), Male to female ratio i>: 1. Significant difference between groups at the P<[).[)!> signified by - for comparisons between schizophrenic and control human sampJes (Student T-test} and by1*1 tor comparisons between rat dietary groups (Anova-Tukey/Jo.rŕAflŕr test). SATs, saturated tattv acids; M L I1 As, m onou n saturated fattv acids; PLI1 As, polyunsaturated fattv acids.
Hulbert AJ et al. Biol Rev 2005
Table IL Omega-3 fatty acids in the treatment of depression: double-blind: placebo-controlled trials
Study
Dosage regimen
Outcome
Nemets et al.I2*! Peet and Hor robins Su et ali*] Warangell et alJ27l Keck et alJM Frangwj and Lewis[30]
Add-on; EPA 2 g'day Add-on: EPA 1. 2 and 4 cj;day Add-on; fish oil 9.6 g'day Mono: DHA 2 g.;day Add-on; EPA 6 g.;day Add-on; EPA 1 or £ g'day
EPA> placebo EPA 1 g/day > placebo Fish oil > placebo DHA= placebo EPA= placebo EPA> placebo
Add-on = added to existing medication; DHA = docosahexaenoic acid; EPA = eicosapentaenoic acid; mono = monotherapy.
Deprese jsou méně časté v zemích s vysokou spotřebou ryb (Japonsko, Korea, Island) a vyskytují se s vysokou frekvencí např. v USA, Kanadě, Německu.
httD://www.fatsoflife.com
http://www.fatsoflife.com/fatsoflife/omega-3-fats.asp