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被称为“脑黄金”的DHA,究竟是什么?

发布时间:2021-09-13

    作者:中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 曹华腾 来源:科学大院

  说到营养品市场,DHA可以说是一个无法忽略的焦点,有着“脑黄金”之称的DHA在母婴营养品界占据着重要地位,近年来也逐渐在老年营养品中崛起。

  不同于我们更为熟知的DNA,DHA似乎被蒙上了神秘的面纱,大多数人只是听说过被称为“脑黄金”的它是个好东西,而对于DHA具体是什么、对人体为什么重要、它是如何发挥作用的,我们却知之甚少。

  下面我们就结合最新的研究进展来认识一下这个“脑黄金”。

  DHA是何方神圣? 

  DHA(Docosahexaenoic Acid,22:6(n-3))中文名为二十二碳六烯酸。顾名思义,它是一类长链多不饱和脂肪酸,拥有二十二个碳原子,含有六个不饱和烯键,是Omega-3(DHA,EPA和ALA等)的重要成员。DHA作为人体必需的营养物质,在大脑和视网膜中的含量尤其高,并作为其中细胞膜的重要组成部分,主要存在于其质膜上的磷脂中[1]

   

  DHA结构图 (图片来源:维基百科) 

  吸收DHA要趁早 

  人体大脑能合成饱和脂肪酸以及单不饱和脂肪酸,但是却不能合成多不饱和脂肪酸(PUFAs)。那么大脑中大量的DHA从哪里来呢?

  其实,这跟年龄有很大的关系。胎儿时期,尚在母亲肚子里的小宝宝能够通过从母体的吸收,婴幼儿则能从母乳及膳食中的直接补充,所以在出生前后以及早期儿童时期,DHA在大脑内快速大量地累积。 

  待大脑发育完全后,DHA在脑内的总含量保持相对稳定,代谢率相对缓慢,此时只需要从膳食中获得DHA的少量补充。进入老年后,DHA的脑内含量会有一定下降。 

  膳食获取DHA的方式则有两种:直接的DHA摄取和外周(肝脏)合成后的脑内转运。直接获取来自于含DHA的食物,DHA含量最高的食物为海洋冷水脂肪鱼类,包括金枪鱼、沙丁鱼、鲑鱼和鲱鱼等,它们100克可提供1-2克DHA。淡水鱼及其他动物性食物中也含有少量DHA,但相比于金枪鱼,可能只有其1%。

  外周合成获取的方式主要是先通过饮食获得亚麻酸 α-linolenic acid (ALA)作为前体,于肝脏中在多种酶的作用下,去饱和化和延长合成DHA,继而通过血液循环经过血脑屏障(BBB)进入大脑[2],从而维持脑内DHA含量的高水平。相比于直接摄取DHA,外周合成DHA以及向脑内转运的效率则低很多,但是其前体ALA却是存在于多种植物油中,在我们的食谱中更容易获得。

   

  图1 DHA的肝脏内合成(图片来源:改自参考文献2) 

“脑黄金”如何发挥效用 

  1989年,英国营养化学家克罗夫特教授和日本营养学家奥由占首次提出,鱼体内含有的DHA对大脑的发育至关重要。此后,又有大量的研究表明,DHA以不同的方式参与到哺乳动物大脑在各个发育阶段(婴幼儿期、儿童期、青少年时期、成年以及老年)的多种生物过程(大脑发育、神经疾病和衰老),其中又包括神经元的存活、神经产生、突触功能和神经炎症等多个方面。

  特别是对于神经发育,除了诸多动物实验外,多项人体研究表明给孕期妇女补充DHA,能明显促进胎儿的成长;对于老年大脑疾病,目前主要是多项动物实验上的研究表明能改善相关的病理及认知表现;而对于正常成人的DHA补充研究则相对较少,其效用目前还存在一定争议[3]

  大脑中的DHA怎样发挥功能? 

  先前的研究表明,作为质膜的重要组成部分,DHA承担着结构性功能,而且酯化于质膜上的DHA,更富集于突触位置的质膜上,能增加质膜的扩展性和流动性,并促进囊泡的形成,从而可能直接影响到神经元突触的发育。

  最新的研究进一步探究了DHA的作用机制。DHA也可在特定的磷脂酶iPLA2的作用下从质膜上释放下来,作为信号分子影响细胞内的信号通路,从而影响到突触的发育,进而影响大脑的状态及功能[4]。该研究结合在体基因操纵(转基因小鼠、病毒注射和胚胎电转等),药理学,荧光染料微注射,RNA测序,脑片电生理及行为学等实验手段,不但发现脑内游离DHA也参与大脑中神经突触的发育,而且找到游离DHA可能作用的受体类视黄醇X受体α(RXRA),解析了DHA促进大脑发育及功能的新机制。

   

  图2 DHA与RXRA调控突触发育的作用机制示意图 (图片来源:改自参考文献4)

  结语 

  人体大脑及视网膜中含有大量DHA,而不同发育和年龄阶段,对DHA的需求差异很大。DHA的补充不但可以直接膳食获取,亦可由肝脏合成转运入脑,科学调整膳食结构是获取足够DHA的最佳途径。

  从以往研究中我们知道,DHA对大脑发育、视力、老年痴呆症、心血管疾病、甚至癌症等诸多生理病理情况都有一定正面作用。而深入探究DHA在以上可能参与的生理/病理进程中的功能和机制,将进一步促进我们对DHA功能的理解,未来也许还能够帮助我们实现更多医学上的突破。

参考文献: 

[1]Lauritzen, L., et al., DHA Effects in Brain Development and Function. Nutrients, 2016. 8(1).

[2]Bazinet, R.P. and S. Laye, Polyunsaturated fatty acids and their metabolites in brain function and disease. Nat Rev Neurosci, 2014. 15(12): p. 771-85.

[3]王美辰, et al., DHA与认知功能发育研究进展 %J 中国儿童保健杂志. p. 1-5.

[4]Cao, H., et al., Retinoid X Receptor alpha Regulates DHA-Dependent Spinogenesis and Functional Synapse Formation In Vivo. Cell Rep, 2020. 31(7): p. 107649. 

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