二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸研究的综述.PDF

1、第2卷 第2期 2007 年 2 月 107中国科技论文在线 SCIENCEPAPER ONLINE 二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸研究的综述 丁兆坤1,2，张海柱2，许友卿1(1. 广西大学水产科学研究所，南宁 530004； 2. 汕头大学海洋生物研究所，广东汕头 515063） 摘 要 ： 二十二碳六烯酸(decosahexaenoic acid，DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)，是人、动物包括鱼体内的微量生物活性物质和必需的高度不饱和脂肪酸(HUFAs) ，在其繁殖、生长、发育过程中起非常重要的作用，从而吸引越来越多的研究者。本文综述了 EPA

2、 和 DHA 研究特别是代谢研究方面的最新成果，以促进应用和更好地把这些科学成果用于对鱼类与其他动物的深入研究。 关键词： 二十二碳六烯酸(DHA) ；二十碳五烯酸(EPA) ；功能；吸收；代谢 中图分类号： S9 文献标识码：A 文章编号：1673 7180(2007)02 0107 10 二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA ）是人体必需的高度不饱和脂肪酸（highly unsaturated fatty acids, HUFAs），因为人体不能自行合成之，只能从食物中摄取。DHA 和 EPA的天然来源主要是海洋动物，如贝类、甲壳类、鱼( 特别是鲭、鲑、鲱、沙丁鱼等)1。 DHA

3、和 EPA都属于n-3 PUFAs，也就是它们的双键都出现在其脂肪酸末端甲基数起第三个碳上。 EPA和 DHA通常是顺式，但是在某些异构酶作用下可变成反式。如图 1 所示，EPA 和 DHA都是典型的含有多个 “戌碳双烯 ”结构( 即隔离双键) 的HUFAs，其中 EPA含有 4 个活泼的亚甲基，DHA则有 5 个。这些活泼的亚甲基使得EPA 和 DHA极易受光、氧、过热、金属元素 (如 Fe、 Cu)及自由基的影响，产生氧化、酸败、聚合、双键共轭等化学反应，产生以羰基化合物为主的鱼臭物质。在室温下，鱼油数天内氧化酸败便是其中所含的 EPA和 DHA发生化学变化之故2。 纯 EPA 和 DHA

4、 均无色、无味，常温下呈液态，且具脂溶性，易溶于有机溶剂，都不溶于水，熔点分别为-54 -53 和 -45.5-44.1 ，所以在低温下仍然保持较高的流动性。 图 1 EPA、DHA 分子结构式 Fig.1 The molecular structural formulae of EPA and DHA 自Dyerberg 等3指出EPA 有益于人类健康以来，EPA和DHA受到广泛的关注，成为研究的一个热点。然而，过去的研究主要集中于 EPA和 DHA生理作用方面，对于它们在机体内消化、吸收和代谢研究不多，影响了它们的开发和利用。 本文对 EPA、 DHA 的研究进行了综述，在概述其主要生理功

5、能的基础上，综述 EPA 和 DHA 的吸收和代谢。以便更好、更深入地研究和更有效的应用 EPA 和 DHA。 1 EPA 和 DHA 的生理功能 此前对 DHA和 EPA生理功能的研究主要集中在哺乳类，对鱼类研究较少。然而， DHA和EPA 对人、基金项目：国家自然科学基金（ 30571448） ，高校博士点基金和广西大学重点项目基金 作者简介：丁兆坤（ 1955 ） ，男，特聘教授，博士生导师，主要研究鱼类营养生理生化学和分子生物学 , E-mail: ZhaokunD 通讯作者：许友卿（ 1956 ） ，女，教授，主要研究海洋生物活性物质的生化与分子生物学， E-mail: Youqin

6、g.X第2卷 第2期 2007 年 2 月 108 二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸研究的综述 动物包括鱼类的正常繁殖、生长、发育都起非常重要的作用4，分述如下。 1.1 防治心血管疾病 20 世纪初，外来医生发现，格陵兰岛的爱斯基摩人易流血难止，而他们的心脑血管发病率极低，其血脂水平相对于他们的高脂膳食来说也很低。这是该地爱斯基摩人大量吃鱼 ,其血液中的EPA 和DHA含量较高所致5。 后来的大量人体和动物实验证明， EPA和 DHA具有防治心血管疾病的重要功能。 EPA可通过降低血小板的凝集和粘附而降低血小板的粘稠度，增加血管的通透性；通过抑制血栓素A2（TXA2）的生成，增强机体抗血栓能力；

7、 EPA的代谢物前列腺素 I2（PGI2）具有扩血管作用，利于防治冠心病，但是，其远期效果及 EPA代谢机制有待研究6。 Raimondi等7发现，血浆中二甲基精氨酸达到一定水平会产生内皮性功能紊乱和冠心病，而 EPA和DHA可减少小鼠血浆中非对称性二甲基精氨酸的量，防治内皮性功能紊乱和冠心病。 EPA和DHA可以预防和治疗动脉粥样硬化。 EPA和 DHA一方面可以降低致动脉硬化因子 血清中甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白、极低密度脂蛋白8；另一方面可以增加抗动脉硬化因子 高密度脂蛋白9。其机理是：减少极低密度脂蛋白中的甘油三酯及载脂蛋白B 的合成，抑制人单核细胞产生血小板活性因子，抑制内源性

8、胆固醇之合成，增加胆固醇的排泄，改变脂蛋白中脂肪酸组成，从而增加血液流动性10-11。 1.2 抗癌作用 研究表明， EPA和DHA 能明显抑制肿瘤的发生、生长和转移速度，对防治前列腺癌、乳腺癌、结肠癌和子宫癌等有积极作用12-15。 EPA和 DHA是最典型的n-3 HUFAs。n-3 HUFAs 抗癌的主要机理是，抑制起源于AA 的花生酸类的生物合成，影响转录因子的活性、基因表达、信号的转录，调节雌激素的代谢，促进自由基和易氧化物转为新物质，影响胰岛素的敏感性和细胞膜的通透性16。 1.3 抗炎与改善免疫功能 研究指出，n-3 HUFAs可以降低致炎因子的活性，在防治炎症和自身免疫性疾病方

9、面有一定作用，对治疗风湿性关节炎、牛皮癣、哮喘、溃疡性结肠炎、偏头痛及多发性硬化等也有疗效17-21。 Turrini 等22研究发现，短期的鱼油补给可以改善人的先天性免疫能力，并使低密度脂蛋白的体内氧化活性增加，这是鱼油中DHA和EPA 的作用所致。 1.4 促进生长发育和保护视力 临床研究表明，DHA不但可以提高胎儿视觉的灵敏度，而且可以促进神经系统的健全发育23-25。因为DHA既是视网膜磷脂的重要组分，能促进视网膜的正常发育和视神经膜延伸，还可能与促进神经细胞蛋白质合成有关，促进神经细胞的生长。母乳哺育新生儿之所以必要，是因为母乳中的DHA和花生四烯酸（AA）含量明显高于人工乳粉，而D

10、HA和AA是婴儿大脑智能发育所必需的物质26。 与陆生哺乳动物不同，鱼类细胞膜中的 HUFAs以DHA和EPA 为主， AA含量较少27-28。鱼类的某些组织尤其是眼和神经组织中 DHA和 EPA的含量特别高，如果饲料中n-3 HUFA等必需脂肪酸不足或比例不宜会引起各种疾病，如鲆鲽的体色异常，鲷和鲈的鳔不充气(Uninflated air bladde r) 和骨骼畸型(lordosis， lcoliosis)等29-31。缺乏DHA 的大西洋鲱(Clupea Harengus)幼鱼，视神经发育不良，视力减弱，在弱光的条件下，捕捉食物的能力下降32。金鲷 (Sparus aurata)亲鱼的

11、食物缺乏n-3 HUFAs会导致低产卵率、低受精率、低孵化率和低存活率。可见，n-3 HUFAs (主要是 DHA和 EPA)在维持细胞膜结构和机能的完整性，构成统称为类二十烷酸的高生物活性旁分泌素的前体等方面有不可替代的作用，对海水仔稚鱼的存活、生长、发育产生重要的影响33。 然而，海水鱼普遍不能自行合成 DHA和 EPA，要依靠摄食吸收34-35。随着人工养殖鱼类规模的不断扩大，鱼类营养学界越来越重视研究鱼类对DHA和EPA 的营养需求、吸收与代谢调节。 2 EPA 和 DHA 的消化吸收 2.1 EPA 和 DHA 的消化吸收方式 DHA 和 EPA 在体内的消化吸收与其他脂肪酸相比，差

12、异很大。以甘油三酯形式存在的 DHA 和EPA 为例，在小肠中，甘油三酯被肝脏分泌的胆盐乳化后，在胰脂肪酶和肠脂肪酶的作用下，分解成甘油二酯、甘油一酯、脂肪酸和极少量甘油。这些水解产物与胆固醇、溶血磷脂和胆盐共同形成一种水溶性的混合微粒，穿过小肠绒毛表面的水屏障到达微绒毛膜以被动扩散的方式被吸收( 胆盐除外) 。 脂质在鱼体内的吸收和哺乳动物体内的吸收相似36。摄食的脂肪在内腔水解后，单甘油酯和游离脂肪酸以微团的形式通过扩散作用在肠道的上皮细胞被吸收。在粘膜细胞内重新组装成甘油三酯，形成乳糜微粒，通过淋巴系统进入血液循环。而长链第2卷 第2期 2007 年 2 月 109中国科技论文在线 SC

13、IENCEPAPER ONLINE 脂肪酸(LFA) 则只在胆盐乳化作用下就可被吸收，吸收后的LFA 仍需合成甘油三酯再通过淋巴进入血液循环。在人体，主要通过淋巴途径和静脉途径吸收EPA 和 DHA， 有人提出了第三途径即十二指肠途径37。 一般来说，短链脂肪酸比长链者易于被吸收，不饱和脂肪酸比饱和者易被吸收。鱼类对不饱和脂肪酸和短链脂肪酸的消化吸收率高达 95，对饱和脂肪酸和长链脂肪酸吸收约 85。与 EPA相比，从脂质中释放DHA的速度慢些，吸收DHA用时较长，但吸收量不减38。 2.2 消化酶 在鱼类，已经确认几种较典型的脂肪酶36，非特异性胆汁盐活性脂肪酶（BAL ）是其中的一种，它在

14、一些鱼类对中性脂肪的消化过程中起非常重要的作用。磷脂酶A2 （ PLA2）的活性也在不少种类的鱼体内被发现39，它催化水解结合在磷酸甘油酯（PL ） Sn-2位的脂肪酸酯，产生游离脂肪酸和溶血磷脂。有趣的是，在一些鱼类发现了哺乳动物胰脂酶（ MPL），并在虹鳟鱼体内分离了该酶40。但是，MPL似乎与海水鱼对中性脂肪的消化不相关，含HUFAs的脂肪还抵制 MPL对其水解。相反， BAL对HUFAs却具特异性41。在鱼体内， BAL先水解20:4n-6 和 20:5n-3，其次是 18:2n-6,然后是 18:1n-9和 22:6n-3；从金鲷仔鱼摄食外源营养开始， BAL就出现在它的消化系统中，

15、 BAL的活性受到饵料中脂质的调节42。随着结鱼（ Tor khudree）幼鱼摄食沙丁鱼鱼油的增加，其体内的脂肪酶增多43；通过摄食n-3 PUFAs（18-20 个碳原子），增强鲤鱼（Catla catla）肠道脂肪酶的活性44。 2.3 不同形式的 EPA 和 DHA 消化吸收相异 目前应用的 EPA和 DHA主要有甘油酯型、甲酯型、乙酯型和游离脂肪酸型 。由于甲酯 型在制备 酯化过程中使用了有毒的甲醇，因此可能存在甲醇毒性，食用不安全。在人体中，乙酯型不易被胰脂酶水解而难于被吸收利用。相对而言 ， 游离脂肪酸型 EPA 和 DHA 在人体中最易被吸收，其次是甘油三酯型，最难是乙酯型45

16、。在 血浆中EPA 浓度相似的情况下，人直接摄食金枪鱼，能更有效地吸收EPA ；但对DHA的吸收没有差别46。 2.4 影响 EPA 和 DHA 消化吸收的因素 首先，是脂肪酸的组分和结构差异对其被消化吸收的影响。 Amate等47认为，脂质来源及脂肪酸存在形式的差异可能会影响其吸收、分配和生物利用率。以磷脂形式存在的DHA 和 EPA比以甘油三酯形式存在的更易被吸收。海水仔稚鱼吸收磷脂比甘油三酯更快、更有效48。甘油三酯被胰脂肪酶水解成2-甘油一酸酯和游离脂肪酸49，而磷脂被胰磷酸脂酶 A2水解生成溶血磷脂和游离脂肪酸，离子化的脂肪酸和 2-甘油一酸酯进入胆汁微团后和磷脂形成水溶性混合微粒，

17、有助于无极性的脂类穿过小肠绒毛表面的水屏障到达微绒毛膜被吸收。 脂肪酸在甘油三酯中的位置决定其是以 2-甘油一酸酯还是以游离脂肪酸的形式被吸收。当 EPA和DHA在甘油三酯Sn-2位置上，它们最容易被吸收50。一般情况下，磷脂代谢重建酶可选择性地将不饱和脂肪酸置于甘油酯Sn-2位置, 而将饱和脂肪酸置于Sn-1位置51。 其次，是脂肪酸所含的基团或包容物的互相作用对其被消化吸收的影响。摄食的磷脂所含的磷酸盐基团和氮基（主要是维生素 B复合体），可能会在几个代谢途径中互相影响52；脂肪酸的磷脂源（来自鸡蛋蛋黄和动物组织）含有大量的胆固醇，也会影响脂肪酸的消化吸收；此外，脂肪的消化率还与它的熔点有

18、关，含不饱和脂肪酸越多熔点越低，越容易消化。 总之，影响 EPA 和 DHA 消化吸收的因素很多，内外有之，而且不同物种和个体之影响因素可能相异，其机理正在研究中。 2.5 EPA 和 DHA 在体内的存在形式 在哺乳动物体内，EPA 以磷脂、胆固醇酯和甘油三酯的形式存在 , 而 DHA几乎全部是磷脂形式，游离脂肪酸极少。磷脂主要存在于细胞膜中，胆固醇酯和和其他脂质循环于血液中或存于细胞中，甘油三酯则主要存于脂肪组织中53。水产动物体内的EPA和DHA主要以磷脂的形式存在54。 3 EPA 和 DHA 的代谢 3.1 EPA 和 DHA 的分解代谢 天然不饱和脂肪酸多为顺式，需转变为反式构型，

19、才能被 氧化酶系作用，进一步氧化分解。在生物体内，不饱和脂肪酸的氧化需要更多酶的参与才能顺利进行，由于双键的存在，使 DHA 和 EPA比饱和及单不饱和脂肪酸更难氧化分解。 n-3 脂肪酸的氧化供能，主要是在过氧化物酶体和线粒体中通过 -氧化进行。 DHA和 EPA在大鼠肝中的代谢是不同的， EPA可以在过氧化物酶体和线粒体中被氧化，然而，在线粒体和过氧化物酶体增殖期间，EPA 似乎更倾向于被线粒体氧化。而 DHA不第2卷 第2期 2007 年 2 月 110 二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸研究的综述 能在线粒体进行 -氧化，而是被过氧化物酶体氧化55-56。人类皮肤表皮细胞对 PUFAs的代谢

20、显示出很高的活性，皮肤表皮 15-脂氧合酶的活性非常高，可将2-高- -亚麻酸（DGLA ）转化为 15-羟基二十碳三烯酸（15-HETrE ），将 EPA转化为 15-羟基二十碳五烯酸（15-HEPE ），将DHA转化为 17-羟基二十碳六烯酸（17-HdoHE ）57。 DHA被哺乳动物吸收后，绝大部分被结合在甘油三酯，尤其是磷脂类中，而 EPA则很容易被氧化,这与它们作用的重要性以及结构的差异有重要的关系。给大鼠饲喂DHA ，可以增加其体内 EPA的积累58，因此，,DHA 可能在大鼠体内被转化为 EPA后，再进行下步分解代谢56。 应该指出的是， DHA 和 EPA 是哺乳动物和鱼类生

21、物膜的重要组分和一些激素的主要前体 ,他们尤其是 DHA 并不是作为机体的主要能量来源, 只是在特殊情况下 ,如饥饿时其它脂肪酸被大量利用之后，DHA 和 EPA 才可能会被氧化分解为机体提供能量。 3.2 EPA 和 DHA 的合成代谢 哺乳动物自身不能合成 DHA和 EPA，但可由摄食的油酸、亚油酸（LA ）或亚麻酸(LNA)转化而成。在动物体内，摄食的油酸或亚油酸主要转化为AA，而合成DHA 极少且缓。人体内EPA 和 DHA主要由植物油亚麻酸转化而来，由于转化涉及三种酶( 其中6去饱和酶为限速酶) 的代谢过程，因此转化效率较低。 图 2 由 -亚麻酸合成EPA 和DHA 的途径65 F

22、ig.2 The pathway of EPA and DHA synthesized by ALNA65虽然部分EPA 和二十二碳五烯酸（DPA）可在肠细胞中合成59，但是， 13C-亚麻酸(ALNA) 向 EPA和DPA的转化主要在肝中进行， 因之是 ALNA产生去饱和与延长反应的主要场所。在哺乳动物脑的星型胶质细胞中， DHA也可以由 18:3n-3 或EPA 合成，其中 22:5n-3 的碳链延长是限速反应60。 由于催化摄入的亚麻酸去饱和反应的去饱和酶皆为膜结合酶 ,存于肝、肠系膜、脑、视网膜等的内质网中，所以通常认为 EPA和 DHA是在内质网中合成61-62。由ALNA 合成 E

23、PA和 DHA的途径如图 2所示但是 EPA和 DHA的合成途径还在争论中63-66。 鱼类必需脂肪酸的代谢是近年研究的热门课题之一。鱼类和其它动物一样，自身不能合成 18:2n-6和 18:3n-3 ，但是可以从 18:2n-6 转化为 20:4n-6 和从 18:3n-3 转化为EPA 与DHA，其转化能力因鱼及种类而异34-35。许多淡水鱼和鲑科鱼类， 可以将 18:3n-3转化为 20:5n-3，再转化为 22:6n-3，还可以将 18:2n-6转化为 20:4n-667。由于海水鱼体内5脂肪酸去饱和酶活力极低而不能将 18:3n-3 转化成 EPA，却可将EPA转化成 DHA，但其转

24、化率低，不能满足海水仔稚鱼对DHA 的较高需求34-35。因此，海水仔稚鱼的饵料需要通过鱼粉的形式或者额外添加一定量的鱼油，来补充DHA和EPA 。遮目鱼（Chanos chanos）是一种广盐性的热带杂食性海水鱼，却能将十八碳的脂肪酸生物合成为高度不饱和脂肪酸68。实验表明，虹鳟鱼可以转化DPA为DHA ，但不是经4去饱和酶的作用，而是延长EPA 碳链为DPA ，转化DPA为 24:5n-3，接着经6去饱和酶转化为 24:6n-3，再经 -氧化生成 DHA。由于6去饱和酶也可以转化18:3n-3 为 18:4n-3，因此,18:3n-3 就会和 24:5n-3 竟争与6去饱和酶结合，而导致抑

25、制该酶转化EPA 为DHA69。一些水产动物能通过碳链延长和去饱和作用，将 18:2n-6 或 18:3n-3 转化成高度不饱和脂肪酸以满足其需求。草食性水生动物的碳链延长和去饱和能力通常比肉食性水生动物更为有效70。 PUFAs在肝中的合成受到营养、激素和生理等因素的影响。胰岛素和甲状腺素是6和5 去饱和作用所必需的。然而，其它一些激素（胰高血糖素、肾上腺素、 ACTH、糖皮质激素）会抑制其去饱和作用71。雌激素能促进来源于植食性前体的DHA的合成，使雌性个体中 DHA浓度比雄性高72。缺乏维生素 B6 能降低6去饱和酶的活性，使酰基辅酶A 氧化酶的活性显著下降，从而削弱n-3 HUFAs

26、的代谢，减第2卷 第2期 2007 年 2 月 111中国科技论文在线 SCIENCEPAPER ONLINE 少 ALNA转化为 EPA和 DHA，影响DHA 合成尤为显著73。饲喂 3硫杂脂肪酸，能促进大鼠线粒体中2,4二烯酰基辅酶A 还原酶和烯酰基辅酶A 异构酶的基因表达，显著减少大鼠肝中 DHA和 EPA的含量56。 LNA抑制 LA的6去饱和作用，从而抑制 AA的生成； EPA 和 DHA 抑制LA 以及二高 - 亚麻酸（DGLA ）的6去饱和作用。6去饱和酶的抑制剂SC-26196，可有效地抑制 18-和 24-碳等多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty aci

27、ds, PUFAs) 的去饱和作用，而减少AA、 EPA、 DHA在人类细胞中的合成74。 2004 年， Kang等75研究发现，小鼠中来自蠕虫（ Caenorhabditis elegans）的脂肪-1 基因能编码一个n-3 脂肪酸去饱和酶，从而使不饱和脂肪酸的碳链增加一个双键，转化n-6 脂肪酸为n-3 脂肪酸。 Torch等76报道，石狗敢（Danio rerio ）去饱和酶没有4去饱和活性，但是可以使 24:5n-3 去饱和为 24:6n-3; 当18 碳和 24 碳脂肪酸去饱和时，只与单一的6去饱和酶相关；石狗敢基因可以编码一种去饱和酶，这种酶同时具有5去饱酶和6去饱和酶活性。从基

28、因角度研究n-6 向n-3 不饱和脂肪酸的转化，或者通过转基因使动物能够从低不饱和脂肪酸合成HUFAs ，将有重要的应用价值和深远的影响。 健康人体可有效地转化 20:5n-3 为 22:5n-3，但是不能有效地转化 18:3n-3为DHA和EPA 。有报道称，摄入的 ALNA仅有 2-5%转化为 DHA， 5-10%转化为EPA77-79。也有人指出，摄入的 ALNA有 21%可以转化为EPA ， 9%为 DHA59。这表明人体由 -亚麻酸合成长链 n-3 HUFAs受到限制，而 EPA则可作为合成DHA的更有效来源80。 Lin 等81曾以同位素示踪法比较了相同剂量的 18碳（2H5-18

29、:3n-3,13C-U-18:2n-6）和 20 碳（13C-U-20:5n-3, 2H5-20:3n-6）必需脂肪酸在大鼠（rats ）体内的代谢情况，发现 20:5n-3 的代谢终产物总量是 18:3n-3 的 11 倍， 20:3n-6 代谢终产物是 18:2n-6的 14倍。这说明在大鼠，由 20碳的 20:5n-3和 20:3n-6 合成 DHA和二十二碳五烯酸 (DPA)比 18碳的 18:3n-3 和 18:2n-6 容易的多。 用分别添加 1.5%EPA和DHA的两种饲料投喂黑海鲷， EPA组黑海鲷的肌肉、肝脏、腹膜腔内脂肪体、眼睛和脑中EPA 含量比较高，DHA 含量也比较高

30、，说明黑海鲷的器官能转化EPA 为 DHA； DHA组黑海鲷器官( 眼睛除外) 的DHA含量有所增加，但是EPA 的浓度不变, 说明 DHA不向EPA 转化82。 3.3 EPA、DHA 与 AA 的竞争性代谢 n-3 和n-6 不饱和脂肪酸，是体内各组织膜的组成成份，其代谢产物前列腺素(PGs) 和白三烯(LTs) ，具有重要的生物学意义。n-3 /n-6 脂肪酸相对平衡致使它们的代谢产物类二十烷酸（Eicosanoids ）相对平衡，是维持机体健康的根本因素，也是 EPA和DHA作用的最主要机制之一。n-3 和n-6 不饱和脂肪酸的代谢竞争主要是 DHA和 EPA与 AA的竞争，尤其是EP

31、A与 AA之间的竞争。 -亚麻酸的代谢产物EPA 是亚油酸的代谢产物AA的类似物，两者均是合成二十碳脂肪酸衍生物的前体，可通过环加氧酶合成 PGs和经过 5-脂氧合酶生成LTs 。 EPA与 AA的竞争主要表现在对环氧化酶和脂氧合酶的竞争结合上。虽然EPA和 AA的代谢产物有明显差异，但是两者的代谢途径却相似，从而形成一定竞争83。 EPA 和 AA 的环氧化酶和脂氧合酶的代谢过程见图 3 图 3 AA和EPA 向二十碳酸衍生物的转化途径84Figure.3 Pathways of conversion of 20:4(n-6) and 20:5(n-3) to eicosanoids843.

32、3.1 EPA 的环氧化酶代谢途径 环氧化酶位于细胞膜和细胞浆网状结构或线粒第2卷 第2期 2007 年 2 月 112 二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸研究的综述 体内85。由于 EPA与AA的衍生物结构相似，代谢途径相同，当它们共处时，互为各代谢酶的竞争性抑制底物。在离体条件下， EPA和 DHA可以取代巨噬细胞中脂质中 25-50%的AA86。虽然 DHA不是哺乳动物前列腺素的前体脂肪酸，不能被代谢生成PGs。但是，DHA能和环氧化酶结合，抑制环氧化酶的活性，既竞争性抑制AA 被环氧化酶代谢为前列腺素 I2（PGI2）和前列腺素E2(PGE2)，也竞争性抑制EPA 被环氧化酶代谢为17-6-

33、酮-PGF1、前列腺素E3(PGE3）和前列腺素D3(PGD3） ，从而大大地抑制 PGs的生成87-89。所以，DHA 是哺乳动物PGs 生成的强烈抑制剂。 3.3.2 EPA 的脂氧合酶代谢途径 EPA的脂氧合酶 (lipooxygenase, LD)代谢是在白细胞中进行的85。由于AA与EPA 的衍生物结构相似，其脂氧合酶代谢途径也相同，而且都在白细胞中进行脂氧合酶代谢。因此， AA和 EPA互为竞争性抑制底物。正是这种竞争性抑制作用， EPA能抑制AA 产生白三烯B B4(LTB4)、白三烯 C4(LTC4)、 白三烯 D4(LTD4)和白三烯E4(LTE4)等的脂氧合酶代谢，同时促使

34、自身增加生成一些弱生理活性物质，如白三烯 B5B (LTB5)、白三烯C5(LTC5)、白三烯D5(LTD5)和白三烯D5(LTE5)等衍生物88-89。 DHA也能抑制AA的脂氧合酶代谢途径88。 3.4 DHA、 EPA 和 AA 之间的适宜比例 虽然DHA、 EPA和AA都是哺乳动物和鱼类必需的 HUFAs，但是机体对它们的需要量和它们被利用的顺序是不同的，还有不同种、个体和生长阶段的差异。例如大菱鲆、鳕鱼、真鲷和金鲷等海水仔稚鱼首先利用其他的脂肪酸，而保存DHA、 EPA和AA，而且优先保存 DHA。这说明 DHA对摄取营养的海水仔稚鱼是极其重要的90-91。 目前认为，类二十烷酸是细

35、胞和整体的应激反应产物，具有多种生理功能。由 AA 产生的类二十烷酸的生理活性较强，由 EPA 生成的类二十烷酸的生理活性较弱，相互产生竞争性抑制。因此，体内类二十烷酸的作用强弱就取决于 AA与 EPA的比例。AA/EPA 比例高，可增加类二十烷酸的活性，加强炎症反应；反之， AA/EPA 比例低，则会抑制类二十烷酸的作用，减弱炎症反应。所以，海水鱼饲料中AA/EPA 的适宜比例成为目前研究的热点之一。 DHA和 EPA之间也存在着一定的代谢竞争，不过，作为最重要的两种 n-3 PUFAs，一般认为 DHA的营养价值比 EPA大。 DHA和 EPA结合进入磷脂结构中时，都利用相同的酶进行脂肪酸

36、的酯化，因此产生竞争92。稚鱼生物膜磷脂中的 DHA和 EPA有一定的比例关系，如果不平衡，特别是过高的 EPA含量和过低的DHA 含量都会对仔稚鱼的神经功能产生消极的影响，导致海水仔稚鱼应激能力的下降及死亡率的增高93。 Wu等94指出，DHA 促进石斑鱼 (Epinephelus malabaricus)稚鱼生长的作用要比 EPA更显著，当饲料中DHA/EPA 为3 时，稚鱼生长效果最好。 然而，亚油酸可转化为AA，亚麻酸会转化为EPA和DHA，导致很难确定DHA、 EPA和AA绝对量和它们之间的合适比例。 Sargent等35认为，这三种必需HUFAs的浓度和比例对于海洋鱼类幼体的营养十

37、分重要，最佳的比例有种属特异性，比例大致为DHAEPA AA=10 ： 5： 1。 Copeman等95指出，可以以DHA EPA AA=10： 5： 1这个比例为基础，更深鰤入地研究黄尾 仔稚鱼（ yellowtail flounder larvae）对这三种脂肪酸的需求。海水鱼中有关DHA、 EPA、AA三者的最适比例还未见报道，一方面由于亚油酸可转化为AA ，亚麻酸会转化为EPA 和 DHA ， EPA也可以向DHA 转化( 不过，转化能力很弱 )，很难定量；另一方面，这三种脂肪酸极易被氧化，纯品极其昂贵；此外，在实验室内不易饲养海水鱼，给研究工作带来很大困难。虽然近年科研工作者对DHA

38、和EPA 的研究倾注了很大精力，但是，对 AA重视不足，也一定程度上导致了三种必须脂肪酸综合研究的滞后。因此，科研工作者需要付出更大的努力。 4 结语与展望 概而论之，过去对 EPA 和 DHA 的研究主要是其功能方面，而且大都以哺乳动物为研究对象。已经清楚，适宜的 EPA、 DHA 绝对量和比例在人、动物包括鱼类的正常繁殖、生长、发育中发挥非常重要的生理作用。但是，不同动物、个体和时期对 EPA和 DHA 的需求量与适宜比例变化很大，这方面的研究还需要不懈的努力。 有关 EPA 和 DHA 的具体代谢途径及终产物研究报道很少。我们应当加强对 EPA 和 DHA 的代谢研究，从细胞和分子水平弄

39、清其代谢原理，以便更好地应用和调控 EPA 与 DHA，有效地发挥其作用。 由于 EPA 和 DHA 的天然来源主要是某些海洋动物，资源有限，价格昂贵。因此，利用现代分子生物学技术，开辟 EPA 和 DHA 的新来源，增加产量，扩大应用，是我们的另一重要任务。 第2卷 第2期 2007 年 2 月 113中国科技论文在线 SCIENCEPAPER ONLINE 参考文献 1 Gunstone F D. Basic oleochemicals, oleochemical products and new industrial oilsA. In: Gunstone F D, Hamilton R

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