Acizi grași esențiali în nutriția sugarilor: lecții și limitări din studiile pe animale în legătură cu studii privind necesitățile de acid gras pentru sugari

Sheila M Innis, Acizi grași esențiali în nutriția sugarilor: lecții și limitări din studiile pe animale în legătură cu studii privind necesitățile de acid gras pentru sugari, The American Journal of Clinical Nutrition, Volumul 71, Numărul 1, ianuarie 2000, paginile 238S - 244S, https: //doi.org/10.1093/ajcn/71.1.238S

ABSTRACT

INTRODUCERE

Avantajele și limitările utilizării studiilor pe animale pentru a defini cerințele esențiale de acizi grași la sugarii umani

Avantajele și limitările utilizării studiilor pe animale pentru a defini cerințele esențiale de acizi grași la sugarii umani

În timp ce modelele generale de creștere sunt similare la multe specii de mamifere, există diferențe importante în stadiul de maturare la naștere la termen, căile metabolismului lipidelor și ale acizilor grași și aporturile obișnuite de lipide din dietă. Atunci când se iau în considerare avantajele și dezavantajele studiilor pe animale, trebuie să se cântărească beneficiile proiectării și controlului experimental și ale investigației țesuturilor, care sunt posibile la animale, față de capacitatea limitată de a extrapola la oameni. Acest articol trece în revistă unele dintre contribuțiile majore aduse de studiile pe animale la înțelegerea necesităților esențiale de acizi grași în timpul creșterii și dezvoltării și unele dintre limitările extrapolării la oameni; include, de asemenea, sugestii pentru cercetări viitoare care ar putea oferi informații atât de necesare.

METABOLISMUL ESENȚIAL AL ​​ACIDULUI GRAS

Studiile efectuate în urmă cu peste o jumătate de secol au stabilit că compoziția acizilor grași a lipidelor alimentare influențează compoziția acizilor grași a lipidelor tisulare și că anumiți acizi grași care nu pot fi formați în celulele animale sunt necesari pentru creșterea normală, reproducerea și funcția celulară (1). ). Cercetătorii au descoperit apoi importanța 18: 2n - 6 și 18: 3n - 3, care se găsesc în principal în uleiurile vegetale polinesaturate, ca precursori ai sintezei 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 în celulele de mamifere, iar cercetările s-au îndreptat spre elucidare căile de conversie.

Studiile efectuate pe animale au arătat că toate enzimele necesare pentru sinteza 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 sunt prezente în ficat, creier și ochi - în special în retină (13-16). Etapele finale în calea formării 22: 6n - 3 și 22: 5n - 6 au fost elucidate recent și au fost descoperite în timpul studiilor in vitro cu celule animale. Acum se știe că sinteza 22: 6n - 3 de la 20: 5n - 3 se desfășoară prin alungire la 22: 5n - 3 și apoi la 24: 5n - 3 cu o desaturare de Δ 6 pentru a forma 24: 6n - 3, urmată printr-o β-oxidare parțială la 22: 6n - 3 (17). Pașii din sinteza 22: 5n - 6 de la 20: 4n - 6 par analog cu cei din seria n - 3: 20: 4n - 6 - 22: 4n - 6 - 24: 4n - 6 - 24: 5n− 6, cu scurtarea lanțului la 22: 5n - 6 (17). Nu este încă clar dacă aceste căi implică mai mult de o desaturază Δ 6 pentru lanțurile de carbon 18 și 20 și pentru acizii grași n - 6 și n - 3 sau dacă sunt implicate diferite enzime de alungire. Elucidarea ulterioară a acestor puncte importante va fi fundamentală pentru a înțelege atât cerințele dietetice de acizi grași, cât și reglarea metabolismului acizilor grași.

O caracteristică neobișnuită a creierului și a retinei este că concentrațiile de 18: 2n - 6 și 18: 3n - 3 sunt scăzute (în general 8, 9). În alte țesuturi, 18: 2n - 6 poate depăși 20% din totalul acizilor grași și aceste concentrații cresc odată cu creșterea aportului alimentar. Cantități mari de 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 sunt încorporate în sistemul nervos central în timpul dezvoltării (18-20) într-un model specific clasei de membrană și lipide (9). Întrebarea relevantă este dacă oamenii trebuie să consume 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 din dietă sau pot fi transformate în dietă 18: 2n - 6 și 18: 3n - 3 în 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3, îndeplinind astfel cerințele de țesut pentru acizii grași n - 6 și n - 3 în timpul creșterii și dezvoltării?

Din păcate, nici o informație definitivă nu este încă disponibilă pe căile preferate prin care creierul și ochiul dobândesc în mod normal 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 (adică prin absorbție și metabolism suplimentar de 18: 2n - 6 și 18: 3n −3 sau prin absorbția de 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 din circulație) (1). Spre deosebire de creier și ochi, țesuturile precum inima și rinichii pot să nu aibă unele activități enzimatice desaturază (22, 23). În mod similar, dovezile in vitro sugerează că celulele intestinale pot să nu fie capabile să formeze 22: 6n - 3, deși are loc sinteza de 20: 4n - 6 (24, 25). Țesuturile fără activitate desaturază pot depinde, prin urmare, de absorbția de 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 din circulație pentru a menține concentrațiile de fosfolipide de membrană 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3.

Studiile la animale au furnizat dovezi că creierul sintetizează majoritatea, dacă nu toate, dintre 16: 0 și colesterol încorporat în lipidele creierului (26, 27). Acest lucru sugerează că creierul are un grad ridicat de selectivitate și specificitate pentru absorbția de acizi grași și poate să nu utilizeze căi de absorbție a lipoproteinelor mediată de receptor sau de hidroliza mediată de lipoprotein-lipază a triacilglicerolilor lipoproteici într-un mod similar ficatului, țesutului adipos sau mușchiului . Investigația ulterioară a căilor metabolizării și creșterii acizilor grași n-6 și n-3 în creier va fi, fără îndoială, de o importanță majoră pentru a ajunge la o mai bună înțelegere a relațiilor dintre dietă, lipide din sânge și creșterea creierului n-6 și n −3 acizi grași.

Studiile timpurii ale necesităților de acizi grași n - 6 și n - 3 la sugari nou-născuți au propus că activitatea enzimelor implicate în desaturare, în special a unei putative des 4 desaturază (22: 5n - 3 - 22: 6n - 3), a fost scăzut în perioada nou-născutului (28). Studii mai recente care utilizează izotopi stabili au arătat însă că sugarii prematuri și la termen sunt capabili să convertească 18: 2n - 6 la 20: 4n - 6 și 18: 3n - 3 la 22: 6n - 3 prin căi similare cu cele de la animale (29–31). Cu toate acestea, datele derivate din studii cu izotopi stabili au implicat analize ale plasmei, care pot reflecta sau nu procesele de desaturare și alungire în organe precum creierul. Mai mult, studiile de izotop stabil nu sunt încă cantitative. Astfel, rămâne neclar dacă ratele de sinteză 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 la sugarii tineri sunt suficiente pentru a satisface nevoile țesuturilor în curs de dezvoltare.

STUDII CU ANIMALE ALIMENTATE CU ALIMENTE DEFICIENTE ÎN ACIDI N - 3 GRASI

Studiile efectuate pe animale au arătat că creierul și retina rețin cu tenacitate 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3, chiar și în timpul deficitului alimentar prelungit de acizi grași n - 6 și n - 3 (1). Astfel, au fost utilizate condiții experimentale severe de compoziție și durată a dietei pentru a genera un deficit de 22: 6n - 3 în sistemul nervos central în curs de dezvoltare pentru a explora efectele funcționale. Cercetările din anii 1970 au identificat amplitudini reduse ale undelor a și b și au redus concentrațiile cerebrale și retiniene de 22: 6n - 3 la șobolani alimentați cu diete în esență lipsite de 18: 3n - 3 (32, 33). Ulterior, studiile efectuate pe maimuțe rhesus au alimentat diete care conțin ± 0,1% energie ca 18: 3n - 3 au confirmat anomaliile electroretinografiei și au constatat o acuitate vizuală redusă (aspect), polidipsie și o modificare a comportamentului stereotip (34-37).

Este important de menționat că o contribuție fundamentală a studiilor la animale hrănite cu diete extrem de scăzute în 18: 3n - 3 a fost identificarea unora dintre rolurile funcționale ale 22: 6n - 3. Studiile pe animale au fost extrem de valoroase în identificarea sistemelor neuronale (de exemplu, funcția vizuală) care pot fi sensibile la acizii grași n-3 din dietă, astfel încât studiile clinice să se concentreze asupra acestor sisteme. Lucrările viitoare cu animale oferă potențialul de a obține informații mai specifice despre rolurile biochimice ale 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 în aceste și alte aspecte încă necunoscute ale funcțiilor neuronale sau ale altor țesuturi.

STUDII PRIVIND N - 6 ȘI n - 3 CERINȚELE ACIDULUI GRAS LA ANIMALE

Mai multe studii au folosit abordarea clasică a creșterii aportului alimentar de 18: 2n - 6 și 18: 3n - 3 pentru a evalua cerințele dietetice pentru acizii grași n - 6 și n - 3 (38, 50-53). Pe măsură ce aporturile de 18: 2n - 6 și 18,3n - 3 cresc de la zero, concentrațiile țesuturilor de 20: 4n - 6 și respectiv 22: 6n - 3 cresc rapid și apoi platoul. Acest platou este atins în creierul, terminalul sinaptic și lipida retiniană 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 la aporturi de ± 2,4% din energie de la 18: 2n - 6 și ≈0,7% de energie de la 18: 3n - 3 . Platoul de 22: 6n - 3 concentrații în alte organe, cum ar fi rinichii și mușchii, este atins la aporturi dietetice ceva mai mici de 18: 3n - 3 (38).

Studiile ulterioare pe purcei au abordat, prin urmare, efectul hranei cu concentrații de 18: 3n - 3 crescute la 4% acizi grași. Importanța raportului 18: 2n - 6 la 18: 3n - 3 a fost abordată în același timp prin alimentarea cu 4% 18: 3n - 3 cu 16% sau 35% 18: 2n - 6 sau 1% 18: 3n− 3 cu 16% sau 30% 18: 2n - 6 (18: 2n - 6 la 18: 3n - 3 rapoarte de 4: 1, 9: 1, 16: 1 și respectiv 30: 1) (50, 60, 61). Rezultatele acestor studii au arătat că purceii hrăniți cu 4% 18: 3n - 3, dar nu cu cei hrăniți cu 1% 18: 3n - 3, aveau concentrații de membrană plasmatică sinaptică și fosfolipide retiniene 22: 6n - 3 similare cu cele hrănite cu lapte de scroafă. Raportul alimentar 18: 2n - 6 la 18: 3n - 3 (30: 1 comparativ cu 16: 1) a agravat deficiența de 22: 6n - 3 impusă de 1% 18: 3n - 3 diete (50). Cu toate acestea, greutatea cerebrală, membrana plasmatică sinaptică și concentrațiile retiniene 20: 4n - 6 și concentrațiile hepatice și cerebrale ale acizilor grași saturați au fost reduse cu concentrația mai mare de 18: 3n - 3 din formulă (50, 60, 61).

Studiile efectuate la purcei au evaluat, de asemenea, eficacitatea furnizării de 22: 6n - 3 preformate în formulă ca sursă de 22: 6n - 3 pentru sistemul nervos central în curs de dezvoltare, precum și efectele asupra 22: 6n - 3 și 20: 4n - 6 în ficat și alte organe (60, 62, 63). Adăugarea de 22: 6n - 3 (din ulei de pește; ≈0,3% acizi grași) la formula fără 20: 4n - 6 a dus la concentrații de 22: 6n - 3 în țesuturile sistemului nervos central care erau similare cu cele ale purceilor hrăniți cu scroafă lapte, fără niciun efect advers aparent asupra concentrațiilor de 20: 4n - 6 (50, 62). Cu toate acestea, concentrațiile de 20: 4n - 6 în plasmă, ficat și rinichi au fost semnificativ reduse (61, 62). Când formula fără 20: 4n - 6 a fost suplimentată cu 6 g de ulei de pește/L, oferind 0,9% 22: 6n - 3, greutățile creierului purceilor au fost, de asemenea, reduse (62).

STUDII PRIVIND TRANSFERUL DE ACIDI GRASI DIETARI MATERNI PRIN LAPTELE DE SÂN PENTRU SĂRBĂTI

STUDII LA ANIMALE SURSE DIETARE ALIMENTATE DE ACIDI ARACHIDONICI ȘI DOCOSAHEXAENOICI

Este bine stabilit că, în plus față de 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 la formule, rezultă concentrații crescute de 20: 4n - 6 și respectiv 22: 6n - 3 în lipidele din sânge ale sugarilor hrăniți cu formule ( 68 - 70). La adulți, includerea 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 în dietă influențează în mod similar concentrațiile acestor acizi grași în plasmă și lipidele celulelor roșii din sânge (71, 72). Mai multe surse de 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 sunt disponibile în prezent pentru suplimentarea dietelor pentru sugari sau alte tipuri de diete. Acestea includ uleiuri de pește, lipide totale sau fosfolipide din ouă și uleiuri derivate din surse microalgare și fungice (triacilgliceroli unicelulari). Studiile pe animale oferă în mod clar oportunitatea de a explora dacă sursele potențiale de 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 pentru oameni au efecte avantajoase sau nefavorabile la nivelul țesuturilor, inclusiv efectele altor acizi grași sau componente din uleiuri. Cercetările pe animale pot investiga, de asemenea, dacă căile de digestie, absorbție și asimilare a țesuturilor cu aceste surse alimentare sunt comparabile cu cele cu 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3 din laptele matern.

SUMAR SI CONCLUZII

Pe scurt, studiile la animale hrănite cu diete bine controlate au jucat un rol important în stabilirea esențialității dietetice de 18: 2n - 6 și 18: 3n - 3 și în elucidarea rolurilor biochimice și fiziologice de 20: 4n - 6 și 22: 6n - 3. Studiile pe animale pot oferi informații mult mai importante pentru a ne înțelege mai mult importanța tipurilor și cantităților diferiților acizi grași n - 6 și n - 3 din dietă în timpul diferitelor etape ale dezvoltării fetale și infantile. Cu toate acestea, dacă extrapolăm aceste informații la oameni, trebuie să luăm în considerare posibilele diferențe de specii în ceea ce privește creșterea, dezvoltarea, metabolismul și cerințele nutrienților, precum și severitatea și momentul oricărei condiții experimentale. O importanță deosebită este că studiile pe animale oferă posibilitatea de a explora motivele oricăror efecte adverse ale unor uleiuri bogate în acizi grași n - 3 și potențialul de a evita aceste efecte prin completarea cu 20: 4n - 6. Cercetarea pe animale ne poate ajuta, de asemenea, să înțelegem căile biochimice la care participă acești acizi grași.

• Grăsimile și acizii grași în nutriția poporului iranian SpringerLink
• Compoziția acizilor grași din lotusul Ziziphus tunisian L
• Acizii grași favorizează afecțiunile hepatice grase prin dereglarea 3-mercaptopiruvatului
• Diversi acizi grași naturali urmează Golden Mean Bioinformatics oamenii de știință calculează numărul de
• Gale Academic OneFile - Document - Studii de acid linoleic conjugat și ateroscleroză la animale