Abstract

fundal

Acizii grași esențiali omega-3 și omega-6 de tip vitaminic sunt transformați în organism într-o familie numeroasă de hormoni care acționează la receptorii selectivi care apar pe aproape fiecare celulă și țesut. Un deficit relativ de omega-3 permite acțiunilor excesive ale hormonilor omega-6 să se transforme în tulburări de sănătate. Oamenii au nevoie de informații simple și explicite despre echilibrul acizilor grași esențiali din alimentele lor pentru a evita acumularea dezechilibrelor neintenționate în țesuturile lor acizi grași omega-3 și omega-6.

Rezultate

Am dezvoltat un scor alimentar Omega 3-6 care rezumă într-o singură valoare echilibrul dintre unsprezece acizi grași esențiali omega-3 și omega-6 dintr-un aliment. Valoarea permite o estimare cantitativă a impactului fiecărui produs alimentar asupra proporțiilor de omega-3 și omega-6 care se vor acumula în acizii grași cu sânge de 20 și 22 de carbon foarte nesaturați, care este un biomarker important pentru evaluarea riscului pentru sănătate.

Concluzii

Impactul unui produs alimentar individual asupra unui biomarker util de evaluare a riscului pentru sănătate este ușor evident într-o valoare simplă și explicită pentru echilibrul dintre unsprezece substanțe nutritive esențiale ale acizilor grași. Alimentele cu echilibru mai scăzut al omega 3-6 Scoruri alimentare vor crește procentul de omega-3 în biomarker, în timp ce cele cu scoruri mai negative vor crește procentul de omega-6 în biomarker.

fundal

La 18 ani de la descoperirea inițială că acizii grași esențiali omega-3 și omega-6 formează o familie numeroasă de hormoni, Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină din 1982 a recunoscut importanța acestor hormoni. Formele omega-3 și omega-6 concurează între ele în timpul etapelor metabolice prin care se acumulează în țesuturile noastre. Odată ajunși acolo, aceștia acționează diferit în formarea selectivă a hormonilor care acționează selectiv asupra receptorilor prezenți pe aproape fiecare celulă și țesut din corp [1]. Industria farmaceutică a investit miliarde de dolari pentru a dezvolta și comercializa agenți de tratament care suprimă formarea și acțiunea excesivă a hormonilor formați din acidul arahidonic omega-6 prin „cascada arahidonată”. Acești hormoni omega-6 mediază multe semne și simptome ale diverselor boli și tulburări cronice. În schimb, acizii grași esențiali omega-3 pot avea acțiuni benefice, parțial, printr-o concurență preventivă de dislocare cu compușii omega-6 [2-4].

Cunoștințele biomedicale oferă două modalități majore de reducere a problemelor legate de sănătate din acțiunile excesive ale „cascadei arahidonate”: (a) alegeri nutriționale informate care împiedică dezvoltarea dezechilibrelor în boală și (b) tratamente farmaceutice care scad semnele și simptomele bolii cauzate de astfel de dezechilibre nutritive. Pentru a-i ajuta pe consumatori să facă alegeri nutriționale mai bune, comercianții de produse alimentare furnizează etichete „Fapte nutriționale” pentru a informa publicul cu privire la kilocalorii de energie metabolică din carbohidrați, proteine ​​și grăsimi, precum și nutrienții esențiali și vitaminele dintr-o „porție” definită a produsului alimentar. . În plus, oamenii au nevoie de informații explicite pentru a evita acumularea dezechilibrelor neintenționate în țesuturile lor acizi grași omega-3 și omega-6. Acest raport descrie o nouă măsură simplă a echilibrului nutrienților care prezice capacitatea unui aliment de a preveni dezechilibrele omega-3 în țesuturile noastre și permite alegeri personale în cunoștință de cauză.

Cuantificarea timpurie a dietei-țesuturilor

Acizii grași polinesaturați 18-carboni (PUFA) din dietă mențin proporțiile precursorilor hormonali ai acizilor grași foarte nesaturați (HUFA) cu 20 și 22 de carbon care se acumulează în țesuturi. Cunoașterea acestei interacțiuni metabolice oferă o perspectivă pentru o strategie de nutriție preventivă bazată pe biomarkerul de evaluare a riscului pentru sănătate,% n-6 în HUFA tisulară (ecuația 1). Interacțiunile dintre omega-3 (n-3) și omega-6 (n-3) PUFA din dietă raportate mai întâi de Mohrhauer și Holman [5, 6]

Ecuația 1. Descrierea% n-6 în țesutul HUFA.

au fost confirmate cu o relație empirică cantitativă care se potrivește cu interacțiunile hiperbolice competitive care mențin% n-6 în HUFA tisulară a șobolanilor de laborator [7]. Relația hiperbolică simplă pentru interacțiunile PUFA dietetice a fost apoi extinsă pentru a descrie impactul combinat al procentului zilnic de energie alimentară (en%) în PUFA și HUFA dietetice asupra proporțiilor acumulate de omega-3 și omega-6 în HUFA tisulară șobolani, șoareci și oameni [8]; vezi Ecuația 4 din Metode.

Când au fost disponibile mai multe date dietetice cantitative cu oamenii, trei dintre cele opt constante au fost ușor revizuite pentru a se potrivi mai bine cu toate rezultatele combinate [4, 9]. Ecuația empirică și constantele utilizează în mod fiabil aporturile zilnice de nutrienți (ca en%) pentru a estima cantitativ% n-6 probabil în HUFA menținut în plasmă, celule roșii și sânge integral [10-12]. O căutare și o analiză a literaturii [13] a arătat că ecuația 4 estimează cu un coeficient de corelație de 0,73 (P = 0,0000) proporțiile observate ale HUFA ale țesutului menținute de aporturile zilnice în% pentru 92 de grupuri de subiecți în 34 de studii diferite publicate.

În ultimul deceniu, ecuația 4 a fost introdusă într-o mică foaie de calcul [14] pentru planificarea și evaluarea noilor intervenții dietetice. De asemenea, a fost introdus într-un software interactiv personalizat de planificare a meniului, KIM-2 [15], pentru a ajuta indivizii să facă alegeri în cunoștință de cauză folosind datele nutriționale pentru mii de produse alimentare care sunt listate în baza de date a nutrienților USDA [16]. Software-ul gestionează unsprezece acizi omega-3 și omega-6 cu 18, 20 și 22 de carbon în patru categorii: omega-6 PUFA („scurt 6”; 18: 2 și 18: 3), omega-3 PUFA scurt 3 ”; 18: 3 și 18: 4), omega-6 HUFA („ lung 6 ”; 20: 3, 20: 4, 22: 4 și 22: 5) și omega-3 HUFA („ lung 3 ”: 20: 5, 22: 5 și 22: 6). După cum sa menționat în secțiunea Metode, software-ul rezumă miligramele acestor patru categorii de acizi grași esențiali în toate produsele alimentare pentru un plan de meniu zilnic selectat și exprimă aportul zilnic al categoriilor ca procent din energia totală zilnică a alimentelor (en%) . Apoi combină valorile zilnice en% cu ecuația 4 pentru a estima o valoare probabilă pentru markerul de evaluare a riscului pentru sănătate,% n-6 în HUFA din sânge.

Deși estimările impactului zilnic asupra alimentelor au succes [13], oamenilor li se pare obositor să calculeze toate valorile en% pentru meniul unei zile întregi, atunci când vor să afle doar impactul unui aliment individual. Ca rezultat, am căutat o nouă modalitate de a estima impactul unui aliment transformând echilibrul între miligrame pe calorie din unsprezece 18-, 20- din dietă. și acizii 22-carbon omega-3 și omega-6 într-o singură valoare pentru fiecare produs alimentar. Această nouă abordare a echilibrului folosește diferențe aritmetice de (n-3) - (n-6) mai degrabă decât raporturile de (n-3)/(n-6).

Rezultate

Diferențele dintre acizii cu lanț scurt și lung

Recunoscând că mulți cercetători au descoperit că HUFA dietetic afectează proporțiile HUFA tisulare mai mult decât o fac PUFA dietetice, am căutat mai întâi un factor de scalare empirică care să permită ecuației 2 să ofere valori ale echilibrului meniului zilnic în intervalul de la aproximativ −10 la +10.

Folosind valori en% zilnice din 48 de planuri de meniu zilnice foarte diferite, precum cele stocate în software-ul KIM-2 [15], am constatat că o valoare de 7 se potrivește acestui obiectiv. Cu acest factor, am văzut valorile zilnice ale echilibrului meniului calculate din valorile en% din diversele planuri de meniu corelate bine cu valorile pentru biomarkerul de sânge,% n-6 în HUFA, estimate de software-ul KIM-2 (Figura 1). Valoarea 4,6 a pantei corelației indică faptul că fiecare număr întreg mai pozitiv în valoarea medie zilnică a balanței meniului oferă o proporție cu 5% mai mare de omega-3 în HUFA din sânge. În acest context, proporțiile de 30 până la 40% n-6 în HUFA asociate cu consumul de alimente tradiționale japoneze (care au un sold zilnic mediu de meniu aproape de +1) sunt mai mici decât 60% n-6 în HUFA asociat cu o medie mediteraneană dietă care are un echilibru mediu zilnic aproape de -3 (Figura 2). Gama foarte largă de obiceiuri alimentare etnice din întreaga lume menține valorile medii zilnice ale echilibrului meniului care variază de la +3 la −8. Această diversitate a alimentelor tipice zilnice determină gama largă de proporții HUFA (28% până la 88% n-6 în HUFA) care a fost raportată pentru diferite populații [3, 13, 17-19].

acizii

Relația dintre echilibrul zilnic al meniului și proporțiile HUFA estimate de software. (A) % omega-3 în țesut HUFA = 4,57 × sold meniu zilnic + 54; (b) % omega-6 în țesut HUFA = - 4,57 × sold meniu zilnic + 46.

Diversitatea obiceiurilor alimentare zilnice provoacă diverse consecințe asupra proporțiilor HUFA din sânge.

Trecerea de la soldul zilnic la soldul unui produs alimentar

Pentru a genera un Scor de echilibru Omega 3-6 pentru fiecare produs alimentar individual, am înlocuit dimensiunea en% zilnică [100 × (mg total) × (.009Cal/mg)/(Cal total)] utilizat în ecuația 2 cu dimensiunea strâns legată de mg/Cal pentru fiecare produs alimentar, așa cum se arată în ecuația 3.

Scorul rezultat caracterizează echilibrul acizilor grași esențiali din fiecare produs alimentar, independent de orice alte alimente care ar putea fi consumate în timpul zilei. Tabelul 1 arată că Scorurile medii pentru cele douăzeci și patru de grupuri de alimente diferite utilizate de Baza de date USDA Nutrient SR24 [16] au variat de la −21 la +30. În timp ce Scorul mediu pentru fructe și legume este aproape de zero, este foarte negativ pentru grupul de grăsimi și uleiuri și foarte pozitiv pentru grupul de pește și fructe de mare. De fapt, scorurile negative din acest ultim grup sunt aproape toate datorate impactului uleiurilor alimentare care au fost adăugate la pește sau fructe de mare. Valorile negative pentru conservele de ton în ulei vegetal (−9), salata de ton (−16) și creveții prăjiți prăjiți (−11) sunt încercuite în Figura 3c. Scorul mediu general Omega 3-6 pentru toate cele 5.100 de produse alimentare este de aproximativ −5.

Diversitatea în Omega 3–6 echilibrează scorurile alimentare. Axa ordonată notează frecvențele de apariție pentru produsele alimentare cu diferite Omega 3-6. Valorile Scorului alimentar echilibrat indicate pe abscisă pentru legume (A), leguminoase (b), peste si fructe de mare (c), grăsimi și uleiuri (d).

O privire mai atentă la frecvența a 669 Scoruri alimentare pentru legume (Figura 3a) arată că sute de articole vegetale au Scoruri aproape de zero (de exemplu, varză, cartofi, ceapă). Din nou, scorurile negative pentru cole slaw (−13), salată de cartofi (−21) și ceapă sotată (−31) reflectă impactul uleiurilor alimentare care au fost adăugate la produsele vegetale. Scorurile medii ponderate caloric sunt analoage valorilor en% din planurile de meniu zilnice din software-ul KIM-2 interactiv existent [15]. Atunci când multe produse alimentare diferite sunt combinate pe o bază ponderată caloric pentru a forma un sold zilnic mediu al meniului din diversele scoruri pozitive și negative, rezultatul este o valoare zilnică medie între -10 și +10. Scorurile medii ponderate caloric sunt legate de valorile en% din planurile zilnice de meniu ale software-ului interactiv existent KIM-2 [15]. Alegerile tipice alimentare americane actuale au valori medii între −6 și −7. Inspecția scorurilor din Figura 3 identifică cu ușurință alimentele care se pot combina pentru a face o medie zilnică mai negativă sau mai pozitivă.

Discuţie

Impactul larg asupra sănătății unui deficit relativ omega-3 reflectă acțiunile multiple ale receptorilor selectivi ai hormonilor care răspund diferit la hormonii n-3 și n-6 [1]. Drept urmare, dezechilibrele dietetice neintenționate care cauzează dezechilibru între precursorii țesuturilor acțiunilor hormonale au efecte selective asupra aproape tuturor celulelor și țesuturilor din corpul uman și influențează multe aspecte ale fiziologiei și patologiei umane [18]. Lista problemelor de sănătate legate de deficitele omega-3 cu proporții crescute de omega-6 în precursorii hormonului a crescut până la a include ateroscleroza, tromboza [19], aritmia, atacurile de cord, accidentul vascular cerebral, tulburările imuninflamatoare, astmul, artrita, cancerul proliferarea [18], obezitatea [20], tulburările psihiatrice, depresia, sinuciderea, omuciderea [21, 22], comportamentul opozițional, comportamentele neproductive la locul de muncă, durata șederii în spitale [23] și costurile anuale ale cererii de asistență medicală [24].

Evaluarea riscului pentru sănătate (HRA), cu un eșantion simplu de sânge de tip deget [10-12], informează indivizii cu privire la starea lor personală de acizi grași esențiali. Astfel de rezultate ale testelor se referă cantitativ la riscul de mortalitate cardiovasculară (deces = 3 × (% n-6 în HUFA) - 75; [17]). Valoarea biomarkerului% n-6 din HUFA leagă echilibrul acizilor n-3 și n-6 din alimentele zilnice de riscul multor aspecte ale bolilor imuninflamatorii și cardiovasculare [17, 18].

Costurile asociate declarațiilor de sănătate pentru tulburările legate de deficitele de omega-3 [18-24] sunt în mod previzibil mai mici, deoarece oamenii aleg în mod voluntar alimente care își scad valoarea HRA de la nivelul mediu actual al SUA de aproape 80% n-6 în HUFA la o valoare mai mică de aproape 60%. Figura 2 ilustrează faptul că o astfel de scădere reprezintă schimbarea scorului zilnic mediu Omega 3-6 Balance Food Score de la −7 la −3. Figura 3A ilustrează faptul că majoritatea legumelor au scoruri mai pozitive decât soldul mediu zilnic tipic american aproape de -6 sau -7.

Scorul de echilibru Omega 3-6 identifică rapid și ușor produsele alimentare care pot muta scorul mediu zilnic al unei persoane de la −7 la −3 sau la o valoare și mai pozitivă. De exemplu, combinarea unei linguri de făină de in (+32) cu o jumătate de cană de fulgi de ovăz (-4) sau adăugarea de ulei de in (+46) la uleiul de canola (-11) ajută la menținerea unui echilibru alimentar global mai pozitiv. În mod similar, untul de arahide (-24) cu adaos de făină de in și ulei are un scor mai pozitiv. Consumatorii pot vedea cu ușurință că consumul de somon la fermă (+28) sau sălbatic (+73) la grătar poate contribui la asigurarea unui echilibru alimentar zilnic mai pozitiv.

Ușurința cu care Scorurile Omega 3-6 ajută la interpretarea impactului alimentelor este ilustrată cu primele 100 de alimente dintr-o listă USDA Key Foods [25] pe baza datelor privind aportul NHANES 2007-08 [26]. Scorul mediu ponderat al celor 100 de itemi este de aproximativ −6, echivalent cu o valoare HRA de 78% n-6 în HUFA (raportată frecvent pentru americani). Niciunul dintre cele 100 de produse nu a fost un fruct de mare. Când se elimină cele mai negative zece produse alimentare, Scorul mediu neponderat al celor 90 de articole rămase este de aproximativ −3, echivalent cu o valoare HRA de 60% n-6 în HUFA (asociată în mod obișnuit cu o dietă mediteraneană). Alimentele tradiționale mediteraneene nu includ cele zece articole eliminate: ulei de soia, -50; maioneză, -46; tub de margarină, -39; floricele cu microunde, -37; Sos de salată „italian”, -35; chipsuri de cartofi, -29; stick margarina, -28; scurtarea legumelor, -28; unt de arahide, -24; gustări cu tortilla chip -24. Cu toate acestea, ele includ unele produse din fructe de mare care ar muta media generală zilnică la valori mai pozitive decât −3.

Creșterea aportului alimentar de omega-6 cauzată de adăugarea de uleiuri alimentare în aprovizionarea cu alimente din SUA în secolul XX [27] a fost asociată cu o creștere a prevalenței multor tulburări cronice. Ca urmare, multe discuții abordează acum abordările dietetice care pot reduce riscul prevenibil pentru aceste probleme grave de sănătate. Comentariile recente [28] au subliniat necesitatea de a ține cont pe deplin de toate aporturile alimentare n-3 și n-6, pentru a evita interpretarea greșită a rezultatelor studiilor clinice mari.

Până acum, îngrijorările legate de soldurile nedorite dintre acizii grași esențiali n-3 și n-6 au abordat adesea conceptul de rapoarte n-3/n-6 fără a furniza o estimare explicită a impactului cantitativ al acestor rapoarte de acizi grași în alimente. echilibrul HUFA acumulat în țesuturi. Credem că noul punctaj Omega 3-6 Balance Food Scores poate ajuta oamenii să identifice cu ușurință și să facă alegeri în cunoștință de cauză, care reduc valoarea biomarkerului pentru evaluarea riscului personal pentru sănătate.

Limitări ale dietei și evaluarea riscurilor

Concluzii

O descriere simplă și explicită a diferitelor abundențe ale tuturor substanțelor nutritive n-3 și n-6 dintr-un aliment face cu ușurință evident impactul acestora asupra unui biomarker important de evaluare a riscului pentru sănătate. Consumul de alimente cu un Omega 3-6 mai pozitiv echilibrează scorurile alimentare crește procentul estimat de omega-3 în HUFA tisulară, în timp ce alimentele cu scoruri mai negative cresc omega-6 la sută.

Metode

Diferențe pentru acizii cu lanț scurt și lung

Am folosit software-ul interactiv de planificare a meniului, KIM-2 (care conține date din Baza de date USDA Nutrient SR15) pentru a proiecta 48 de planuri de meniu zilnice individuale foarte diferite, care se potrivesc cu stiluri de viață diferite și cerințe energetice zilnice. Alegerile alimentare din fiecare plan au fost estimate pentru a oferi valori ale biomarkerului de evaluare a riscului pentru sănătate, care au variat de la 15% n-6 în HUFA la 89% n-6 în HUFA. Software-ul KIM-2 grupează unsprezece acizi omega-3 și omega-6 cu 18, 20 și 22 de carbon în patru categorii: omega-6 PUFA („scurt 6”; „P6”; 18: 2 și 18: 3), omega-3 PUFA („scurt 3”; „P3”; 18: 3 și 18: 4), omega-6 HUFA („lung 6”; „H6”; 20: 3, 20: 4, 22: 4 și 22: 5) și omega-3 HUFA („lung 3”: „H3”; 20: 5, 22: 5 și 22: 6). Rezumă miligramele acestor patru categorii de acizi grași pentru toate produsele alimentare din fiecare plan de meniu zilnic și exprimă suma ca procent din energia totală zilnică a alimentelor (en%). Apoi utilizează valorile zilnice en% cu ecuația 4 [9] pentru a estima o valoare probabilă pentru biomarkerul de evaluare a riscului pentru sănătate,% n-6 în HUFA din sânge. Constantele utilizate în prezent cu ecuația 4 sunt: ​​HC3 = 3.0, HC6 = 0.70, PC3 = 0.0555, PC6 = 0.0441, HI3 = 0.005, CO = 5.0, Ks = 0.175.

Ecuația 4 Estimarea% n-6 din HUFA prezisă din en% din acizii n-3 și n-6 din dietă.

Valorile zilnice en% pentru cele patru categorii din cele 48 de planuri de meniu diferite au fost combinate alternativ în ecuația 2 pentru a permite teste de încercare și eroare care au determinat empiric că un factor de 7 dă scoruri zilnice medii de meniu care variază aproximativ de la -10 până la + 10. Figura 1 arată relația dintre scorul zilnic mediu al meniului atunci când s-au utilizat valori en% cu 7 în ecuația 2 comparativ cu biomarkerul rezultat al evaluării riscului pentru sănătate,% n-6 în HUFA din sânge, când valorile en% au fost utilizate în ecuație 4 de software-ul KIM -2.