Ω-3、-6和-9脂肪酸：生物化学、膳食来源、微囊化策略与治疗应用

《Food Bioscience》：Omega-3, -6 and -9 Fatty Acids: Biochemistry, Dietary Sources, Microencapsulation Strategies and Therapeutic Implications

　　

## 摘要

Omega-3和Omega-6脂肪酸是多不饱和脂肪酸（PUFAs），在代谢上相互关联，且常常竞争共享的去饱和酶、环氧化酶和脂氧合酶；而Omega-9脂肪酸，主要是油酸，是非必需的单不饱和脂肪酸（MUFAs），具有不同的代谢处理方式。这三类脂肪酸共同影响心血管、神经系统和炎症生理过程，但其净生理效应取决于绝对和相对摄入量（即Omega-6:Omega-3比值）、组织分布以及促炎和抗炎脂质介质的平衡，而非简单的累加作用。长链PUFAs在营养和药理学应用中的一个主要限制是其易受氧化降解的影响，以及某些制剂中胃肠道溶解度差和口服生物利用度低。微胶囊技术通过提高氧化稳定性、掩盖感官缺陷以及实现可控或定点释放来解决这些理化限制；然而，稳定性和释放动力学的改善本身并不能证明吸收率、组织递送或临床疗效的提升，这需要独立的生物利用度和结局数据支持。本综述（i）总结了ALA、EPA、DHA、LA、AA和油酸的生物化学、膳食来源和生理作用；（ii）比较了Omega脂肪酸递送的微胶囊策略（喷雾干燥粉末、复凝聚物、脂质体和纳米乳液），包括相对于未胶囊化油的封装效率和生物利用度提升情况；（iii）评估了心血管、神经系统、炎症/自身免疫、代谢、肿瘤学和胃肠道应用方面的机制、临床前和临床证据，明确区分随机对照试验证据与动物和体外数据。特别关注化学形式（甘油三酯与乙酯）和封装技术如何改变肠道吸收和淋巴运输，以及脂肪酸吸收和转化效率的个体间差异（例如ALA向EPA/DHA的转化），配方策略必须适应而非忽略这种差异。通过整合生化、配方和临床证据，本综述旨在阐明哪些关于Omega脂肪酸配方的主张已被充分支持，哪些仍待确立，而非提出一个最终的临床算法。

## 引言

营养素是身体所需的化学物质，用于提供能量、生长以及其他功能的维持。营养素被分为六大类别：碳水化合物（CHO）、蛋白质（PR）、脂质（脂肪）（LIP）、维生素（VIT）、矿物质（MIN）和水。碳水化合物是身体的主要能量来源，分为简单碳水化合物和复杂碳水化合物，来源于谷物、水果、蔬菜和豆类。蛋白质对生长和修复至关重要，提供来自植物和动物来源的氨基酸。矿物质是无机元素，对骨骼形成、神经信号传导和酶功能必不可少。脂质包括甘油三酯、磷脂和固醇，用于能量支持、保温和细胞膜结构组成。膳食脂肪来源于食用油、黄油、牛油果、坚果和鱼类（Moini & Ferdowsi, 2024）。

Omega脂肪酸构成了不饱和脂质中的一个异质性类别，包括必需的Omega-3和Omega-6多不饱和脂肪酸——由于内源性合成受限，需要从膳食中摄入——以及非必需的Omega-9单不饱和脂肪酸。这种分类由末端双键相对于碳链甲基端的位置在结构上确定（Petersen et al., 2024）。

本综述围绕一个统一问题展开：配方化学形式（如甘油三酯与乙酯）以及封装/递送技术如何改变Omega-3、Omega-6和Omega-9脂肪酸的生物利用度，并最终影响其临床相关性？第1部分建立各类脂肪酸的生化与膳食基础；第2部分探讨微胶囊依赖的药代动力学和安全性；第3部分评估治疗证据，在整个过程中区分临床数据与机制和临床前数据。

### α-亚麻酸（ALA）

ALA是一种必需（18碳）Omega-3脂肪酸，含有三个顺式双键（n-3），是合成二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）的主要植物（Omega-3）前体，但人体中的转化效率极低。ALA向EPA的转化率范围从<1%到21%（EPA）和0.1–9%（DHA），且存在性别差异（Burdge & Calder, 2005）。这些代谢决定因素有助于解释为什么在追求治疗效果时，从海洋来源直接获取EPA/DHA优于补充ALA。

亚麻籽是ALA的最佳植物来源（23g/100g），其次是奇亚籽（18g/100g）和核桃（9g/100g）（Nitrayová et al., 2014）（表1）。稳定同位素示踪研究表明，膳食ALA向EPA的净分数转化率范围为<8%到21%，向DHA的转化通常为1–9%（Burdge & Calder, 2006）。绝经前女性的转化效率约为男性的2.5倍，归因于雌激素介导的Δ6-去饱和酶活性上调（Kitson et al., 2010）。

### 二十碳五烯酸（EPA）

EPA是一种含有五个双键的20碳多不饱和脂肪酸，是类二十烷酸的前体（Bayram & K?z?ltan, 2024），同时也是花生四烯酸代谢的竞争抑制物（Calder, 2013）。野生和养殖海鱼是EPA的主要来源，海洋鱼类中的含量因饲料和物种而异；鲭鱼和养殖大西洋三文鱼均被认为是EPA的重要来源（Molversmyr, 2020）。

EPA的理化性质和分子结构（碳17位上的n-3双键）使其能够充当抗炎剂，通过将花生四烯酸（AA）从磷脂膜中置换并减少前列腺素E2（PGE2）的合成来发挥作用（Endres et al., 1989）。在禁食条件下，EPA/DHA的乙酯制剂相比甘油三酯形式的相对生物利用度低约20–40%，这是由于依赖于胰羧基酯酶进行水解。然而，与高脂膳食共同摄入可显著改善乙酯的吸收，缩小这一差异。重新酯化的甘油三酯制剂相比天然鱼油甘油三酯形式可表现出高达124%的相对生物利用度（Schuchardt et al., 2011）。处方制剂最近已可获取，包括高度纯化的（>96%）EPA（如Vascepa?），每日4克EPA剂量可使高危患者心血管事件的风险降低25%（Bhatt et al., 2019）。

### 二十二碳六烯酸（DHA）

DHA是一种含有6个双键的22碳脂肪酸，对神经组织至关重要，约占灰质磷脂中酯化脂肪酸的20%和视网膜光感受器外节段的30–50%，突显了其在膜流动性和突触功能中的关键作用（Joyal et al., 2018）。现成的DHA可从冷水鱼（如鲱鱼，0.7g/100g）和沙丁鱼（0.7g/100g）中获取（Calder, 2017），也可从藻油（来自Schizochytrium sp.）中获取作为素食来源（370mg DHA/g油）（Jaseera & Kaladharan, 2020）。

DHA的六个顺式双键赋予其卓越的构象灵活性，增强了对于突触囊泡融合和神经递质释放至关重要的膜流动性（Joyal et al., 2018）（表1）。在临床上，KUDOS试验报道，母体DHA补充（600 mg/天）与较低DHA状态母亲的 offspring 在18个月时贝利心理发展指数提高5.3分相关（Colombo et al., 2019）。在老年参与者中的补充改善了认知障碍，轻度认知障碍（MCI）患者在使用DHA+EPA补充6–12个月后萎缩率减少约20%（Zhang et al., 2016）。

### 亚油酸（LA）

LA是西方膳食中最丰富的PUFA来源。其18碳链在n-6和n-9位具有双键，是花生四烯酸（AA）的代谢前体（Poli et al., 2023）。现代膳食中LA的供应量通常是生理需求的10–20倍，主要来自精炼植物油，如红花油（75g/100g）和葵花籽油（65g/100g）（Simopoulos et al., 2002a）。

虽然LA对于表皮神经酰胺的合成和皮肤屏障功能的维持是必需的，但过量摄入会导致AA衍生的类二十烷酸过度产生（表1）。酶Δ6-去饱和酶将LA转化为GLA的效率仅为5–10%，形成与ALA类似的代谢瓶颈。最近同位素示踪研究报告称，LA在血浆磷脂中的半衰期超过30天，表明膳食LA对代谢途径产生持久影响（Mariamenatu et al., 2021）。

### 花生四烯酸（AA）

AA是一种n-6 PUFA，20碳化合物，含有四个双键。它通过环氧化酶和脂氧合酶酶作为促炎类二十烷酸生物合成的主要底物，同时也是细胞色素P450途径的生物活性介质（氧脂质）的底物，后者调节吞噬作用和炎症信号传导等重要免疫细胞功能（Madore et al., 2020）。

AA以现成形式存在于动物产品中，包括牛肉（0.5 g/100 g）和鸡蛋（0.1 g/100 g）。AA产生的PGE2和脂氧素的平衡介导炎症反应。相对于总脂肪酸，血浆中AA的最佳水平范围为5%至7%；水平升高与类风湿性关节炎风险增加相关。此外，AA占母乳磷脂的10–15%，突显了其在脑发育中的作用（Turner et al., 2025）。

### 油酸

油酸是一种含有一个n-9双键的18碳单不饱和脂肪酸，是人类膳食中最常见的MUFA，特级初榨橄榄油中含有73g/100g（Estruch et al., 2018）。它是非必需脂肪酸，因为可由硬脂酰-CoA通过硬脂酰-CoA去饱和酶（SCD1）合成。油酸通过促进LDL受体表达和稳定HDL颗粒而表现出心脏保护作用；PREDIMED试验报道，遵循地中海饮食的人群相比低脂饮食，心血管事件减少了30%（Estruch et al., 2018）。

除心血管益处外，油酸作为维持细胞膜结构完整性的关键成分发挥作用，因为它很容易被纳入细胞膜中，并作为人体脂肪组织的主要组成成分（Tvrzicka et al., 2011）。

## 微胶囊技术与Omega脂肪酸

尽管Omega-3、Omega-6和Omega-9脂肪酸的生理重要性和健康益处已被详尽阐述，但其临床和营养学实用性往往受到固有化学不稳定性和感官方面的挑战所限制（Jagtiani & Adsare, 2022）。PUFAs，特别是长链Omega-3脂肪酸如EPA和DHA，具有高度不饱和度，使其在暴露于热、光等环境胁迫时极易被氧化。

## 病理意义与治疗应用

Omega脂肪酸（特别是Omega-3）因其对生理机制和疾病管理的影响而被广泛研究。通过整合入细胞膜，它们调节膜流动性和蛋白质功能，影响信号通路和炎症反应。临床研究已证实微胶囊化DHA/EPA的治疗机制，REDUCE-IT试验证明每日4克EPA使主要不良心血管事件减少了25%（Szarek et al., 2023）。

## 结论

Omega-3、-6和-9脂肪酸构成了一个相互关联的脂质网络，影响膜结构、基因表达和炎症信号传导。平衡n-3和n-6的摄入，同时确保充足的具有心脏保护作用的n-9单不饱和脂肪摄入，比任何单一脂肪酸类别的绝对摄入量更为重要。生化、营养学和临床证据支持针对性使用EPA和DHA、适度控制亚油酸摄入以及增加对富含油酸食品的依赖。

## CRediT作者贡献声明

Mohamed Said Boulkrane：可视化、验证、监督、概念化。Idrisa Kiryowa：写作 – 审稿与编辑、写作 – 原始草稿。Aya Darwish：写作 – 审稿与编辑、写作 – 原始草稿。Tamer Elmessery：可视化、验证、监督、概念化。

## 未引用参考文献

Abdelhamid et al., 2018; Aggarwal et al., 2026; Ameur et al., 2012; Bassuk et al., 2023; Bhatt et al., 2019; Burdge and Wootton, 2002; Calder, 2010; Calder, 1996; Calder, 2018; Castejón et al., 2021; Chevalier and Plourde, 2021; de Boer et al., 2019; Drusch and Mannino, 2009; Duvall and Levy, 2016; EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies, 2012b; FDA Guidance on GRAS Status, 2018; Gerster, 1998; Griffin and O'Driscoll, 2006; Kassem et al., 2026; Kris-Etherton et al., 2019; Li et al.

## 数据可用性声明

本研究中呈现的原始贡献已包含在文章/补充材料中。进一步的询问可联系通讯作者。

## 利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

## 资金资助

作者感谢 Qassim 大学研究生院和科学研究副院长办公室提供的资金支持（QU-APC-2026）。

## 竞争利益声明

? 作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性财务利益或个人关系。

## 致谢

作者感谢 Qassim 大学研究生院和科学研究副院长办公室提供的资金支持（QU-APC-2026）。作者还感谢 ITMO 大学生物技术学院提供开展本研究所需的材料和实验室设施。

Aya Darwish | Idrisa Kiryowa | Mohamed Said Boulkrane | Tamer M. El-Messery