ω-3多不饱和脂肪酸(omega-3 polyunsaturated fatty acids, ω-3 PUFAs)是一类重要的功能性高值脂肪酸，在膳食中主要来源于植物油或海洋多脂鱼类不饱和树脂 。 ω-3 PUFAs在预防 心血管、神经退行性、抑郁症、癌症，促进婴幼儿神经发育以及创面愈合和组织修复等方面均具有显著功效，其分子机制涉及缓解神经及系统性炎症、维持细胞结构及功能、激活机体免疫信号等。
本文系统分析了ω-3 PUFAs的健康功效及机制，总结了 ω-3 PUFAs 在食品中的应用形式，对 ω-3 PUFAs 应用的未来趋势进行了展望不饱和树脂 。
一、ω-3 PUFAs的结构及膳食来源
1.1 ω-3 PUFAs 的结构及体内消化
按脂肪酸碳链长度及所含双键的数量和位置可将 PUFAs 分为 ω-3、ω-6、ω-7、ω-9 等系列不饱和树脂 。ω-3 PUFAs是机体内参与多种代谢过程的生物必需大分子物质，包括 α-亚麻酸 ( α-linolenic acid, ALA)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid, EPA)、二十二碳六烯酸( docosahexaenoic acid, DHA) 等。PUFAs 的消化吸收、转运过程见图 1。
1.2 ω-3 PUFAs 的膳食来源
1.2.1动植物来源
膳食中的ω-3 PUFAs主要来源于海洋鱼类和富含油脂的植物不饱和树脂 ，如坚果、种子，见表1
表1 食物中ω-3 PUFAs的含量不饱和树脂 ，“—”表示无相关数据或含量极低
1.2.2 微生物来源
许多微生物具有脂肪酸相关的代谢、转化途径，具有生产ω-3 PUFAs的潜力，见图2不饱和树脂 。
图2 微生物产ω-3 PUFAs的代谢途径
二、ω-3 PUFAs的健康机制
越来越多的研究证明，ω-3 PUFAs对健康有益，尤其是EPA和DHA，ω-3 PUFAs的健康功效及机制见图3不饱和树脂 。ω-3 PUFAs在降低心血管(cardiovascular disease, CVD)风险上最早被认可，包括调节甘油三酯水平、缓解高血压、改善炎症，以及改善心脏和血管功能等。此外，ω-3 PUFAs在促进婴儿、儿童和青少年的视觉和脑功能发育方面发挥着重要作用。由于EPA和DHA是抗炎介质前体，有助于缓解神经退行性和精神障碍的症状，如阿尔茨海默病、帕金森病和抑郁症。ω-3 PUFAs的其他健康益处包括降低感染风险，预防自身免疫性，治疗严重创伤，缓解氧化应激与细胞凋亡，调节血小板活性，降低糖尿病、癌症风险等。
图3 ω-3 PUFAs的健康功效及机制
2.1 降低心血管风险机制
研究表明鱼类摄入量或膳食中补充 ω-3 PUFAs 与心脏病和中风等心血管相关的发生率之间存在显著关联不饱和树脂 。摄入含有 ω-3 PUFAs 的鱼油能够通过降低血压和甘油三酯水平、抑制血小板聚集以及其他许多有益作用来降低心血管风险以及心血管死亡率。值得注意的是，一项研究指出，EPA 单独补充减少了 25% 的心血管相关的发生率，包括死亡、心肌梗死、中风和心绞痛等，并且 EPA 单独使用比 EPA 和 DHA 联合治疗具有更好的效果。EPA 被誉为 “血管清道夫”，利用 EPA 进行炎症干预实验中，发现体内炎症关键指标脂蛋白 a 显著降低，因此 EPA 对高血压、脑血栓、动脉粥样硬化等心脑血管的发生有重要的防治作用。此外，EPA 乙酯剂 (商品名 Epadel 和 Vascepa)已被食品监督管理局批准作为阻塞性动脉硬化和高甘油三酯的治疗剂。最近的一项小型随机临床研究表明，在 CVD 的某些指征上，如炎症方面:在减轻慢性炎症上，DHA 比 EPA 更有效；在平衡促炎和抗炎因子方面，EPA 更有效。因此，EPA 和 DHA 的有益作用似乎是不同的，这一发现具有重要的临床应用价值，需要进一步的研究来验证 EPA 和 DHA 在调节炎症反应和心血管健康方面的不同作用。
2.2 缓解神经退行性机制
大量流行病学研究表明，长期摄入地中海饮食 (富含海鲜、水果、蔬菜和橄榄油等) 与老年人群的认知功能呈正相关不饱和树脂 。在几项纵向研究中，发现食用鱼类来源的 ω-3 PUFAs 摄入量的增加与认知能力下降、阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)和痴呆的发病风险降低有关。膳食补充 ω-3 PUFAs 已成为一种常见的维持认知功能的补充和替代医学治疗的方式。2010 年，国立卫生研究院专家共识意见指出，营养和饮食是影响神经退行性风险的重要因素。为了阐明 ω-3 PUFAs在改善认知功能并最终预防或延缓 AD 发病方面的作用，研究人员进行了多项临床试验。大脑生理和病理变化可能在 AD 确诊前 10 ~ 20 年就已经开始，生理和病理变化一旦开始，就很难停止、减缓或逆转。在目前的临床研究中，DHA 主要对健康老年人和轻度认知障碍患者具有潜在的保护作用，而支持其对 AD 患者有益的证据仍然有限。在动物和细胞研究中，DHA 发挥认知益处的各种机制包括，抗淀粉样蛋白 Aβ 活性、降低 Tau 蛋白磷酸化、抗炎和抗氧化，以及其作为核受体配体的作用，进而影响下游基因表达。DHA 补充对携带载脂蛋白 E4( apolipoprotein E, ApoE4)基因的健康老年人会产生有益影响，可能由于 ApoE4 携带者脑中摄取和利用 DHA 的能力下降。这些差异的潜在机制可能涉及 ApoE4 携带者循环 DHA 分解代谢增加，血脑屏障功能受损，阻碍 DHA 运输到大脑。另外，锻炼和认知刺激结合 ω-3 PUFAs 补充可以有效减缓体弱老年人的认知能力下降。 在另一项研究中，ω-3 PUFAs 与番茄红素、鼠尾草酸或叶黄素联合使用，发挥了协同抑制神经炎症的作用。ω-3 PUFAs 与类胡萝卜素和维生素 E 联合使用，改善了轻度认知损伤患者的情景记忆和整体认知。
2.3 促进婴幼儿神经发育机制
研究表明，DHA 占人脑总脂肪酸的 10% ~ 15% ，是中枢神经系统中膜的结构成分，可以通过调节信号转导途径，影响神经传递、细胞突触的延伸和再生来影响神经功能，而 DHA 在大脑中的积累发生在孕晚期到 2 岁，后续其内源性形成则相对较低不饱和树脂 。 研究证明，喂食补充 DHA 配方奶粉的早产儿和足月儿比未补充 DHA 的对照组的视力和神经发育会更好。儿童摄入足够的 DHA 则可以增强智力、注意力和记忆力，降低罹患系统性的风险。研究显示，每天摄入 1 183 mg DHA 的儿童智商会更高，每天使用 500 mg 较低剂量的 DHA 可以增强神经发育。1996 年，婴幼儿配方奶粉中开始添加纯植物来源的 DHA，2000 年，我国首款添加 DHA 奶粉上市；为了规范 DHA 的使用， 1999 年，联合国粮食及农业组织、世界卫生组织率先提出婴儿配方奶粉中必须含有 DHA，并给出了孕期及哺乳期妇女和幼儿的推荐摄入量；2010 年，世界卫生组织再次颁布国际标准，规定婴幼儿配方奶粉中 DHA 含量不达标视为不合格；2011 年，医学研究所发布了各类人群 DHA 每日适宜摄入量，再次拓宽了 DHA 的适用范围；随后，澳大利亚国家健康医学研究会、欧盟等国际组织针对 DHA 在预防心血管、慢性等方面也做出了相应的规定；2021 年，我国国家卫生健康会再次提出 1 段、2 段婴儿配方食品中 DHA 含量至少需要达到 3. 6 mg / 100 kJ，使婴幼儿配方奶粉中 DHA 的含量标准再次提高。因此，在婴儿配方奶粉中添加 ω-3 PUFAs，尤其是 DHA，已成为一种全球惯例。
2.4 其不饱和树脂 他健康机制
鱼类的食用与重度抑郁症的发生存在显著相关性不饱和树脂 。在一些临床研究中发现，9. 6 g / d 的 EPA 与 DHA 混合摄入可改善抑郁症。值得注意的是，更高剂量 EPA 的补充与抑郁症症状的改善有关。有研究表明，ω-3 PUFAs 的摄入量与乳腺癌发生率、结直肠癌发生率呈负相关。ω-3 PUFAs 对癌症预防和治疗的作用是复杂的，有证据表明，在肿瘤细胞内，环氧酶 2 ( COX-2) 的活性显著增强，会促进 PGE2 的合成从而诱导细胞增殖并刺激 BCL-2 蛋白的表达。BCL-2 会造成细胞凋亡以及生长失衡，从而促进肿瘤的发生，而 EPA 能够抑制 COX-2 的合成从而在一定程度上抑制肿瘤的发生。然而，还需要进一步的研究和更加精确设计的临床试验来证明 ω-3 PUFAs对各种癌症风险的影响。ω-3 PUFAs 在孕妇怀孕期间起着重要作用，能够确保正常怀孕的进展。研究者通过调查孕妇怀孕期间是否补充 EPA 和 DHA 发现，儿童出生时 EPA 和 DHA 水平越高，神经发育越好，这也提示了 ω-3 PUFAs 能够对神经发育产生有利影响。另外，ω-3 PUFAs 在创面愈合和组织修复过程中起着重要作用，可抑制炎症反应、促进血管生成、调节神经系统、控制血糖水平、抑制微生物生长、加速创面愈合。
三、ω-3 PUFAs在食品中的应用
药用级EPA和DHA在治疗高甘油三酯血症方面的成功，也增加了日常居民消费ω-3 PUFAs的动力不饱和树脂 。在食品中，ω-3 PUFAs的添加可以通过不同的途径实现:
1)直接添加纯化的ω-3 PUFAs油；
2)在食物中添加富含ω-3 PUFAs的食品配料如鱼粉等；
3)通过给动物喂食富含ω-3 PUFAs的饲料，富集动物制品中的ω-3 PUFAs不饱和树脂 。
四、ω-3多不饱和脂肪酸未来展望
ω-3 PUFAs作为一种重要的功能性脂肪酸，对人体健康的作用已得到了广泛的研究和认可不饱和树脂 。未来ω-3 PUFAs的研究重点应在如下领域:
1)更精准的分子靶点，深入研究ω-3 PUFAs在细胞水平上的作用机制，明确其与各种相关的分子靶点，形成更有针对性的、功效更为突出的药物制剂或功能性食品；探讨ω-3 PUFAs与人类基因表型之间的关系，为不同人群的膳食补充提供更深刻的依据；研究肠道菌群在ω-3 PUFAs代谢和生物利用度中的作用，揭示肠道微生物与 ω-3 PUFAs 健康效应之间的关系不饱和树脂 。
2)结合合成生物学、人工智能、计算生物学等多个学科，挖掘不同底盘菌株作为多不饱和脂肪酸合成的新资源，获得简便高效的遗传操作工具，深度解析多不饱和脂肪酸合成机制，开发食物中多不饱和脂肪酸定制化平台，以满足不同年龄层次对不同多不饱和脂肪酸的需求，开发新构型、高纯度的 ω-3 PUFAs 产品不饱和树脂 。
3)开发适用于不同人群的 ω-3 PUFAs 的功能食品形式及完善相应的活性保持技术不饱和树脂 。