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探究“炎症风暴”,神秘物质ω-3 PUFA受关注
原创 应急科普 上海交通大学公共卫生学院
2019年12月,“不明原因肺炎”在中国武汉肆虐,经全基因组定序确认为“新型冠状病毒”。患者表现为发热、乏力、干咳乃至呼吸困难,目前新冠肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)已列为国际关注的突发公共卫生事件(Public Health Emergency of International Concern ,PHEIC)。COVID-19的致死率不高(约2%),但部分轻症患者在疾病后期很快进入一种多器官功能衰竭的状态,有一种说法是“炎症风暴”所致。“炎症风暴”到底是怎么回事?作者简介
闫媛媛,上海交通大学医学院公共卫生学院讲师,食品科学博士,美国康奈尔大学访问学者。主要研究方向:脂质分离检测分析与脂质营养研究。
林崟 施文婕 宋叶雨 上海交通大学医学院本科生,“大学生创新训练计划”第十二期项目成员。
何谓“炎症风暴”
“炎症风暴”,即全身炎症反应综合征,也即细胞因子风暴,是由感染、药物或某些疾病引起的免疫系统过度激活,可以导致各个器官功能衰竭,最终威胁生命。
新冠病毒进入人体后,通过与细胞膜受体血管紧张素转化酶2(ACE2)结合进入细胞,迅速扩增感染其它细胞,因此高表达ACE2又直接接触外界的肺组织成为了新型冠状病毒的主要侵入对象。随病情进展,肺部免疫细胞过度活化,产生大量炎症因子,通过正反馈调控机制形成炎症风暴。如同一把双刃剑,过度的免疫反应在清除病毒的同时,也损害正常细胞。炎症风暴的形成不仅使肺的换气功能严重受损,导致急性呼吸窘迫综合征,其余高表达ACE2的组织器官如血管内皮细胞、心脏、肾脏、肝脏、消化道等都会受累,最终导致多器官衰竭,危及生命。新的研究进展2月18日中国科大研究团队发现了白介素6(IL-6)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)是引发新冠肺炎患者炎症风暴中的两个关键炎症因子。团队推测抗IL-6受体可以阻断炎症风暴,进而阻止患者向重症和危重症转变,降低病亡率。
此前卫健委专家接受采访时曾表示90%以上患者采用抗病毒治疗以及对症治疗,包括呼吸循环支持和提高免疫力等综合诊疗手段。可见免疫治疗也是对抗病毒的关键。抗炎和抗病毒同样重要!增加Omega-3 PUFA摄入
可能降低炎症风暴的发生风险
过往研究表明:ω-3 PUFA的产物结合细胞膜受体或核受体,可下调Toll样受体,抑制基因转录因子如 NF-κB,从而减少促炎性细胞因子TNF-α、IL-6 和IL-8等的表达;下调 COX-2表达,阻碍过度炎症作用;减少巨噬细胞ERK的磷酸化,降低JNK/SARK的活性,减少炎症因子产生。
有研究证实,良好比例的DHA和EPA可与ω-6 PUFA竞争性结合细胞膜磷脂,从而减少后者的代谢产物(已证实有促炎作用)且ω-3 PUFA 可抑制心肌细胞的钠离子通道,降低炎症反应。ω-3 PUFA的代谢产物→消散素(Resolvins)和保护素(Protections)等具有消炎、止痛等生理活性的衍生物,具有促炎与抗炎的双重作用,其中抗炎作用更为显著。德国汉诺威医学院的临床研究表明,对于重症创伤患者使用ω-3 PUFA营养液可以显著降低全身炎症反应综合症的发生率。多所医院的临床研究表明,对于重症创伤患者和脓毒症患者等ICU患者,使用ω-3 PUFA营养液可以明显缩短抗生素使用时间,减少器官功能障碍发生率。不同疾患类型的ICU患者补充ω-3 PUFA,可以改善氧合状态,减少呼3吸机使用,缩短ICU监护时间的临床效果。炎症反应过程需要抗炎反应与促炎反应在不同的程度上相互合作、相互拮抗,形成复杂的炎症调控机制。炎症反应的这种抗炎-促炎平衡的失败,就是病症由轻症向重症转变的原因。许多脂质代谢产物是促炎-抗炎反应中的重要介质,参与协调促炎-抗炎反应平衡。调节炎症反应的平衡意味着调节脂质代谢的平衡。
因此,对于重症新冠肺炎患者而言,适当提高ω-3 PUFA摄入量,调节脂代谢平衡,能够在一定程度上延缓全身炎症反应综合征的进展。而对于普通人群,合理的膳食摄入,提高自身免疫力,是抵抗新冠病毒的有效方法。
下面就来好好了解一下ω-3脂肪酸吧。ω-3 PUFA到底是什么?
ω-3多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)是碳链长度为18~22个,且含有2个或以上双键的长链脂肪酸,因其第一个不饱和键位于甲基一端的第3个碳原子上。主要有二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)。它们的前体是亚麻酸(α-linolenic acid,α-ALA)。人体中因为缺乏合成ω-3、ω-6 PUFAs的脱氢酶,这些不饱和脂肪酸只能从食物中摄取。ALA可以在体内转化为EPA和DHA,但这个过程非常低效。DHA和EPA仍然需要靠外界摄入。
ALA、DHA和EPA的结构式ω-3 PUFA有什么作用?
研究表明,ω-3 PUFA在一定程度上能降低血液粘稠度、减少血栓形成、改善血管功能、抑制血小板凝集,从而降低心血管事件风险;可抑制癌基因活动,预防乳腺癌、直肠癌等癌症;还可某种程度促进脑细胞发育、提高脑细胞活性、提高记忆力。其抗炎功能更是治疗和预防新冠肺炎的新思路。
ω-3 PUFA的来源海产品
海产品是食物中EPA和DHA的主要来源。美国饮食指南建议每周吃两份高脂肪的鱼,以提供身体所需的欧米茄-3脂肪酸。
下图为来自“ 海鲜营养合作组织”(Seafood Nutrition Partnership)的图表,其中包含最佳的ω-3 PUFA鱼类来源:凤尾鱼、鲱鱼、鲭鱼(大西洋&太平洋地区)、牡蛎(太平洋)和剑鱼(黑鳕鱼)等。
营养补充剂如果一周无法满足两次海鱼的摄入,还有多种选择:鱼类、磷虾和素藻制成的补品、肠溶性补充剂等。鱼油,由油性鱼的肉(如金枪鱼)或瘦鱼的肝脏(如鳕鱼肝)制成。在典型的鱼油制剂中,EPA和DHA共占比约30%,因此1g鱼油胶囊可提供约0.3 g(EPA + DHA)。当然,还有不同浓度的鱼油可供选择。
在选用膳食补充剂的时候,一定要认真阅读补充剂的标签。标签上有两件重要的事情要注意:(1)明确日推荐摄入量中EPA和DHA的量;(2)你需要摄入多少才能满足一天ω-3 PUFA的需求。
对于那些遵循素食或纯素饮食的人,可以通过选择基于藻类的omega-3补充剂,将EPA和DHA添加到你的营养方案中。不应该依赖植物性的ALA omega-3来提供身体所需的EPA和DHA。获得EPA和DHA的唯一方法是食用高脂肪鱼类(鲑鱼、金枪鱼、鲭鱼、鲱鱼以及某些贝类,如贻贝和蛤蜊),食用添加EPA和DHA的食物,或服用omega-3补充剂。功能食品
某些食品和饮料,包括牛奶、酸奶、人造黄油和面包等也添加了ω-3 PUFA。食品和饮料的配方中,每次可添加30-100毫克的EPA和DHA。但是人体每天至少需要250-500毫克的EPA和DHA。因此,绝大部分DHA和EPA功能食品无法满足每日膳食所需ω-3 PUFA。
摄入量基于现有的科学证据,GOED(Global Organization for EPA and DHA Omega-3s)建立了不同人群的推荐摄入量如下:
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编辑 | 张舒娴
原标题:《突发公共卫生事件应急科普系列二十六 | 探究“炎症风暴” 神秘物质ω-3 PUFA受关注》
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