基于上篇論述的機制(點擊閱讀??《Omega-3:當之無愧的腦黃金?(上)|理論篇》),我們可以看出,Omega-3脂肪酸在促進大腦神經(jīng)系統(tǒng)認知能力的發(fā)育和保持中都扮演著舉足輕重的角色。關于Omega-3脂肪酸對不同年齡階段以及不同認知程度的人群的影響的研究也得到了廣泛的關注[1],下面我們根據(jù)現(xiàn)有的臨床研究情況分年齡段進行逐一討論。
《極養(yǎng)智庫》編輯團隊原創(chuàng)版權
授權方可轉載
撰寫|Yuan Ye MS
校稿|Haoran PHD 編審|Xinyin PHD, RD
設計|Fay
文章綱要
嬰幼兒
青壯年
老年人
小結
妊娠晚期和出生后的第一年是Omega-3脂肪酸在胎兒腦內積聚儲存的黃金時期,也是最容易發(fā)生嬰兒Omega-3脂肪酸缺乏的時期。而在發(fā)展中國家,普遍存在奶粉喂養(yǎng)嬰兒腦內DHA含量明顯低于母乳喂養(yǎng)嬰兒的情況[1]。雖然母乳喂養(yǎng)是保證早期喂養(yǎng)嬰兒唯一的黃金指標,但母乳中DHA的含量在不同地區(qū)﹑人種和個體中有很大的差別。因此,并非所有母乳喂養(yǎng)的小孩都擁有足夠的DHA來保證大腦的發(fā)育,所以后期的營養(yǎng)補充也很重要[1]。
臨床研究 >>>
DHA對嬰兒大腦認知發(fā)展的實際作用在人體實驗中還存在著很大的爭議。由于現(xiàn)有的臨床對照實驗中所用的嬰兒配方乳粉中不飽和脂肪酸的含量、干預時間以及嬰兒的年齡都有著很大的差別,并且大部分嬰兒實驗都在發(fā)達國家中開展,嬰兒可能在補充Omega-3脂肪酸之前就已經(jīng)達到了足夠的DHA水平,更有科學家對測試嬰兒認知能力的測試儀器的靈敏度提出了質疑。這些都可能是不同實驗結果不一致,導致DHA 的顯著效果很難被發(fā)現(xiàn)的原因。所以,關于DHA對嬰兒認知能力的影響的研究,仍是處于“嬰兒”階段。
幼年動物研究 >>>
比起人體實驗,動物實驗的結果更加的振奮人心!大量動物實驗都表明,Omega-3脂肪酸尤其是DHA的缺乏能嚴重影響幼鼠解水迷宮的能力,此能力也能通過補充Omega-3脂肪酸而得到恢復。總的來說,Omega-3脂肪酸補充劑對認知能力的影響在Omega-3脂肪酸缺乏的小鼠中非常顯著。
小科普>>>
(Morris)水迷宮是一種強迫實驗動物(如小鼠)游泳,學習尋找隱藏在水中平臺的一種實驗,主要用于測試實驗動物對空間的位置感和方位感的學習記憶能力,常被用于研究學習、智力、記憶力和大腦退行性病變的生理和病理研究[2]。
機理研究 >>>
從神經(jīng)生理學方面來說:
在小鼠胎兒的發(fā)育過程中,突觸發(fā)生和神經(jīng)形成是在DHA在腦內急聚上升和累積之后進行的,DHA缺少很可能阻礙這個重要的過程;
不僅如此,小鼠胎兒海馬區(qū)DHA的缺乏會直接阻斷該區(qū)域的神經(jīng)增生和突觸發(fā)生;
另外,Omega-3脂肪酸還能促進神經(jīng)營養(yǎng)素因子的表達和增強其活性,其中,腦源性神經(jīng)素營養(yǎng)因子(BDNF)的表達已被發(fā)現(xiàn)和小鼠腦內DHA的水平有關。
小科普>>>
腦源性神經(jīng)素營養(yǎng)因子是神經(jīng)營養(yǎng)因子的一種,為神經(jīng)元的生成和發(fā)展提供信號支持,也能防止神經(jīng)元啟動細胞程序性死亡。
大部分的過往實驗都側重探索Omega-3對嬰幼兒發(fā)展認知能力和防止老齡人認知退化的影響,很少有研究者關注到處在這兩個年齡層之間的健康的青年和成年人。
臨床研究 >>>
在每天服用低濃度(400mg)或高濃度(1200mg)的補充劑、為期8個星期的8-10歲的男孩中,血液DHA濃度與腦內背外側前額葉皮層的活動度呈正相關,而與注意力測試中的反應時間呈負相關。而在22~51歲的成年人當中,注意力測試的表現(xiàn)也因為在服用魚油補充劑35天后而有了顯著的提高。但是,還有一些不同設計的臨床試驗得出了其他不同的結論:
結果不一|但是,也有一些實驗沒有發(fā)現(xiàn)Omega-3脂肪酸對認知能力的顯著益處。這些不一致的研究結果可能是由于“情緒”這個混合因素的存在和此類實驗方法的復雜性所導致的。
性別差異|由于這個年齡層的很大一部分女性都需要為下一代提供DHA以保證下一代的腦部發(fā)育,她們對于DHA的需求量更大。在美國一個以4000名6~16歲的參與者為樣本的大型健康與營養(yǎng)調查中,DHA攝取對女性認知能力的益處是男性的兩倍。與此同時,Omega-6脂肪酸與認知能力表現(xiàn)的負相關只在參與研究的女性中呈現(xiàn)。
成年動物研究 >>>
雖然這個年齡層人群的大腦的發(fā)展已被建立,處于一個相對穩(wěn)定的階段,但Omega-3脂肪酸仍能通過影響突觸可塑性和神經(jīng)化學(neurochemistry)狀態(tài)來影響他們的認知能力。
接受DHA補充的成年小鼠在水迷宮測試中的學習和記憶能力都有明顯的提高;除了DHA,腦內EPA濃度的提高也被發(fā)現(xiàn)有相似的效果。不過,DHA過量(600mg/kg/d)會對小鼠記憶力造成損傷,這一點值得注意![3]
更有趣的是,EPA和DHA被發(fā)現(xiàn)對不同年齡階段的小鼠(幼年、青年和老年)的背根神經(jīng)節(jié)的突觸增生都有促進作用。雖然這不是Omega-3脂肪酸對認知能力的直接影響,但背根神經(jīng)節(jié)的突觸增生在神經(jīng)營養(yǎng)和神經(jīng)元分化過程中有重要的作用。
隨著人口的老齡化,Omega-3脂肪酸對這個年齡層的影響也得到廣泛的關注。
觀察性研究 >>>
大部分的觀察性研究都表明,Omega-3脂肪酸水平與老年人認知能力降低的風險呈負相關。值得注意的是,擁有ApoE4基因的人群是患阿茲海默癥的潛在高危人群,在觀察性實驗中若沒有考慮和控制這個因素,可能會對最終結果產(chǎn)生巨大影響!至于Omega-3脂肪酸在ApoE4人群中防止認知退化的能力是強還是弱(相較于普通人),目前尚不清楚。
小科普>>>
ApoE4:載脂蛋白ApoE是血漿脂蛋白的重要組成成分,它參與調控許多生理功能。ApoE存在基因的多態(tài)性,主要分為E2,E3和E4三種異構體,而有研究指出,ApoE4是阿茲海默癥的風險基因之一[4]。
臨床研究 >>>
健康的老年人|DHA對健康老年人的作用是較微弱的。一項在55歲以上的健康老年人中開展的實驗表明,補充DHA(900mg/天)24個星期能顯著提高血漿DHA濃度,同時能顯著提高老年人情景記憶能力,但大腦控制能力和工作記憶能力并沒有顯著的提高。
癡呆的老年人|而在患有癡呆的老年人當中,Omega-3脂肪酸的療效主要體現(xiàn)在患輕度癡呆的人群當中。例如在瑞典開展的一個隨機雙盲對照實驗中,174名阿茲海默患者接受了為期六個月的Omega-3脂肪酸補充(1700mg DHA和600mg EPA/天)或安慰劑后,接受Omega-3脂肪酸補充的患者認知表現(xiàn)并沒有顯著的提高;但是,其中患有輕度認識障礙的患者中,服用Omega-3脂肪酸的患者認知退化有了明顯的改善。基于這點,研究者提出了Omega-3脂肪酸對于預防和治療早期阿茲海默癥或者說輕度認知障礙會更有效的觀點,即暗示認知障礙的程度可能與Omega-3脂肪酸的防治效果有關。
年老動物模型研究 >>>
伴隨老化而來的神經(jīng)性退化大部分是由慢性炎癥和神經(jīng)毒素所致。
大部分老鼠實驗使用促進炎癥和神經(jīng)毒素堆積的方法來模擬加速神經(jīng)退化,再喂給小鼠Omega-3脂肪酸補充劑,發(fā)現(xiàn)它們在水迷宮測試中的學習能力和表現(xiàn)較服用Omega-3脂肪酸之前有了明顯的提高。與此同時,海馬區(qū)域的長期增強作用也得到了恢復。
在神經(jīng)生理學方面,上述提及的DHA+EPA對各個年齡層的小鼠的背根神經(jīng)節(jié)的突觸增生都有促進作用。不僅如此,DHA+EPA更能恢復神經(jīng)老化常見的海馬區(qū)域齒狀回神經(jīng)發(fā)生的減弱。
在模擬阿茲海默的小鼠模型中,除了少數(shù)實驗例子外,大部分的實驗都給出有力的證據(jù)證明Omega-3脂肪酸能有效地防止認知功能障礙和神經(jīng)退行性病變。與之相反的,Omega-6脂肪酸則被發(fā)現(xiàn)能加重神經(jīng)系統(tǒng)退化。
通過以上的討論,我們可以簡單的總結一下現(xiàn)有的實驗結果(如下表):
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在不同年齡段的人群中,Omega-3脂肪酸對早期輕度神經(jīng)性退化的老年人的認知能力的提高效果最為明顯。而其對嬰幼兒和青壯年的作用需要設計更加嚴謹?shù)呐R床實驗來支持。
雖然臨床證據(jù)不足以對Omega-3脂肪酸在嬰幼兒認知能力中的作用下定論,保證足夠的嬰兒和孕婦DHA水平對嬰幼兒大腦的發(fā)育發(fā)展仍然十分的重要。
Omega-3脂肪酸對認知能力的影響還存在性別差異,并且攝入過量對認知能力還可能會起到反作用。
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參考文獻
[1] Luchtman, D. W., & Song, C. (2013). Cognitive enhancement by Omega-3 fatty acids from child-hood to old age: findings from animal and clinical studies. Neuropharmacology, 64, 550-565.
[2] 王維剛, 周嘉斌, 朱明莉, 萬穎寒, & 嚴惠敏. (2011). 小鼠動物實驗方法系列專題 (一)——Morris 水迷宮實驗在小鼠表型分析中的應用. 中國細胞生物學學報, 33(1), 8-14.
[3] Muldoon, M. F., Ryan, C. M., Yao, J. K., Conklin, S. M., & Manuck, S. B. (2014). Long-chain Omega-3 fatty acids and optimization of cognitive performance. Military medicine, 179(11 0), 95.
[4] WHAT APOE MEANS FOR YOUR HEALTH.
Link: https://www.alzdiscovery.org/cognitive-vitality/blog/what-apoe-means-for-your-health
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