CC BY
298
УДК 664.34
Баланс полиненасыщенных жирных кислот в питании
Л.В. Зайцева, д-р техн. наук Корпорации «СОЮЗ» А.П. Нечаев, д-р техн. наук, профессор ^ Московский государственный университет пищевых производств
В настоящее время не вызывает сомнений тот факт, что рацион питания человека оказывает огромное влияние на состояние его здоровья, продолжительность жизни и репродуктивную способность. Причем нарушение пищевого статуса в наибольшей степени оказывает влияние на развитие сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Именно на эти заболевания приходится наивысший процент смертности во всем мире, в том числе и в России [1].
В последние годы практически все ученые пришли к единому мнению, что основную роль в росте количества алиментарно-зависимых заболеваний сыграло кардинальное изменение питания человека за последние 100-150 лет. Дело в том, что спонтанные мутации в ДНК составляют примерно 0,5 % за миллион лет. Таким образом, за прошедшие 10000 лет в наших генах произошли изменения на уровне 0,005 %, а питание сильно изменилось.
Питание современного человека характеризуется:
• увеличением потребления калорий при снижении затрат энергии;
• увеличением потребления общих жиров при снижении потребления
полиненасыщенных жирных кислот семейства омега-3;
• снижением потребления сложных углеводов и пищевых волокон при значительном увеличении потребления сахара и простых углеводов;
• увеличением потребления зерновых при снижении потребления фруктов и овощей;
• снижением потребления белков, антиоксидантов и кальция.
Анализ питания человека с древних времен и до наших дней позволил установить, что сильные изменения произошли как в количественном, так и в качественном составе присутствующих в диете жиров (рис. 1) [2].
Увеличилось потребление общих жиров, что коррелирует с увеличением потребления насыщенных жиров. В последние 70-80 лет также катастрофически возросло потребление трансизомеров жирных кислот. Их негативное влияние на организм человека является доказанным фактом, в связи с чем Всемирной Организацией Здравоохранения рекомендовано снизить уровень их потребления до 1 % от суточной калорийности дневного рациона, как это
Периоды:
охоты и собирательства | земледельческий | индустриальный
40
5 30
ср ^
И О 20
10-
0
витамин С
общие жиры
насыщенные
600
100
30
10
0
-4х106 -10,000 1,800 1,900 2,000
Годы
Рис. 1. Гипотетическая схема потребления жиров, жирных кислот и витаминов Е и С с древних времен и до настоящего времени
было до внедрения в XX в. в широком масштабе технологии гидрогенизации растительных масел [3]. Также за этот период значительно сократилось потребление жирных кислот семейства омега-3 при некотором увеличении потребления кислот семейства омега-6, что привело к изменению баланса между ними. Снизилось потребление витаминов С и Е, обладающих антиоксидантным действием.
В настоящее время наибольший вклад в смертность от алиментарно-зависимых заболеваний вносят сердечно-сосудистые заболевания, поэтому предотвращение риска возникновения и развития этих заболеваний является первостепенной задачей не только медицины, но и диетологии. Долгое время считалось, что основной причиной сердечнососудистых заболеваний является потребление повышенных количеств холестерина и насыщенных жиров. Многочисленные исследования, проведенные в последние годы, доказали, что высокий уровень холестерина - не единственный и далеко не главный фактор, ответственный за развитие инфаркта миокарда. Было показано, что высокий уровень холестерина не является фактором риска для возникновения атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний для женщин, людей старше 50 лет, диабетиков, людей уже перенесших сердечно-сосудистые заболевания, людей с почечной недостаточностью. Также установлено, что в момент сердечного приступа пациенты с низким содержанием холестерина в крови были более подвержены смертельному исходу, чем с высоким содержанием [4]. Люди с низким содержанием холестерина в крови также более подвержены онкологическим заболеваниям, чем с высоким содержанием холестерина и наследственной ги-перхолестериномией [5].
Проведенные многочисленные исследования по влиянию потребления насыщенных жиров на риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и внезапной смертности от них также не позволили установить явной зависимости. Но было достоверно установлено, что замена насыщенных жиров на жиры, богатые омега-3 жирными кислотами, однозначно снижает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний [6], при этом огромное значение имеет соотношение между омега-6 и омега-3 полиненасыщенными жирными кислотами. Данные по влиянию потребления полиненасыщенных жирных кислот и баланса между
их различными группами были представлены на проходившем в октябре 2008 г. в Женеве конгрессе Международного общества Нутриге-нетики/Нутригеномики [7]. Мы постарались в своей статье коротко осветить результаты конгресса.
В 1984 г. была проведена серия исследований по изучению рациона питания жителей о. Крит (живут дольше японцев) с установлением взаимосвязи между соотношением в диете омега-6 и омега-3 жирных кислот и высокой продолжительностью жизни островитян. Оказалось, что в диете жителей о. Крит оно составляет 2:1 (см. таблицу). Дальнейшие исследования показали, что у японцев, живущих в среднем чуть меньше (83 года), оно составляет 4:1; тогда как в США оно составляет около 17:1 (на 30-м месте по продолжительности жизни - 78 лет), а в Восточной Европе и Скандинавии около 20:1 при значительно более низких уровнях продолжительности жизни.
Пища
Линолевая кислота 18:2 п-6 о-Линоленовая кислота 18:3 п-3
у-Лииопеновая кислота 18:3 п-6
| Л-в-де с а ту раза
О ктаде катет рае новая кислота 18:4 п-3
■ Дигомо-у-линоленовая кислота 20;3л-6
^ Л-5-десатураза
Арахм доновая кислота 20:4 п-6
Эйкозотетраеновая кислота 20:4 п-3
Эикозопентаеновая кислота 20:5 п-3
1 Г
Адреновая кислота 22:4 п-6
Простоглан-ДИНЫ 2 серии I "
леикотриены Докозопентаеновая 5 серии кислота
р-окисление
I
:вНС
:5п-
I
Докозопентаеновая кислота 22:5 п-3
22:5 п-6
Простогл а н дины 2 серии
р-окисление i
Ц и к л ф е р м а н тат и вн ы х реакции
Докозогексаеновая кислота 22:6 п-3
Простота мдины 3 серии Леи и игр лены 5 серии
Рис. 2 .Элонгация и десатурация омега-6 и омега-3 жирных кислот
Баланс омега-6 : омега-3 жирных кислот в различных популяциях
У гренландских эскимосов, имеющих самый низкий показатель смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в мире, а также низкий уровень заболеваний ишемической болезнью сердца, астмой, диабетом 1-го типа, склерозом, онкологией, ревматоидным артритом, псориазом при самой высокой продолжительности жизни, отмечено высокое потребление омега-3 жирных кислот за счет потребления эйкозопентаено-вой (ЭПК) и докозогексаеновой (ДГК) кислот при соотношении оме-га-6 к омега-3 жирным кислотам, равным практически 1. Эти исследования позволили по-новому взглянуть на роль различных групп жирных кислот в питании человека и их влиянии на риск развития сердечнососудистых заболеваний.
Полиненасыщенные жирные кислоты называются эссенциальными или незаменимыми. Они необходимы для нормальной жизнедеятельности организма человека, но при этом не синтезируются ни в организ-
ме человека, ни в организме других млекопитающих и должны поступать с пищей. Входя в состав фосфолипи-дов клеточных мембран, полиненасыщенные жирные кислоты обеспечивают им определенную пластичность и создают необходимый мат-рикс для функционирования ферментов. Недостаток полиненасыщенных жирных кислот приводит к изменению жирнокислотного состава клеточных мембран и тканей, вызывающему нарушение их функциональной стабильности, что проявляется в снижении устойчивости к повреждающему воздействию и увеличению их проницаемости для чужеродных веществ. Это в конечном итоге ведет к возникновению различных заболеваний сердечно-сосудистой системы, а также ожирения, сахарного диабета, воспалительных процессов, доброкачественных опухолей, рака.
Практически все природные ненасыщенные жирные кислоты имеют цис-конфигурацию относительно двойной связи (остатки жирной кислоты расположены по одну сторону от двойной связи). В зависимости от расположения двойной связи от конечной метильной группы (-СН3) они подразделяются на ряд семейств (омега-3, омега-6 и омега-9). Наибольшее влияние для нормального протекания метаболических процессов имеют кислоты семейств омега-3 и омега-6. К кислотам семейства омега-6 относятся линолевая и ара-хидоновая кислоты. К кислотам семейства омега-3 относятся а-лино-
леновая кислота, ЭПК и ДГК. Линолевая кислота содержится практически во всех растительных маслах, тогда как а-линоленовая кислота присутствует в значимых количествах в льняном и конопляном маслах, масле чиа и канолы (безэруко-вый гибрид рапсового масла), соевом масле, масле грецкого ореха, а также рыжиковом и горчичном маслах. Источниками длинноцепо-чечных полиненасыщенных жирных кислот (ЭПК; ДГК) являются жиры рыб, в особенности морских. При этом клетки млекопитающих и человека не способны конвертировать омега-6 в омега-3 жирные кислоты.
Из линолевой и а-линоленовой жирных кислот в организме могут далее синтезироваться полиненасыщенные жирные кислоты с 20 и 22 атомами углерода. Линолевая кислота метаболизируется в арахидоно-вую (20:4 ю-6), а а-линоленовая кислота в ЭПК (20:5 ю-3) и ДГК (20:6 ю-3) (рис. 2). Но эти процессы протекают очень медленно [8].
Между полиненасыщенными жирными кислотами семейств ю-3 и ю-6 существует соревнование за ферменты, ответственные за образование двойных связей (десатуразы) и удлинение цепи (элонгазы). При высоком потреблении омега-6 жирных кислот замедляются процессы деса-турации и элонгации а-линоленовой кислоты [9]. Основной фермент Д-6 десатураза присутствует в организме в небольшом количестве, с возрастом его содержание еще больше
Популяция Соотношение
ш-б:ш-3
Гренландия 0,90-1,00
Греция до 1960 г. 1,00-2,00
Современная Япония 4,00
Современная Англия
и Северная Европа 5,00
Современные США 1б,74
Современная Индия,
города 38-50
200
[] 150
и
100
и 50
cljjaJÉ
Горе жане Квебека
у ндейць Кеебеч ни мое ы Квебек а
Япония^ Гренландия - - -
50
к>-6 в ПНЖК, %
Рис. 3. Взаимосвязь между содержанием омега-6 жирных кислот в общей сумме полиненасыщенных жирных кислот и смертностью от ишемической болезни сердца
снижается [8]. У недоношенных младенцев, людей с повышенным давлением или страдающих диабетом, способность синтеза ЭПК и ДГК из а-линоленовой кислоты снижена катастрофически [7]. В свою очередь потребляемые с пищей трансизомеры жирных кислот препятствуют десату-рации и элонгации жирных кислот обоих семейств, что снижает количество доступных для метаболизма ара-хидоновой кислоты, ЭПК и ДГК [8].
Арахидоновая и ЭПК далее участвуют в образовании эйкозонои-дов, гормоноподобных веществ, регулирующих работу мочеполовой, сердечно-сосудистой, дыхательной, иммунной и нервной систем, желудочно-кишечного тракта. ЭПК и а-линоленовая кислота в составе три-ацилглицеринов, эфиров холестерина и фосфолипидов, также участвуют в образовании мембран клеток. ДГК преобладает в фосфолипи-дах мембран, а также коре головного мозга, сетчатке глаза, яичниках и сперме [10].
Установлено, что эйкозоноиды из арахидоновой кислоты обладают биологической активностью при их присутствии в очень незначительных количествах. Если они образуются в больших количествах, что обусловлено преобладанием в диете омега-6 жирных кислот и как это имеет место в питании россиян, то они вносят вклад в образование тромбов и жировиков, способствуют протеканию аллергических реакций и воспалительных процессов, пролиферации клеток (опухолевые образования) [7].
В настоящее время доказано, что в развитие сердечно-сосудистых заболеваний в большей степени вносит вклад не высокое потребление холестерина и насыщенных жиров, а повреждение кровеносных сосудов, вызванное различными факторами, например стрессом или инфекционными заболеваниями. Сердечно-сосудистые заболевания и ишемическая болезнь сердца связаны с образованием воспалительных бляшек на коронарных и церебральных артериях, что провоцирует ишемический тромбоз, сердечную аритмию и смерть. В развитии атеросклероза основная роль также отводится воспалительному процессу, протекающему в стенках артериальных сосудов [7]. Установлено, что эти процессы усиливаются избыточным образованием ю-6-эйкозонои-дов по сравнению с ю-3-эйкозонои-дами.
Также высокое содержание оме-га-6 жирных кислот в диете ведет к повышению их концентрации в ли-попротеинах низкой плотности (ЛПНП), что делает их более доступными для окисления. Повышенная чувствительность ЛПНП к окислению
0
35
30
25
20
15
10
0
100 150 200 250 300 350 Содержание 1 холестерина в сыворотке, мг/мл
Рис. 4. Зависимость смертности от ишемической болезни сердца и содержания холестерина в сыворотке и омега-6 жирных кислот в тканях человека
5
связана с развитием ишемическои болезни сердца и атеросклероза. При этом клинические испытания показали, что потребление омега-3 жирных кислот способствует предотвращению развития ишемической болезни сердца [7].
Было установлено, что с ростом содержания омега-6 жирных кислот в полиненасыщенных жирных кислотах тканей человека растет смертность от сердечно-сосудистых заболеваний (1 чел/100000). Люди, в полиненасыщенных жирных кислотах тканей которых содержалось более 50 % омега-6 жирных кислот, имели большую предрасположенность к сердечно-сосудистым заболеваниям, чем те, у которых это содержание было менее 50 % (рис. 3).
Дисбаланс содержания в различных группах полиненасыщенных жирных кислот в тканях обусловлен дисбалансом питания. Таким образом, соблюдение определенного соотношения омега-6 и омега-3 жирных кислот в ежедневной диете является успешным механизмом предотвращения развития сердечно-сосудистых заболеваний.
Установлено, что преобладание омега-3 жирных кислот в полиненасыщенных жирных кислотах в диете (более 50 %) приводит к снижению содержания холестерина в крови (рис. 4). При этом высокое содержание холестерина в крови не приводит к смерти, если количество оме-га-3 жирных кислот превышает количество омега-6 жирных кислот в общей сумме полиненасыщенных жирных кислот.
Установлено, что преобладание омега-6 жирных кислот в питании способствует не только увеличению риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, но также психиатрическим отклонениям, иммунодефициту, развитию раковых опухолей [7].
С другой стороны, высокое потребление омега-3 жирных кислот помимо снижения риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний повышает познавательные функции, снижает риск развития слабоумия, развивает ассоциативную память, способствует поднятию настроения, хорошего самочувствия и энергичности, воздействует на нормализацию работы центральной нервной системы [7].
Показано, что для преодоления 97 % различных патологий, вызванных имеющимся в мире дефицитом в омега-3 жирных кислотах, их потребление должно составлять не менее 60 % от суммы полиненасыщенных жирных кислот при 15 %-ном
содержании ЭПК и ДГК от всех полиненасыщенных жирных кислот [11].
На основании данных, представленных на конгрессе, для предотвращения развития сердечно-сосудистых и других алиментарно-зависимых заболеваний было рекомендовано [7]:
• общее потребление насыщенных жиров снизить до 8 % от суточной калорийности рациона;
• полностью исключить потребление трансизомеров жирных кислот в составе гидрированных жиров;
• холестерина потреблять не более 300 мг/день;
• увеличить потребление полиненасыщенных жирных кислот до 12 % от суточной калорийности рациона;
• стремиться, чтобы баланс омега-3 к омега-6 жирных кислот имел бы соотношение 1:1;
• увеличить потребление пищевых волокон при снижении потребления сахаров и очищенных углеводов до 5 % от суточной калорийности рациона.
Приведенные научные исследования доказывают необходимость не только повышения уровня потребления полиненасыщенных жирных кислот в целом, но и существенного увеличения доли потребления оме-га-3 жирных кислот для снижения количества алиментарно-зависимых заболеваний. Для удовлетворения потребности в полиненасыщенных
жирных кислотах этого семейства рекомендуется потреблять жирную морскую рыбу не менее двух порций в неделю. Однако с учетом цены, а также наличия аллергии у отдельных индивидуумов на этот продукт, возрастает роль производителей пищевой продукции в обеспечении населения омега-3 жирными кислотами. Перспективным объектом обогащения является вся масложировая продукция, в особенности майонезы и спреды, а также хлебобулочные и мучные кондитерские изделия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мировая статистика здравоохранения // Публикация ВОЗ, 2010. -177 с.
2. Hawks, J. Recent acceleration of human adaptive evolution / J. Hawks [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA . -2007. - Vol. 104. - P. 20753-20758.
3. Eaton, S.B. Paleolithic nutrition. A consideration of its nature and current implications / S.B. Eaton, M.J. Konner // N. Engl. J. Med. - 1985. - Vol. 312. -P. 283-289.
4. Benatti, P. Polyunsaturated fatty acids: biochemical, nutritional and epigenetic properties / P. Benatti, G. Poluso, R. Nicolai, M. Calvani // J. Am. Coll. Nutr. - 2004. - Vol. 23. - P. 281302.
5. Simopoulos, A.P. Genetic variation and evolutionary aspects of diet / A.P.
Simopoulos // Antioxidants in nutritions and health. - Boca Raton: CRC Press, 1999. - P. 65-88.
6. Зайцева, Л.В. Трансизомеры жирных кислот: история вопроса, актуальность проблемы, пути решения / Л.В. Зайцева, А.П. Нечаев, В.В. Бессонов. - М.: ДеЛи плюс, 2012. - 56 с.
7. A balanced omega-6/omega-3 fatty acids ratio, cholesterol and coronary heart disease: World review of nutrition and dietetics. Vol. 100 / Ed.: A.P. Simopoulos, F. De Meester. -Basel: KARGER, 2009. - 125 р.
8. De Gomez Dumm, I.N.T. Oxidative desaturation of alpha-linolenic, linoleic and stearic acids by human liver microsomes / I.N.T. de Gomez Dumm, R.R. Brenner // Lipids. - 1975. -Vol. 10. - P. 315-317.
9. Indu, M. N-3 fatty acids in Indian diets - comparison of the effects of precursor (alpha-linolenic acid) vs product (long chain polyunsaturated fatty acids) / M. Indu, Ghafoorunissa // Nutr. Res. - 1992. - Vol. 12. - P. 569582.
10. Simopoulos, A.P. Omega-3 fatty acids in inflammation an autoimmune diseases / A.P. Simopoulos // Am. J. Clin. Nutr. - 2002. - Vol. 21. -P. 1090-1097.
11. Hibbeln, J.R. Healthy intakes of n-3 and n-6 fatty acids: estimations considering worldwide diversity / J.R. Hibbeln [et al.] // Am. J. Clin. Nutr. -2006. - Vol. 83. - P. 1483S-1493S.
Баланс полиненасыщенных жирных кислот в питании Ключевые слова
полиненасыщенные жирные кислоты; соотношение омега-3 и омега-6 жирных кислот; сердечно-сосудистые заболевания
Реферат
Приведенные научные исследования доказывают необходимость не только повышения уровня потребления полиненасыщенных жирных кислот в целом, но и существенного увеличения доли потребления омега-3 жирных кислот для снижения количества алиментарно-зависимых заболеваний. Для удовлетворения потребности в полиненасыщенных жирных кислотах этого семейства рекомендуется потреблять жирную морскую рыбу не менее двух порций в неделю. Однако с учетом цены, а также наличия аллергии у отдельных индивидуумов на этот продукт, возрастает роль производителей пищевой продукции в обеспечении населения омега-3 жирными кислотами. Перспективным объектом обогащения является вся масложировая продукция, в особенности майонезы и спреды, а также хлебобулочные и мучные кондитерские изделия.
Авторы
Зайцева Лариса Валентиновна, д-р техн. наук, Корпорация «СОЮЗ», 105062, Москва, Подсосенский пер, д. 21. Нечаев Алексей Петрович, д-р техн. наук, профессор, Московский государственный университет пищевых производств, 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, [email protected]
Balance of Polyunsaturated Fatty Acids in the Nutrition Key words
polyunsaturated fatty acids; ratio of omega-3 and omega-6 fatty acids; cardiovascular diseases
Abstracts
These scientific studies demonstrate the need not only to increase the level of consumption of polyunsaturated fatty acids in general, but also a substantial increase in the share of consumption of omega-3 fatty acids to reduce the amount of nutrition-related diseases. To meet the demand for of polyunsaturated fatty acids in this family is recommended to consume oily fish at least two servings per week. However, given the prices and the availability of allergies in some individuals on this product, the role of food producers in the provision of omega-3 fatty acids. Promising target enrichment is all fat products, especially mayonnaise and spreads, as well as bakery and pastry.
Authors
Zaytseva Larisa Valentinovna, Doctor of Technical Science,
Corporation «SOYUZ»,
21, Podsosenskiy Pereulok, Moscow, 105062.
NechaevAlexey Petrovich, Doctor of Technical Science, Professor,
Moscow State University of Food Production,
11, Volokolamskoye Shosse, Moscow, 125080, [email protected]
