Плазматическая мембрана клетки является той физической границей, которая отделяет внутреннее содержимое клетки от внешней среды, играя важную роль в осуществлении клеточных функций. Все те внешние стимулы, которые клетка воспринимает как информацию, должны либо проникать через мембрану, либо взаимодействовать с ней. Подобным же образом все воздействия клетки на окружающую среду либо передаются через мембрану, либо инициируются ею. Поэтому в мембране постоянно поддерживается строго определенный диапазон механических напряжений, электрических и химических потенциалов, необходимых для жизнеобеспечения клетки [1]. Основным структурным элементом мембран являются фосфолипиды, качественный состав которых во многом определяется внеклеточным окружением, и в конечном счете диетическими предпочтениями [2, 3]. Показано, что увеличение доли полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в пище оказывает положительный эффект как на молекулярном уровне, снижая уровень холестерина, так и на органном, предотвращая сердечно-сосудистые заболевания. В то же время, приём избыточного количества ПНЖК ассоциируется с увеличением маркеров перекисного окисления липидов, одним из способов снижения которого является приём витамина E в качестве универсального протектора плазматических мембран [4]. ПНЖК плазматических мембран также участвуют в процессах воспаления: арахидоновая кислота (АК) семейства омега-6, эйкозапентаеновая (ЭПК) и докозагексаеновая (ДГК) кислоты семейства омега-3 высвобождаются из мембран под действием фосфолипазы А2, а затем включаются в каскад ферментативных превращений с образованием медиаторов воспаления. Из АК образуются преимущественно провоспалительные эйкозаноиды, из ЭПК и ДГК могут образовываться противовоспалительные медиаторы – резольвины, марезины и протектины, – участвующие в разрешении воспалительного процесса [5-7].
В последнее время ученых заинтересовала защитная роль жирных кислот против коронавируса нового типа (SARS-CoV-2) и появились данные о возможных полезных эффектах омега-3 пищевых добавок у пациентов с COVID-19. Авторы осторожно заявляют о снижении риска неконтролируемого воспалительного процесса, предотвращении цитокинового шторма, снижении агрегации тромбоцитов и защитных эффектах для легочной ткани, вместе с тем отмечая недостаточную изученность вопроса дозирования омега-3 добавок у пациентов с COVID-19 [6, 7]. На небольшой выборке пациентов с подтверждённым диагнозом COVID-19 было установлено снижение риска смерти при значениях Омега-3 индекса выше 5,7 [8].
Согласно результатам исследований, проведенных под руководством Николаса Базана из Центра наук о здоровье при Луизианском государственном университете в США, описан новый класс биомолекул – элованоидов (ЭЛВ), которые синтезируются из ЭПК или ДГК посредством ферментативного удлинения углеводородной цепи [9]. Исследователи показали, что ЭЛВ могут блокировать проникновение вируса SARS-CoV-2 в клетки, в том числе за счет снижения экспрессии рецептора ACE-2, известного как входные ворота для SARS-CoV-2. В экспериментах на культуре альвеолярных клеток было также показано, что ЭЛВ могут синтезироваться из своих предшественников и выделяться в межклеточное пространство [10].
Эти данные свидетельствуют о защитной роли жирных кислот семейства омега-3 и необходимости уточнения режима дозирования биологически активных добавок (БАД) в терапевтических целях. Одним из наиболее распространённых индикаторов уровня омега-3 кислот является Омега-3 индекс эритроцитов. В ряде случаев для анализа используют пятна сухой крови и корректируют результат в пересчёте на эритроциты. Экспериментальные данные (Табл. 1) наглядно показывают, что состав жирных кислот омега-3 в эритроцитарной мембране может существенно различаться в зависимости от диетических предпочтений и при употреблении БАД омега-3, а такой показатель как Омега-3 индекс может быть недостаточно информативным. Видно, что при большой дозировке БАД омега-3 жирные кислоты вытесняют омега-6 в составе плазматической мембраны (см. показатели индекс АК:ЭПК и индекс Омега-6:Омега-3), что может сказываться на характере воспалительной реакции за счёт синтеза различных медиаторов воспаления. Учитывая разнообразие качественного и количественного состава БАД омега-3, лабораторный контроль эффективности их применения представляется целесообразным в период широкого распространения коронавирусной инфекции.
Таблица 1. Показатели жирных кислот в мембране эритроцитов у пациентов с разными диетическими предпочтениями (П1-П3) и на фоне приёма БАД омега-3 (П4-П5) [11]
|
Показатель |
Ед. изм. |
П1 |
П2 |
П3 |
П4 |
П5 |
|
Индекс омега-3 (ЭПК+ДГК) |
% |
1,7 |
2,5 |
6,6 |
9,4 |
14,3 |
|
Индекс омега-6 : омега-3 |
10,9 |
10,8 |
4,1 |
3,1 |
1,4 |
|
|
Индекс АК : ЭПК |
95 |
147,1 |
28,6 |
13,2 |
1,6 |
|
|
Жирные кислоты семейства омега-3 |
% |
3,6 |
4,15 |
9,15 |
13,05 |
17,61 |
|
В т.ч. Эйкозапентаеновая кислота (ЭПК) |
% |
0,2 |
0,2 |
0,6 |
1,6 |
6,5 |
|
В т.ч. Докозагексаеновая кислота (ДГК) |
% |
1,5 |
2,3 |
6 |
7,8 |
7,8 |
|
Жирные кислоты семейства омега-6 |
% |
38,81 |
44,38 |
37,55 |
40,49 |
25,19 |
|
В т.ч. Арахидоновая кислота (АК) |
% |
17,66 |
22,19 |
18,29 |
20,9 |
10,27 |
Литература
1. Maddy, A.H., Biochemical Analysis of Membranes. 1976, New York: Springer US. 30-53.
2. Spector, A.A. and M.A. Yorek, Membrane lipid composition and cellular function. Journal of lipid research, 1985. 26(9).
3. Dougherty, R.M., et al., Lipid and phospholipid fatty acid composition of plasma, red blood cells, and platelets and how they are affected by dietary lipids: a study of normal subjects from Italy, Finland, and the USA. The American Journal of Clinical Nutrition, 1987. 45(2): p. 443-455.
4. Jenkinson, A., et al., Dietary intakes of polyunsaturated fatty acids and indices of oxidative stress in human volunteers. European Journal of Clinical Nutrition, 1999. 53(7): p. 523-528.
5. Куликов, В.А. and И.Н. Гребенников, РЕЗОЛЬВИНЫ, ПРОТЕКТИНЫ И МАРЕЗИНЫ-НОВЫЕ МЕДИАТОРЫ ВОСПАЛЕНИЯ. ВЕСТНИК ВГМУ, 2012. 11(1): p. 25-30.
6. Hammock, B.D., et al., Eicosanoids: The Overlooked Storm in Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)? American Journal of Pathology, 2020. 190(9): p. 1782-1788.
7. Rogero, M.M., et al., Potential benefits and risks of omega-3 fatty acids supplementation to patients with COVID-19. Free Radical Biology and Medicine, 2020. 156: p. 190-199.
8. Asher, A., et al., Blood omega-3 fatty acids and death from COVID-19: A pilot study. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids, 2021. 166: p. 102250.
9. Bhattacharjee, S., et al., Elovanoids are a novel class of homeostatic lipid mediators that protect neural cell integrity upon injury. Science Advances. 3(9): p. e1700735.
10. Calandria, J.M., et al., Elovanoids downregulate SARS-CoV-2 cell-entry, canonical mediators and enhance protective signaling in human alveolar cells. Scientific Reports, 2021. 11(1).
11. Белов, Д.А., Нижник А.Н., Парамонов С.А., Выборочные результаты исследования "Омегаметрия развернутая". 2019. Неопубликованные данные.