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ω-3多不飽和脂肪酸對心律失常發(fā)生的影響及其機(jī)制

作者:小泥沙  來源:CPHI制藥在線
  2024-01-25
盡管目前尚不能解釋 ω-3PUFAs改善心律失常的確切機(jī)制,但許多研究顯示 ω-3PUFAs對室性心律失常、心源性猝死(SCD)以及房顫等有一定治療作用。

ω-3多不飽和脂肪酸對心律失常發(fā)生的影響及其機(jī)制

       ω-3多不飽和脂肪酸 (omega-3 polyunsaturated fatty acids,ω-3PUFAs) 包括二十碳五烯酸 (EPA )、二十二碳六烯酸(DHA) 和α-亞麻酸(alpha-1inolenicacid,ALA )。越來越多的證據(jù)表明ω-3多不飽和脂肪酸可影響室性心律失常和心臟猝死,最近的研究表明,其可能影響心房顫動(dòng)。ω-3PUFAs預(yù)防和治療室性心律失常的機(jī)制尚未完全闡明,可能的機(jī)制與抑制炎癥和氧化應(yīng)激、改善心肌細(xì)胞電重構(gòu)和心室結(jié)構(gòu)重構(gòu)及對自主神經(jīng)的影響等有關(guān)。體外研究證明,ω-3PUFAs可增加動(dòng)作電位閾值,降低心肌興奮性,在心肌缺血導(dǎo)致的心律失常或受損細(xì)胞尤其明顯。此外,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明,將 ω-3PUFAs摻入膜磷脂會(huì)改變膜微結(jié)構(gòu)域理化性質(zhì),并調(diào)節(jié)許多細(xì)胞功能,包括信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和離子通道動(dòng)力學(xué)改變在內(nèi)的許多細(xì)胞功能,具有潛在的抗炎和抗心律失常作用。

       1、抑制炎癥和氧化應(yīng)激

       ω-3PUFAs 能與調(diào)節(jié)基因表達(dá)的幾種核受體和轉(zhuǎn)錄因子相互作用從而調(diào)節(jié)各種炎癥途徑。ω-3PUFAs可以拮抗具有促炎作用的前列腺素E2 的形成,并減少核因子的激活。此外,ω-3PUFAs通過環(huán)氧合酶和脂氧合酶衍生的促炎癥消退遞質(zhì)以及EPA和DHA代謝產(chǎn)生的單環(huán)氧化物發(fā)揮抗炎作用。ω-3PUFAs可通過抑制活性氧(ROS),引起人核因子kB抑制蛋白(Ik-B)和人核因子KB(NF-KB)等轉(zhuǎn)錄因子的激活減少,從而致使促炎細(xì)胞因子如白介素8(IL-8)和腫瘤壞死因子(TNF-α)的下調(diào)。ω-3PUFAs還可下調(diào)粘附分子的表達(dá)、減少血管壁中巨噬細(xì)胞的募集、抑制n-6脂肪酸花生四烯酸產(chǎn)生前列腺素和白三烯等發(fā)揮抗炎作用。研究發(fā)現(xiàn)每天補(bǔ)充DHA和EPA 2.7g的人群,血漿C反應(yīng)蛋白、IL-6、IL-18和TNF-α濃度顯著降低,脂聯(lián)素濃度顯著增大。此外,研究發(fā)現(xiàn)ω-3PUFAs的抗炎機(jī)制與其衍生的特異性促分解介質(zhì)(SPM)有關(guān)。SPM可通過抑制粒細(xì)胞浸潤、刺激白細(xì)胞中細(xì)菌的吞噬作用和凋亡細(xì)胞的胞吐作用、激活巨噬細(xì)胞胞吐作用等一系列生物活 性發(fā)揮抗炎作用。

       2、改善心室肌細(xì)胞電重構(gòu)

       大多數(shù)單細(xì)胞電生理研究都揭示了ω-3PUFAs對離子電流的抑制,如快速鈉電流、超快速激活延遲外向鉀電流、快速激活延遲整流外向鉀電流和L型鈣電流。心室電重構(gòu)是室性心律失常發(fā)生的重要機(jī)制,既往研究表明ω-3PUFAs可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞除極與復(fù)極相關(guān)離子流發(fā)生改變,包括鈉離子電流、L-型鈣離子電流、鉀離子電流等。ω-3PUFAs可抑制Nav和Cav離子通道,但關(guān)于通道抑制機(jī)制的證據(jù)很少。一部分學(xué)者認(rèn)為 ω-3PUFAs可引起Nav和Cav離子通道的電壓依賴性(Gv)曲線向左偏移,增加興奮性,同時(shí)也可以引起穩(wěn)態(tài)失活曲線向左偏移,降低興奮性。而其穩(wěn)態(tài)失活曲線的變化往往大于Gv曲線的變化,因此,Nav和Cav通道通常被ω-3PUFAs抑制。研究認(rèn)為,ω-3PUFAs通過對電壓傳感器和孔域的靜電效應(yīng)激活I(lǐng)Ks通道,增加外向K+電流從而起到抗室性心律失常的作用。Ks電流中斷可導(dǎo)致最常見的先天性長QT間期綜合征(LQTS),研究報(bào)道,通過改變ω-3PUFAs的頭部基團(tuán)可以調(diào)整對IKs通道的功效,這樣可以開發(fā)出對IKs通道具有不同功效的ω-3PUFAs類似物,從而為有不同程度IKs通道功能障礙的LQTS患者提供更個(gè)性化的治療方法。此外,ω-3PUFAs的進(jìn)入與線粒體質(zhì)子泄漏呈正相關(guān),其通過脂質(zhì)運(yùn)輸或飲食干預(yù)增加線粒體DHA含量,增強(qiáng)質(zhì)子運(yùn)動(dòng)。

       3、改善心室心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)

       實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型表明ω-3PUFAs可能通過預(yù)防絲裂原激活的蛋白激酶激活、減少基質(zhì)金屬蛋白酶活性和連接蛋白再分布逆轉(zhuǎn)心房顫動(dòng)(房顫)介導(dǎo)的心房結(jié)構(gòu)變化??扇苄許T2是一種監(jiān)測炎癥和心肌纖維化的標(biāo)志物,通過監(jiān)測可溶性ST2可以反映心肌的纖維化程度,在一項(xiàng)雙盲、對照研究中,干預(yù)組每天服用ω-3PUFAs 2g 8周與對照組相比,ST2水平顯著降低。ω-3PUFAs的抗纖維化作用機(jī)制尚未完全清楚,一項(xiàng)隨機(jī)對照研究表明富含ω-3PUFAs的魚油飲食可以顯著降低心肌的纖維化。而且與對照組與糖尿病組相比,富含魚油飲食的糖尿病組的轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)和心臟P38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)顯著降低,說明 ω-3PUFAs可能通過TGF-β1/MAPK 信號(hào)通路預(yù)防心肌纖維化。有學(xué)者認(rèn)為,ω-3PUFAs抗纖維化與SPM有關(guān),SPM激活并加速Nrf2向細(xì)胞核的易 位,從而減少氧化應(yīng)激并對抗ROS/TGF-β1/Smad2/3促纖維化途徑。研究發(fā)現(xiàn),注射異丙 腎上腺素7天的大鼠C×43分布與定位明顯異常,免疫熒光結(jié)果顯示經(jīng) ω-3PUFAs治療60天 后與未經(jīng)治療組相比,顯著抑制了橫向分布的C×43,表明ω-3PUFAs顯著降低了異丙 腎上腺素誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞內(nèi)C×43的無序分布及其重塑。

       4、自主神經(jīng)功能

       有學(xué)者將132例腎移植患者隨機(jī)分為兩組,分別接受每天三粒 1g ω-3PUFAs膠囊和每天三粒1g橄欖油44周,觀察患者24h的心率變異性(HRV),以此來評估ω-3PUFAs對心臟自主神經(jīng)功能的影響,結(jié)果顯示與橄欖油組相比,ω-3PUFAs組的直立位低頻與高頻HRV顯著降低,其SDNN也較對照組增加,表明補(bǔ)充海洋ω-3PUFAs可能對自主神經(jīng)功能有益。研究112 名慢性透析患者隨機(jī)接受每天2g ω-3PUFAs或橄欖油3個(gè)月,結(jié)果顯示SDNN在ω-3PUFAs和對照組沒有明顯差異,但平均心率、SDNNi、rMSSD在ω-3PUFAs組顯著降低,表明ω-3PUFAs對心臟的迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)有所改善。

       盡管目前尚不能解釋 ω-3PUFAs改善心律失常的確切機(jī)制,但許多研究顯示 ω-3PUFAs對室性心律失常、心源性猝死(SCD)以及房顫等有一定治療作用(例如,其可以減輕炎癥和纖維化,影響自主神經(jīng)張力和心率,延長心房和肺靜脈細(xì)胞的不應(yīng)期)。雖然 ω-3PUFAs是一種必需脂肪酸,是細(xì)胞膜的重要組成部分,但 ω-3PUFAs在細(xì)胞膜和心房細(xì)胞膜中能夠發(fā)揮保護(hù)作用的有效劑量可能較窄且只在特定條件下起效。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,ω-3PUFAs與房顫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)之間存在U型曲線關(guān)系。此外,ω-3PUFAs可能在房顫的早期階段,尤其是在心房發(fā)生高級(jí)重構(gòu)之前更有效。雖然 ω-3PUFAs在減少術(shù)后房顫方面的應(yīng)用仍有爭議,但其可以縮短住院時(shí)間、重癥監(jiān)護(hù)室住院時(shí)間,減少術(shù)后并發(fā)癥。此外,ω-3PUFAs具有強(qiáng)大的電生理作用,可抑制各種離子通道和鈣調(diào)節(jié)蛋白。然而,臨時(shí)使用與離子通道直接結(jié)合,長期服用整合入細(xì)胞膜,通過改變細(xì)胞膜特性間接作用,所以具有截然不同的電生理作用。

       雖然有強(qiáng)有力的流行病學(xué)證據(jù)表明 ω-3PUFAs攝入量與心源性死亡率呈負(fù)相關(guān),并且先前的臨床預(yù)防試驗(yàn)結(jié)果非常令人鼓舞,但最近的研究未能證實(shí)這些早期研究,即未發(fā)現(xiàn) ω-3PUFAs與SCD相關(guān)。事實(shí)上,一些研究表明 ω-3PUFAs升高了心絞痛患者的死亡率,并且在局部心肌缺血離體豬心臟和SCD犬模型中反而升高了惡性心律失常發(fā)生率。但 ω-3PUFAs可以抑制心力衰竭患者和動(dòng)物模型心肌細(xì)胞去極化后的延遲,并阻止觸發(fā)活動(dòng)。 因此,ω-3PUFAs既可促進(jìn)心律失常,也可抗心律失常,這取決于潛在的心律失常機(jī)制。

       參考資料

       [1]鄒海,賀西淦,陳臻瑤,等.ω-3多不飽和脂肪酸防治心律失常臨床研究進(jìn)展[J].醫(yī)藥導(dǎo)報(bào), 2023, 42(11):1704-1710.

       [2]張志遠(yuǎn),李烽,錢玲玲,等.n-3多不飽和脂肪酸對室性心律失常發(fā)生的影響及其機(jī)制[J].中國心臟起搏與心電生理雜志, 2023.

       [3]藍(lán)云鋒,李泱.Omega-3多不飽和脂肪酸抗心律失常作用及其機(jī)制研究進(jìn)展[J].中華老年多器官疾病雜志, 2014, 000(004):304-308.

       作者簡介:小泥沙,食品科技工作者,食品科學(xué)碩士,現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司,從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。

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