期數:台中市糖尿病共同照護學會季刊 第65期
作者:國軍花蓮總醫院家庭醫學科 陳杰 醫師
出版日期:2023-03
摘要
Omega-3脂肪酸人體無法自行製造，必需從飲食中攝取；人體所需的Omega-3脂肪酸有三種：α-亞麻酸（ALA）、二十二碳六烯酸（DHA）與二十碳五烯酸（EPA）。目前文獻認為Omega-3脂肪酸無法預防或治療糖尿病或心臟病，但是對於體內的胰島素阻抗及三酸甘油脂有改善的功效；肥胖會導致胰島素阻抗，這部分是導致代謝症候群的發生機制之一，許多動物實驗研究均證實長鏈omega-3多元不飽和脂肪酸(n-3 PUFA)對促進胰島素敏感性是有助益的；Omega-3 PUFA能抑制核轉錄因子kappa B (NFκB)，NFκB是發炎細胞因子(cytokine)中基因表達的關鍵轉錄因子；但研究也指出omega-3多元不飽和脂肪酸對改善第2型糖尿病患的腎臟內皮細胞功能、高血壓等並無幫助。
關鍵詞：代謝異常、糖尿病、胰島素阻抗、心血管疾病、長鏈omega-3多元不飽和脂肪酸、血糖異常。Keywords: metabolic disorders; diabetes mellitus; insulin resistance; cardiovascular disease; long-chain omega-3 polyunsaturated fatty acids; dysglycemia.
前言：
第2型糖尿病是一種以慢性高血糖為特徵的代謝性疾病，根據估計全世界的罹病率將從2000年的1.71億上升到2030年的3.66億人[1]。Omega-3脂肪酸可以改善糖尿病患的臨床情況，如葡萄糖耐受性、血清三酸甘油脂、高密度脂蛋白膽固醇(HDL)、調節前列腺素生產等[1-2]，魚油(或亞麻仁油)對代謝異常患者像是：第2型糖尿病，雖然長鏈omega-3多元不飽和脂肪酸(n-3 PUFA)的抗發炎作用，和降低三酸甘油酯的特性臨床上已經很明確，但omega-3在人類中對抗肥胖的作用和抗代謝症候群的效果仍有爭議[2]；n-3 PUFA可能改善身體組成，和抑制與肥胖相關的代謝變化的機制包括：調節脂質的代謝過程，調節脂肪激素如脂聯素(adiponectin)和瘦素(leptin)等，減輕脂肪組織造成的發炎反應；魚油中的Omega-3脂肪酸中的DHA(docosahexaenoic acid)與EPA(eicosapentaenoic acid)是人體無法自行製造，得靠飲食中來補充：魚類(魚油)、亞麻仁油、種子類、堅果等食物都含有Omega-3脂肪酸，而n-3 PUFA補充劑的抗發炎特性，來自於誘導脂肪細胞的脂聯素(adipocyte adiponectin)產生增加；此外，研究認為對於健康族群補充魚油並不能提升胰島素敏感性，但是對於亞健康族群像是代謝症候群患者，補充魚油可以增加胰島素敏感性[3]。
代謝異常的定義：
代謝異常一般稱為代謝症候群（Metabolic syndrome, MetS），包含一些慢性疾病的前期如：高血壓、冠心症、糖尿病、血脂異常、肥胖及痛風等，有研究指出胰島素阻抗及高胰島素血症都和代謝異常密切相關[4]。血液循環中有過多的游離脂肪酸，這些脂肪酸來自於脂肪組織，在肌肉抑制胰島素作用，減少肌肉對血中葡萄糖的利用，而促使體內血糖上升；而血中過多的葡萄糖會造成胰臟代償性分泌更多的胰島素，來代償組織產生的胰島素阻抗作用。因此高胰島素血症與血液中游離脂肪酸升高便導致全身性的發炎反應，除了血脂異常與高血壓，最後也會導致動脈粥狀硬化、心肌梗塞與缺血性腦中風等，與脂肪肝及糖尿病等代謝性疾病[5]。國民健康署對代謝症候群的定義為下列五項危險因子中，若包含三項或以上者即可判定為代謝症候群：
| 臺灣目前代謝症候群版本 | |
| 危險因子 | 異常值 |
| Central obesity | 腰圍(waist)： 男性≧90 cm；女性≧80 cm |
| 血壓(BP)上升 | SBP ≧130 mmHg / DBP ≧85 mmHg |
| HDL-C過低 | 男性<40 mg/dl；女性<50 mg/dl |
| 空腹血糖 | FG≧100 mg/dl |
| 三酸甘油脂 | TG≧150 mg/dl |
討論
1.代謝異常治療：
體內尤其內臟周圍過多的脂肪組織會產生游離脂肪酸，導致胰島素阻抗，因此減重是改善代謝症候群的重要關鍵因素，規律身體活動除了提升胰島素的敏感性，改善血糖、血壓與血脂之外，亦能提升高密度脂蛋白(HDL-C)[6]；Omega-3脂肪酸在代謝中會傾向於合成抑制發炎以及抑制凝血的荷爾蒙，也可能抑制免疫系統，因此對於免疫力低下或凝血功能不全的患者，可能會提高感染或出血的風險。美國心臟協會表示Omega-3脂肪酸的營養保健食品可以降低心臟病風險，但新的研究證實對於第2型糖尿病患或是糖尿病前期患者，補充Omega-3不飽和脂肪酸並不會降低患者的死亡率或是缺血性心臟病及缺血性中風的風險[6-7]。雖然Omega-3脂肪酸無法改善糖尿病患者體內的醣類、蛋白質代謝異常，但因為代謝異常患者會使脂肪酸脂解酶活性下降進而造成三酸甘油脂上升，Omega-3脂肪酸剛好有降低三酸甘油脂的好處[8]。
2.其他多元不飽和脂肪酸家族
脂肪酸是三酸甘油脂(TG)或磷脂的衍生物，為人體主要的能量供應來源之一，一旦經過代謝便能產生能量供應重要器官的細胞使用，各類細胞不是利用葡萄糖便是利用脂肪酸來運作；如心臟和骨骼肌肉細胞利用脂肪酸，腦神經細胞則需要葡萄糖或酮體，酮體是脂肪的代謝產物；Omega-3多元不飽和脂肪酸具有對抗發炎的效果，並強化大腦及提升記憶，同時也是保護人體神經系統健康的營養成分之一[9]。當Omega-3脂肪酸和Omega-6脂肪酸以適當比例存在人體中時，才能發揮正常的免疫作用。Omega-3(ω-3)與Omega-6(ω-6)脂肪酸一樣都是屬於脂肪。 不飽和脂肪酸(Unsaturated fatty acid)常溫下為液態，單元不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acids；MUFA)如：Omega-9；多元不飽和脂肪酸酸 (polyunsaturated fatty acids；PUFA)如：Omega-3及Omega-6；常見的Omega-6脂肪酸包含亞麻油酸(Linoleic acid)、γ-linolenic acid (GLA)、花生四烯酸(Arachidonic acid)等，存在於堅果、麥片、肉類、芥花籽油、葵花籽油、玉米油、花生油、大豆油等植物油當中；美國心臟協會建議omega3與omega-6脂肪酸的攝取比例最理想是1:1[10]。
但是攝取過多的ω-6多元不飽和脂肪酸會導致花生四烯酸(Arachidonic acid, AA)含量較多的細胞在受到刺激後，體內開始促進發炎反應，會從細胞膜向外釋放出花生四烯酸(AA)，在各種酵素影響下逐漸轉變成引起發炎作用的介質；此時身體反而容易產生全身性發炎反應，且會提高心血管疾病與糖尿病的風險。人體藉由ALA (linolenic acid,α-亞麻酸)作為前驅物，在體內合成EPA和DHA，而後經由腸道吸收後在小腸形成乳糜微粒並運輸至肝臟，進入血液循環可以抑制花生四烯酸產生的發炎反應；根據2010年美國心臟協會的建議，每日攝取1公克的ω-3多元不飽和脂肪酸，可有助於維護心血管的健康[10-11]。
3.全身發炎反應
近年來有關第2型糖尿病的研究發現，全身的慢性發炎反應，可能是導致胰島素阻抗的關鍵之一，當細胞激素(cytokine)隨著血液流遍全身就會引起全身性的慢性低度發炎，並促進細胞的胰島素阻抗性導致肌肉與脂肪的胰島素阻抗，傷害肌肉與胰臟、肝臟等內臟器官的功能；肝臟發炎時更會引起激烈的胰島素阻抗反應，由於肝臟囤積許多脂肪，會使得胰島素阻抗更嚴重，甚至導致脂肪肝產生。身體其他的慢性發炎也會提高罹患第2型糖尿病的風險包括：牙周病、慢性腎病變、自體免疫疾病等，平時多攝取有助於抗發炎的食物，能減少全身發炎所導致的胰島素阻抗作用[12]。
結語
糖尿病是一種代謝性異常的慢性疾病，是由於體內胰島素相對或絕對的缺乏，或是肌肉或脂肪組織對於胰島素產生阻抗性，對攝取的澱粉(糖類)的利用能力下降，甚至完全無法利用而造成高血糖，同時造成糖類、脂質及蛋白質代謝異常的疾病，也使肌肉質量下降及肌力減弱，最終可能合併肌少症[13-14]。Omega-3脂肪酸可以增加肝臟、脂肪組織和骨骼肌的脂肪酸氧化，從而限制這些組織中的脂肪儲存，Omega-3 PUFA同時也減少促進發炎反應的脂肪因子(adipokines)產生和釋放；在骨骼肌中n-3 PUFA可以促進蛋白質生合成，這些機制都有助於改善糖尿病患者的身體內分泌與代謝。
參考文獻
1.Chen C, Yang Y, Yu X, Hu S, Shao S. Association between omega‐3 fatty acids consumption and the risk of type 2 diabetes: A meta‐analysis of cohort studies. Journal of diabetes investigation 2017; 8(4): 480-8.
2.Gao H, Geng T, Huang T, Zhao Q. Fish oil supplementation and insulin sensitivity: a systematic review and meta-analysis. Lipids in health and disease 2017; 16(1): 1-9.
3.Calder PC, Yaqoob P. Understanding omega-3 polyunsaturated fatty acids. Postgraduate medicine 2009; 121(6): 148-57.
4.Simopoulos AP. Dietary omega-3 fatty acid deficiency and high fructose intake in the development of metabolic syndrome, brain metabolic abnormalities, and non-alcoholic fatty liver disease. Nutrients 2013; 5(8): 2901-23.
5.Lepretti M, Martucciello S, Burgos Aceves MA, Putti R, Lionetti L. Omega-3 fatty acids and insulin resistance: focus on the regulation of mitochondria and endoplasmic reticulum stress. Nutrients 2018; 10(3): 1-20.
6.Kris-Etherton PM, Harris WS, Appel LJ. Fish consumption, fish oil, omega-3 fatty acids, and cardiovascular disease. circulation 2002; 106(21): 2747-57.
7.Wong CY, Yiu KH, Li SW, Lee S, Tam S, Lau CP, et al. Fish‐oil supplement has neutral effects on vascular and metabolic function but improves renal function in patients with Type 2 diabetes mellitus. Diabetic Medicine 2010; 27(1): 54-60.
8.Calder PC. Omega-3 fatty acids and inflammatory processes. Nutrients 2010; 2(3): 355-74.
9.ORIGIN Trial Investigators. n–3 Fatty acids and cardiovascular outcomes in patients with dysglycemia. N. Engl. J. Med. 2012; 367(4): 309-18.
10.Jamilian M, Samimi M, Mirhosseini N, Afshar Ebrahimi F, Aghadavod E, Taghizadeh M, et al. A randomized double-blinded, placebo-controlled trial investigating the effect of fish oil supplementation on gene expression related to insulin action, blood lipids, and inflammation in gestational diabetes mellitus-fish oil supplementation and gestational diabetes. Nutrients 2018; 10(2), 163.
11.Rizza S, Tesauro M, Cardillo C, Galli A, Iantorno M, Gigli F, et al. Fish oil supplementation improves endothelial function in normoglycemic offspring of patients with type 2 diabetes. Atherosclerosis 2009; 206(2): 569-74.
12.Farmer AJ, Montori VM, Dinneen SF, Clar C. Fish oil in people with type 2 diabetes mellitus. Cochrane Database of systematic reviews 2001; (3): 1-35.
13.Okamura T, Hashimoto Y, Miki A, Kaji A, Sakai R, Iwai K, et al. Reduced dietary omega-3 fatty acids intake is associated with sarcopenia in elderly patients with type 2 diabetes: A cross-sectional study of KAMOGAWA-DM cohort study. Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition 2020; 19: 233-7.
14.Dupont J, Dedeyne L, Dalle S, Koppo K, Gielen E. The role of omega-3 in the prevention and treatment of sarcopenia. Aging clinical and experimental research 2019; 31(6), 825-36.
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