近一个世纪以来,我们认为我们知道必需脂肪酸是什么:亚麻酸和α-亚油酸。我和其他许多人一样,将其写在我的书和各种文章中。正如科学领域经常发生的那样,新数据带来新模型。因为看起来我们对于真正的必需脂肪是什么可能是错误的。与往常一样,让我先介绍一些背景。
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在讨论必需脂肪是什么或可能是什么之前,我需要确保每个人都清楚什么是必需营养素。现在,这可能会令人困惑,因为从技术上讲,有两种不同类型的营养必需性:生理性和营养性。
我在下面提供了必需营养素的完整标准。
维生素 C 就是一个例子。与某些可以制造维生素 C 的动物不同,人类却不能。如果维生素 C 摄入不足或不足,就会出现缺乏症、疾病(即坏血病)和最终死亡的特征症状。在饮食中替代维生素C(即过去给水手们吃的柑橘类水果)可以纠正这种情况。因此,维生素C在营养上是必需的,必须从饮食中获取。
与之相反的是膳食胆固醇之类的东西。虽然它在生理上是必需的,但人体可以产生足够的量。因此,它不是营养必需的,也不被认为是必需营养素。
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同样,大约一半的氨基酸是必需的,一半是非必需的(或非必需的)。人体无法制造必需氨基酸(或无法制造足够的量),而非必需氨基酸可以在体内由其他氨基酸制造。这最终毫无意义,因为实际上所有膳食蛋白质都含有所有氨基酸。但运动员偶尔会沉迷于必需氨基酸 (EAA) 补充剂,因为它只含有大约一半的必需氨基酸。
为了完整起见,我应该提到条件必要性的概念。这是指通常不是营养必需的营养素,但在特定条件下可能会变得营养必需。也就是说,在正常情况下,身体可以制造足够的东西,但在异常情况下,却无法制造足够的东西。通常这些与各种疾病状态、病理或某些遗传缺陷有关,但也有例外。
维生素 D 就是其中之一。虽然通常被认为是必需营养素(即它必须来自饮食),但它更有可能是有条件必需的,因为它是身体通过阳光照射产生的。只要获得充足的阳光,就不需要从饮食中获取维生素 D。如果他们没有得到足够的阳光,他们就会这样做。
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下面我会提到另一个。
经过一个多世纪的营养研究,必需营养素已经相当成熟。它们包括水、能量(卡路里)、必需氨基酸以及一系列维生素、矿物质和超微量矿物质。即使现在仍然有一些正在讨论/辩论。
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您可能会注意到,我没有将碳水化合物列入该清单,从技术上讲,它们并不是必需的营养素。即使碳水化合物摄入量为零,身体也可以从其他来源(例如乳酸、甘油和一些氨基酸)产生所需的少量碳水化合物。由于身体的大部分新陈代谢无论如何都转向使用脂肪作为能量,因此碳水化合物的总需求量相当低。
与此同时,我认为,如果某人进行大量高强度活动,碳水化合物就变得有条件地必需。在这种情况下,身体无法产生足够的葡萄糖来维持肌糖原并为运动提供能量。我们可能还会就可消化碳水化合物与纤维的必要性争论不休,但我偏离了正轨。
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但是膳食脂肪呢?它们是必不可少的吗?或者更确切地说,是否存在必需的膳食脂肪?简而言之,答案是肯定的,有两种必需脂肪酸(以下简称 EFA)。传统上,我们一直认为我们知道哪两种必需脂肪酸必须来自饮食。
正如您可能猜到的,本文的目的是提供数据,表明这种长期持有的信念可能不正确。
再次作为背景,让我快速浏览一下膳食脂肪的类型。这些名称是指它们的化学结构,我会在其他地方为您提供更详细的讨论。
反式脂肪 (TFA):虽然存在天然存在的反式脂肪,但该术语通常指的是通过在不饱和脂肪中鼓入氢气而制成的脂肪,以使其更稳定储存。反式脂肪酸不是身体需要的,也不是必需的,事实上,大多数人认为它们在饮食中根本没有地位。这是营养学领域中为数不多的基本上每个人都同意的地方之一。
饱和脂肪(SFA): 饱和脂肪是一类由化学结构相关的脂肪。它们几乎只存在于动物食品中(椰子油和棕榈仁油除外),并且在室温下呈固体。它们在营养或生理上都不是必需的。如果你再也没吃过一克,那就没事了。顺便说一句,这不是建议,只是对生理现实的陈述。
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不饱和脂肪: 从技术上讲,不饱和脂肪包含两个子类别。第一种是单不饱和脂肪 (MUFA),其中最著名的是橄榄油中的油酸。虽然油酸是健康的,但它在营养或生理上并不是必需的。第二种是多不饱和脂肪 (PUFA),有时称为 w-3(或 n-3 或 omega-3)和 w-6(或 n-6 或 omega-6)脂肪酸。命名法是指它们的化学结构(MUFA 记录为 w-9/omega-9)。
w-3 和 w-6 PUFA 是必需脂肪。嗯,有点。我的意思是我必须了解更多细节。
虽然某些类型的科学在现代似乎相对容易完成,但重要的是要认识到情况并非总是如此。就必需营养素而言,大部分工作都是在20世纪初期完成的,通常需要做大量的工作才能确定某种营养素是否真正必需。
主要涉及的是故意造成营养缺乏足够长的时间,以致出现一种或一组明显的症状。然后再次提供该营养素,看看是否可以解决问题。理想情况下,饮食的其余部分是完全控制的。
虽然这在大鼠和小鼠中相对容易做到,但认识到物种之间的营养需求不同至关重要。最终你必须在人类身上做到这一点,这并不总是那么容易,因为它很难控制。据我记忆,他们经常使用监狱或军人,但别向我发誓。我记得一个故事,讲的是一位研究人员和他的妻子,他们让自己采取缺乏营养的饮食,以证明这是必要的,因为没有人相信他们。早期的科学是精神的。
就膳食脂肪而言,实际上花了很多年才证明存在必需脂肪酸(EFA)。简而言之,似乎没有人能够制造出足够严重的缺陷来导致症状出现。即使在早期的动物研究中,最低的脂肪摄入量似乎也能防止缺乏,促使一项早期研究得出结论:
“如果真正的脂肪对于生长过程中的营养至关重要,那么所需的最低限度必须非常小。” (参考文献 17;第 152 页)
它提供了一个科学意义上的真实问题。
那么他们最终是如何做到的呢?
对于动物来说,真正的零脂肪饮食就可以做到这一点,这将导致 1930 年早期将亚油酸 (w-6) 确定为必需脂肪酸。后续研究进一步发现,亚油酸的代谢物花生四烯酸 (AA) 也被认为是一种必需脂肪酸。基本的。记住这一点。
类似的工作最终确定α-亚麻酸(w-3)对于大鼠来说是必需的,尽管由于无聊而无法详细说明的原因存在很大争议。表明 ALA 至关重要的一项指标是发现 EPA 和 DHA(通常称为鱼油,不用担心它们的缩写),ALA 的代谢产物在体内发挥着自己的重要作用。也请记住这一点。
人类的全民教育需求
如果说在动物模型中确定必需脂肪酸的存在很困难,那么在人类中则几乎是不可能的。20 世纪 30 年代有一些早期迹象表明这可能是必要的。同样的基本原因也成立:即使是最低的脂肪摄入量也能防止严重缺乏症状的发生。如上所述,如果有饮食要求,那也是很小的。如果你不能从一开始就创造出缺陷,你就无法在营养或科学意义上建立必要性。
几十年来,人们一直不清楚人类是否有真正的全民教育需求,这种情况直到 1968 年才真正改变,也就是最初发现几十年后。这时,一种称为全肠外营养(TPN)的药物被开发出来。TPN 用于通过输注而不是口服摄入来提供营养。早期的配方完全不含脂肪。
正是在这个时候,人类开始表现出全民教育的缺陷。发现添加 LA 和 ALA 可以逆转这一情况。Boom,这些被确定为必需脂肪酸,饮食中所需的量确实很少(大约占总饮食摄入量的 1-2%)。通过选择性地提供其中之一并表明它们不可互换,证明两者都是必不可少的。
对此,我要补充一点,EPA 和 DHA 的重要性随着 20 世纪 70 年代的观察而显现出来,即阿拉斯加因纽特人的心脏病发病率极低,这似乎与他们大量摄入这些特定脂肪(因此称为“脂肪”)有关。鱼油,因为它们在脂肪鱼中含量很高)。
但最终确定人类确实有必需脂肪酸的需求。几十年来,传统观点认为全民教育就是 LA 和 ALA。营养教科书将 LA 和 ALA 列为 EFA,我在我的书和文章中也这样做了,其他人也是如此。
但事实真的是这样吗?LA和ALA是真正的必需脂肪酸吗?
您可能会猜到还有更多内容,否则我不会费心写这篇文章。
为了理解为什么它们可能不是,我需要看一些更无聊的生物化学。
体内的大多数物质在摄入后都会进行显着的新陈代谢。膳食淀粉分解为葡萄糖,可用作能量或作为肝糖原或肌糖原储存。膳食蛋白质被分解为单个氨基酸链,这些氨基酸可用于组织重建、燃烧获取能量、转化为酮以及其他代谢命运。
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膳食脂肪也不例外。不饱和脂肪酸在体内经历大量的新陈代谢,并发生听起来可怕的化学过程,例如去饱和和伸长,从而产生其他相关的化合物。这些其他化合物通常在体内发挥的作用似乎并不比母体分子更重要。
下面的图表显示了 w/omega-3(α-亚麻酸)、w/omega-6(亚油酸)和 w/omega-9(油酸)脂肪酸发生的化学转化。不,omega-9 不是必需的。它只是在图表中,与其他化合物的相互转换有限,因此值得展示。
所以你可以在图表中看到,正如我上面提到的,α-亚麻酸最终转化为 EPA 和 DHA,而亚油酸转化为 AA。除了在体内发挥许多其他作用(即激活 PPAR 和基因表达、融入细胞结构)之外,它们还可以转化为类二十烷酸,这是一种短暂的化学信使,可以在体内发挥大量作用。
其中一些涉及炎症,其中大部分是由于 AA 倾向于产生炎症类二十烷酸,而 EPA/DHA 则产生抗炎类二十烷酸。因此,饮食中 w-6:w-3 脂肪酸的比例非常重要,比例过高可能会出现问题。我已经在其他地方讨论过这个问题,这里不再赘述。我只想指出,现代饮食中的 w-6 脂肪来源总体上往往非常高,而 w-3 脂肪来源则非常低。
更令人困惑的是,正如您在图表中看到的,脂肪酸都使用相同的酶。如果您体内的一种脂肪酸过多,它最终会垄断该酶,并且您无法获得另一种脂肪酸的最佳代谢。因此,如果您的饮食中含有过多的 w-6,那么您摄入的任何 w-3 都无法最佳地转化为 EPA/DHA。
上述要点很简单:LA 和 ALA 分别转化为下游代谢物,例如 AA 和 EPA/DHA。众所周知,AA 和 EPA/DHA 在体内发挥着重要的生理作用。
这就提出了一个基本问题:LA 和 ALA 是否是真正的必需脂肪酸,或者它们是否只是真正重要且根据定义真正必需的化合物的前体。
这个问题的答案本质上取决于两个不同的问题:
首先,LA 或 ALA 之类的物质除了分别转化为 AA 或 EPA/DHA 之外,完全有可能在体内产生自身的代谢作用。科学地确定这一点可能是一个真正的麻烦,因为您必须找到一种方法来测试 LA/ALA,同时抑制下游转化。老实说,我只是简单地研究了这一点,并且不会详细介绍。然而,在我看过的一篇论文中,只有一篇论文简单地提到了洛杉矶的直接生理作用。
在我看来,第二点更重要一些。我们知道 AA 和 EPA/DHA 在体内发挥着至关重要的作用。即使这些影响除了母体脂肪酸的影响之外还发生,它们对人类健康和功能也至关重要。它们可以被认为是“必需”脂肪酸,即使它们的必需性是在其母体脂肪酸之外的。
但同样有可能 AA 和 EPA/DHA 是必需的,而 LA/ALA 不是必需的。
现在,从大局来看,这似乎是语义无关的。LA/ALA 或其代谢物是否是必需的并不重要,只要 LA/ALA 摄入产生足够量的这些代谢物即可。
不管怎样,你都获得了足够的“必需营养素”,对吧?
但这假设仅消耗母体化合物实际上确实产生了足够的“可能”更重要的代谢物。
他们也是吗?
好吧,让我先解决一下简单的问题,即洛杉矶和AA。老实说,关于将 LA 转换为 AA 是否足以满足日常需求,不同的论文对此有不同的报道。
基于我不会试图解释的间接标记,一篇关于该主题的论文指出,西方饮食中大量摄入 LA 意味着总是会产生足够量的 AA。我还要指出,尽管脂肪细胞是“必需的”,但脂肪细胞一开始就含有大约 10% 的 LA。它储存在体内,并在热量不足时释放到体内。我还要指出的是,洛杉矶或 w-3 的情况并非如此。
相比之下,另一项综述发现,随着洛杉矶摄入量从高到低的巨大变化,组织中的 AA 水平变化很小。相比之下,补充 GLA(γ 亚油酸,在上面的炭中比 AA 高出两个步骤)或 AA 本身确实会影响组织水平(这是好事还是坏事是一个单独的问题)。
他们得出的结论是,酶促转化受到限制,并指出LA 转化为 AA 的效率仅为 0.3-0.6%。这仍然没有真正回答 LA 或 AA 是否重要的问题,因为它们仍然可以提供足够的能量来满足身体的需求。这并没有改变这样一个事实:AA 似乎是“必需”的,即对身体实际上很重要的营养素。
注意:看似矛盾的情况可能与测量终点的差异有关。如果您要查看血液中 AA 的含量,LA 的摄入量可能就足够了。如果您正在观察组织中 AA 水平的变化,情况可能并非如此。不,我不会更深入地讨论这个问题。
除此之外,这似乎是一个至少在人类中没有可靠答案的问题。至少在动物模型中,简单地提供 AA 就可以逆转类似于 LA 的缺乏症状。这间接暗示了两件事
换句话说:你可以完全忽略 LA,只食用 AA 就可以了,因为它是真正的必需脂肪酸。
让我指出,我不喜欢动物研究,因为它很少直接转化为人类。
无论如何,世界卫生组织 (WHO) 建议在婴儿配方奶粉中添加 AA。 但这可能只是因为婴儿不会将 LA 转化为 AA。或者简单地说,哺乳期的母亲首先在她的身体中进行转变。
AA 还被证明可以改善各种类型的神经功能。同样,AA 补充剂几年前就很流行,因为它被证明具有强效作用,但在洛杉矶大部分地区都没有得到证实。但这只是指出AA在生理上很重要,而不是指出它是否比LA或真正必需的w-6脂肪酸更重要。当我结束时我会回到这个话题。
现在让我们来看看 ALA 及其向 EPA/DHA 转化的问题。正如我上面提到的,70 年代末对阿拉斯加因纽特人的观察确实揭示了 EPA/DHA 的重要性,表明它们在体内具有巨大的直接生理作用。
简而言之:尽管因纽特人的饮食脂肪含量很高,但心脏病的发病率却很低。人们认为/发现这是由于大量摄入了多脂鱼类中的 EPA/DHA,并赋予它们更常见的名称“鱼油”。
最初,EPA 被认为是出于更无聊的生理原因而在心脏病方面发挥了重要作用。此后不久,DHA 在体内(可以说更)至关重要的重要性就被人们认识到了。DHA在人类整个生命周期的生理学中发挥着许多关键作用,其中最重要的是在神经功能方面。
DHA 是大脑中的主要结构脂肪,在胎儿生长和儿童时期提供足够的 DHA 可改善神经发育。在这个话题上,如果你想深入了解多脂鱼类可能对人类发展至关重要的想法,请查看水生猿假说。几乎所有人类学家都对它不屑一顾,但读起来却很有趣。
建议孕妇和哺乳期妇女每天摄入几克含有 100-300 毫克 DHA 的 w-3,以确保最佳的大脑发育。我个人只想说,获取 1.8-3 克的 EPA/DHA 组合,这是我近 15 年来一直建议的,并且已经完成,因为这将很容易满足任何 EPA 和 DHA 的需求。
无论如何,仅凭这一点就表明 DHA 而不是 ALA 本身可能是必需营养素。
在这方面,一项评论得出结论,ALA 对心血管健康或炎症本身的众多标志物没有影响,这两者都是补充 EPA/DHA 的已知效果。ALA 补充似乎也与 EPA/DHA 水平生物标志物的变化无关。
基本上,单独的 ALA 本身似乎不会产生任何重大影响(如前所述,我在这篇文章中读到的论文中没有一篇表明 ALA 除了转化为 EPA/DHA 之外还有独立的生物学作用)。或者肯定与补充 EPA/DHA 所产生的效果不同。
所以有什么问题?为什么 ALA 没有完成这项工作?
其原因在于,在大多数情况下,ALA 向 EPA 和 DHA 的转化相当差。例如,在男性中,ALA 转化为 EPA 的效率约为 8%,而转化为 DHA 的效率几乎微不足道,为 0.1%。
女性的价值更好,尤其是 DHA 的转化。有趣的是,在怀孕期间,随着 ALA 产生的 DHA 进一步增加,这种情况会进一步增加。鉴于 DHA 对胎儿大脑正常发育的绝对重要性,这是有道理的。 雌激素肯定参与其中,我在《女性书籍》第一卷中对此进行了一定程度的讨论。
事实上我已经在我的几本书中讨论过这个问题。几年前,当全民教育在健身和健美界兴起时,一个常见的建议是食用亚麻油,它是少数含有大量 ALA 的油之一。
不幸的是,亚麻或其他高 ALA 脂肪来源并不是理想的解决方案,原因如下:关键成分 EPA/DHA(可能只有 DHA)的转化率太低,无法达到最佳效果。出于这个原因,我长期以来一直推荐预制鱼油补充剂。
当然,可以食用富含脂肪的鱼,但根据我的经验,谁喜欢或不喜欢吃这种鱼有很大的文化因素。如果你喜欢肥鱼,那就吃吧。如果没有,请使用预制鱼油或像卡尔森那样的液体鱼油并将其放在沙拉上。
但最终消耗 ALA 本身只会稍微提高体内 EPA 水平。而且它几乎不会提高 DHA 水平。由于此处至关重要的作用与 EPA/DHA 本身有关,并且可能与单独的 DHA 有关,因此它无法实现这一目标。
在结束之前,我想提一下另外两篇有趣的论文。
第一篇是1999 年关于必需脂肪酸主题的评论。检查相同的生化途径以及其他一些途径,在论文正文中做出以下两个陈述:
几乎可以肯定,对花生四烯酸 (20:4n-6) 的需求是 n-6 PUFA 必不可少的主要原因。
使用“主要”一词是因为它列出了 LA 作为皮肤脂质膜一部分的特定作用,这大约是我所见过提到的 LA 的唯一独立用途。这是我发现的唯一一篇提到 LA 在人类生理学中的独立作用的论文。
同样,它指出:
一般情况下,DHA(22:6n-3)是组织中含量最丰富的n-3 PUFA,尤其是大脑和视网膜中。因此,DHA 而不是 EPA 似乎更有可能是必需的 n-3 成分。
令人惊讶的是,我找不到任何以这种方式讨论该主题的最新论文。但总体结论似乎与以下观点一致:AA 和 DHA 是真正的必需脂肪酸,LA可能具有单一的独立作用,而 ALA 只不过是一种前体脂肪酸。
第二篇是真正激发我写这篇文章的论文。好吧,这不是真的,它在最近的一篇论文中被引用,该论文讨论了必需营养素,并在关于真正的必需营养素实际上是什么的争论中引用了它。
标题为“花生四烯酸和二十二碳六烯酸的重要性”, 它首先回顾了我上面讨论的所有主题。接下来,它指出了研究人员在儿科人群中使用全肠外营养(TPN)的临床经验。
是的,我知道这不一定或自动适用于成年人。然而,由于全民教育对于儿童时期的正常发展可以说更为重要,因此我认为这是相关的。
他们描述了他们在 TPN 中使用基于鱼油的脂肪乳液,其中仅含有 AA 和 DHA,且含有微量的 LA 或 ALA。
虽然有人担心这可能会引起问题,但他们发现它不仅解决了 TPN 固有的一些问题,而且还防止了全民教育缺陷的发展。简单地说,仅提供 AA 和 DHA 就足够了,这支持了这样的观点:它们以及它们本身才是真正的必需脂肪酸
那么我已经得出结论了吗?嗯,有点像。我们来总结一下。
因此,从提供足够量的真正重要的脂肪酸(AA、EPA 和 DHA)的角度来看,LA 和 ALA 似乎并不是理想的选择。除了作为(相对)较差的母体化合物来制造重要的东西之外,它们是否在人类功能中具有任何独立的作用是值得怀疑的。
这让我得出结论,LA 和 ALA 并不是真正的必需脂肪酸。相反,它们仅充当其他化合物的(通常较差的)前体。摄入 LA 可以提供足够的 AA,但很明显,补充 AA 的作用不同。ALA 可能勉强提供足够的 EPA,但不足以提供足够的 DHA,而 DHA 才是真正重要的。
我认为总体数据表明 AA 和 DHA 是真正的必需脂肪酸。未来的研究可能会证实或质疑这一点,我将密切关注。现在我们只需要等待补充剂公司接受这个想法……
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