Kwas alfa-linolenowy należy do NNKT omega-3. Jest nutraceutykiem o kluczowym znaczeniu dla funkcjonowania całego organizmu człowieka, a w szczególności układu krążenia i układu nerwowego. Pomaga utrzymać neurony w dobrej kondycji i promuje neuroplastyczność. Działa kardioprotekcyjnie, ułatwia kontrolę ciśnienia krwi i poziomu cholesterolu.
kwas alfa-linolenowy funkcjonuje w literaturze naukowej, dokumentacji farmaceutycznej oraz piśmiennictwie branżowym pod wieloma nazwami. Poniżej zestawiono oficjalne oznaczenia stosowane w różnych kontekstach językowych i klasyfikacyjnych.
Kwas alfa-linolenowy (ang. alpha-linolenic acid, ALA) to związek należący do niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT, ang. essential fatty acids, EFA). Nazwa pochodzi od dwóch łacińskich słów, oznaczających len „linum” i olej „oleum”. Pod względem budowy chemicznej zalicza się go do grupy kwasów omega-3 (n-3). Składa się on z osiemnastu atomów węgla i zawiera trzy wiązania podwójne cis przy dziewiątym, dwunastym i piętnastym atomie węgla. Organizm człowieka nie jest w stanie samodzielnie syntetyzować kwasu alfa-linolenowego, dlatego musi być on dostarczany wraz z pożywieniem.
Kwas alfa-linolenowy uważa się za nutraceutyk, który wykazuje plejotropowe działanie w organizmie człowieka. Odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu zdrowia m.in. układu sercowo-naczyniowego i nerwowego. Bierze także udział w wielu procesach biologicznych związanych z działaniem przeciwzapalnym, stabilizuje błony komórkowe i reguluje stężenie poszczególnych frakcji lipidów osocza.
Do najbogatszych źródeł kwasu alfa-linolenowego zaliczają się przede wszystkim siemię lniane, orzechy włoskie, pestki dyni, soczewica czerwona, nasiona soi, szczypiorek i oleje roślinne. W przeliczeniu na 100 g produktu zawartość ALA wynosi około:
Frakcja kwasu alfa-linolenowego w poszczególnych olejach stanowi średnio:
W roślinach kwas alfa-linolenowy powstaje w procesie desaturacji kwasu linolowego, który polega na zwiększeniu liczby wiązań nienasyconych w obrębie łańcucha alifatycznego. W organizmach zwierząt brakuje specyficznych enzymów, które tworzyłyby przeprowadziłyby ten proces. Dlatego desaturacja u ludzi zachodzi w części proksymalnej łańcucha alifatycznego. Jednak obecność ALA można stwierdzić w niektórych produktach odzwierzęcych takich jak jajka czy mleko w sytuacji, kiedy zwierzęta były karmione paszą z dodatkiem oleju lnianego lub konopnego. Pod wpływem działania wysokiej temperatury kwas alfa-linolenowy ulega uwodornieniu i przekształceniu do izomeru – kwasu gamma-linolenowego. Dlatego, aby zachować naturalne właściwości ALA, nie należy poddawać go obróbce termicznej, lecz spożywać na zimno.
W organizmie człowieka kwas alfa-linolenowy może służyć jako substrat do syntezy innych kwasów tłuszczowych z grupy omega-3: eikozapentaenowego (ang. eicosapentaenoic acid, EPA) i dokozaheksaenowego (ang. docosahexaenoic acid, DHA). Procesy te zachodzą w komórkach wątroby i polegają na wieloetapowej elongacji i desaturacji łańcucha węglowego z udziałem specyficznych enzymów. W retikulum endoplazmatycznym hepatocytów ALA ulega konwersji do kwasu stearydonowego z udziałem delta-6-desaturazy, a następnie przekształceniu do EPA przez delta-5-desaturazę. Kolejne przemiany obejmują wydłużenie łańcucha alifatycznego EPA przez elongazę-2: najpierw do kwasu dokozapentaenowego, a potem do kwasu tetrakozapentaenowego. Następnie delta-6-desaturaza konwertuje kwas tetrakozapentaenowy do kwasu tetrakozaheksaenowego, który jest transportowany do peroksysomów, gdzie jest przekształcany do DHA w procesie beta-oksydacji. Cykl tych przemian nie jest na tyle wydajny, by pokryć zapotrzebowanie organizmu. Wobec tego bardziej skuteczne jest dostarczanie EPA i DHA wraz z żywnością lub ich suplementacja.
Szacuje się, że poziom konwersji ALA do EPA wynosi 0,3-8% u mężczyzn i 21% u kobiet. Natomiast konwersja ALA do DHA nie przekracza 1% u mężczyzn i 9% w przypadku kobiet. Zmienność ta wynika z obecności polimorfizmu genów FADS1 i FADS2, kodujących desaturazy. Oprócz dostępności niezbędnych substratów istnieje szereg innych czynników, które wpływają na regulację szlaku przemian kwasu alfa-linolenowego. Należą do nich: wrażliwość tkanek na insulinę, poziom pierwiastków śladowych (takich jak cynk i żelazo), a także stężenie żeńskich hormonów płciowych. Kiedy w organizmie brakuje kwasu alfa-linolenowego, konwersji do EPA i DHA ulega kwas oleinowy.
Wyniki badań wskazują, że pacjenci cierpiący na niewydolność serca, u których stwierdzono wyższy poziom kwasu alfa-linolenowego, rzadziej byli hospitalizowani i mieli większe szanse na przeżycie w porównaniu do osób z niskim stężeniem ALA. Spożycie tego kwasu tłuszczowego może przyczynić się do obniżenia ryzyka chorób serca poprzez redukcję aterogennej frakcji cholesterolu o niskiej gęstości (ang. low-density lipoprotein) oraz stabilizację błon komórkowych. ALA hamuje również powstawanie zakrzepów w naczyniach wieńcowych, zwiększa przepływ krwi przez te naczynia, co zmniejsza ryzyko zawału serca. Ponadto kwas alfa-linolenowy może działać kardioprotekcyjnie podczas incydentu niedokrwienia mięśnia sercowego. Chroni bowiem kardiomiocyty przed apoptozą poprzez hamowanie wytwarzania specyficznych proapoptotycznych utlenionych form fosfolipidów błonowych.
Kwas alfa-linolenowy reguluje profil lipidowy w organizmie: obniża stężenie triglicerydów, cholesterolu całkowitego, “złej” frakcji cholesterolu (LDL), natomiast zwiększa poziom “dobrej” frakcji (HDL). W ten sposób ALA ogranicza ryzyko rozwoju miażdżycy. Ponadto kwas alfa-linolenowy zwiększa ekspresję PPAR-γ (ang. proliferator-activated receptor gamma) i GOS2 (ang. the GO/G1 switch gene 2) w jednojądrzastych komórkach krwi obwodowej (ang. peripheral blood mononuclear cells, PBMCs) u osób otyłych. Podczas badań efekty te korelowały ze spadkiem cytokin prozapalnych: IL-6, TNF-alfa oraz spadkiem poziomu trójglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych.
Wyniki badań dostarczyły informacji, że odpowiednio wysoki poziom kwasu alfa-linolenowego w osoczu wiązał się z niższym średnim ciśnieniem krwi oraz ze zmniejszoną częstością występowania nadciśnienia. Mechanizm działania hipotensyjnego ALA nie jest jednak dobrze poznany. Sugeruje się, że związek ten może regulować ciśnienie krwi poprzez stabilizację błon komórkowych. Z drugiej strony efekt ten może wynikać pośrednio z działania przeciwzapalnego jego metabolitów: EPA i DHA.
Kwas alfa-linolenowy działa neuroprotekcyjnie i naprawczo poprzez mechanizmy związane z hamowaniem peroksydacji lipidów, a także poprzez zmniejszenie stresu oksydacyjnego związanego z niedokrwieniem. ALA redukuje cytotoksyczność związaną z glutaminianem poprzez zwiększenie ekspresji transporterów dla glutaminianu (ang. vesicular glutamate transporter, VGLUT): VGLUT1 i VGLUT2 oraz jego wychwyt zwrotny z synapsy.
Odkryto, że ALA promuje plastyczność neuronalną, zwiększa neurogenezę i synaptogenezę w zakręcie zębatym i korze mózgu. Efekty te są związane z aktywacją ekspresji białek błonowych: synaptobrewiny (ang. vesicle-associated membrane protein 2, VAMP-2) i białka związanego z synaptosomami (ang. synaptosome associated protein 25, SNAP-25), które biorą udział w uwalnianiu neuroprzekaźników z pęcherzyków synaptycznych. Te efekty są silnie skorelowane ze wzrostem czynnika neurotroficznego pochodzenia mózgowego (ang. brain-derived neurotrophic factor, BDNF). Dlatego ALA jest niezbędny dla prawidłowego funkcjonowania i rozwoju układu nerwowego, zwłaszcza u niemowląt i małych dzieci.
Kwas alfa-linolenowy może zapobiegać incydentom niedokrwienia mózgu poprzez ochronny wpływ na naczynia krwionośne, upłynnienie błon komórkowych i hamowanie powstawania zakrzepów w naczyniach ośrodkowego układu nerwowego. Wyniki badań in vitro dostarczyły informacji, że podanie ALA do tętnicy podstawnej sprzyjało rozszerzeniu jej światła i zwiększeniu przepływu krwi.
Ponadto eksperymenty elektrofizjologiczne wykazały, że ALA i jego długołańcuchowe pochodne EPA i DHA aktywują kanały potasowe typu TREK-1 (ang. TWIK-Related K+ channel 1), których otwarcie prowadzi do hiperpolaryzacji błony komórek nerwowych. Opisane efekty chronią neurony przed uszkodzeniem związanym z ekscytotoksycznością glutaminianu w przebiegu udaru mózgu.
Badania prowadzone na hodowlach komórkowych dostarczyły informacji na temat antyoksydacyjnych właściwości kwasu alfa-linolenowego. Wykazały bowiem, że ALA zmniejsza ekspresję czynników prozapalnych: interleukiny 1β (IL-1β), interleukiny 6 (IL-6), czynnika martwicy nowotworów alfa (TNF-alfa), cyklooksygenazy 2 (COX-2), indukowanej syntazy tlenku azotu (iNOS) oraz białka chemotaktycznego monocytów typu 1 (MCP-1). Kwas alfa-linolenowy hamuje różnicowanie makrofagów do prozapalnego fenotypu M1, jednocześnie pobudza ich polaryzację do fenotypu M2 o właściwościach przeciwzapalnych. Ponadto ALA zmniejsza stres oksydacyjny poprzez hamowanie ścieżek sygnałowych związanych z kinazami aktywowanymi mitogenami (ang. mitogen activated protein kinases, MAPK) oraz czynnikiem transkrypcyjnym NF-κB (ang. nuclear factor kappa B).
Kwas alfa-linolenowy wykazuje działanie antykancerogenne zarówno w warunkach in vitro, jak i in vivo. W badaniach in vitro stwierdzono, że ALA może hamować wzrost komórek raka piersi, które wykazują ekspresję receptorów receptorów estrogenowych alfa (ang. estrogen receptors alfa, ER-α) stymulowanych estradiolem. Mechanizm działania tego kwasu może polegać nazwiększeniu ekspresji ER-α oraz na redukcji ekspresji kluczowych regulatorów cyklu komórkowego, takich jak cyklina D1, receptor progesteronowy i kaweolina-1.
Wyniki badań in vivo przeprowadzonych na zwierzęcym modelu raka piersi wykazały, że dieta bogata w ALA hamuje rozrost nowotworu. Efekty tego działania nie zostały do końca poznane. Jednak sugeruje się, że mogą być one związane z aktywacją procesu peroksydacji lipidów w komórkach nowotworowych oraz zmniejszeniem ekspresji cytokin prozapalnych w osoczu krwi.
