الكلمات الرئيسية الأحماض الدهنية غير المشبعة، الآليات الجزيئية، التركيب، إرشادات إدارة الغذاء والدواء، أمراض القلب والأوعية الدموية

تفاعل الجينات والبيئة والطبيعة هو الأساس لكل من الصحة والمرض. التغذية هي عامل بيئي ذو أهمية كبيرة. يختلف البيئة الغذائية التي يعيش فيها البشر حاليًا عن التركيبة الجينية الموجودة. تشير الدراسات حول الجوانب التطورية للنظام الغذائي إلى التغييرات الرئيسية، خاصة في تناول الأحماض الدهنية الأساسية ومحتوى مضادات الأكسدة. تم تمييز عادات التغذية ومعايير نمط الحياة في المجتمع الحديث اليوم بـ.
(1) زيادة في تناول الطاقة مقارنة بإنفاق الطاقة.
(2) زيادة في تناول الدهون المشبعة الغذائية، وأحماض أوميغا-6 الدهنية، والأحماض الدهنية المتحولة مقارنة بأحماض أوميغا-3 الدهنية.
(3) نظام غذائي بمحتوى أقل من الكربوهيدرات المعقدة والألياف.
(4) نظام غذائي بنسب أكبر من الحبوب مقارنة بالفواكه والخضروات.
(5) انخفاض في تناول البروتينات ومضادات الأكسدة والكالسيوم.

إن زيادة الأحماض الدهنية المتحولة سامة لصحة الإنسان لأنها تمنع أحماض أوميغا-6 وأوميغا-3 الدهنية من عدم التشبع والإطالة. ونتيجة لذلك، هناك كمية أقل من حمض الأراكيدونيك، وحمض الإيكوسابنتاينويك، وحمض الدوكوساهيكسانويك المتاحة للاستخدام في الأيض البشري. شهدت السنوات الـ150 الماضية بشكل خاص تغييرات دراماتيكية في استهلاك النظام الغذائي التي تم ربطها بعدة أورام خبيثة مرتبطة بالثدي [1]، والقولون [2]، والبروستاتا [3]، بالإضافة إلى الاضطرابات المزمنة بما في ذلك تصلب الشرايين، وارتفاع ضغط الدم الأساسي، والسمنة، والسكري، والتهاب المفاصل، وأمراض المناعة الذاتية الأخرى. تسبب الأمراض المزمنة تفاعلات بين العمليات البيوكيميائية المنظمة جينيًا، وأنماط الحياة المستقرة، والتعرض للمواد السامة، بالإضافة إلى الغذاء [4].
كانت الأدلة الأولية على الفوائد الصحية لأحماض أوميغا-3 الدهنية، وهي حمض الإيكوسابنتاينويك (EPA) وحمض الدوكوساهيكسانويك (DHA)، تأتي من الإسكيمو في غرينلاند، الذين تناولوا نظامًا غذائيًا غنيًا بالأسماك وكان لديهم معدلات منخفضة من التصلب المتعدد، والربو، والسكري من النوع الأول، وأمراض القلب التاجية. أظهرت العديد من الدراسات أن الدهون أوميغا-3 ضرورية لجسم الإنسان لتخليق أغشية الخلايا في الجسم وتأثيرها على وظيفة مستقبلات الخلايا في هذه الأغشية. تعمل كعنصر أساسي من الهرمونات التي تنظم التخثر، والالتهاب، وانقباض واسترخاء جدران الشرايين. علاوة على ذلك، يمكن أن ترتبط بمستقبلات الخلايا التي تنظم النشاط الجيني. تشمل هذه الفوائد الوقاية من أمراض القلب والسكتة الدماغية، وإدارة الذئبة، والإكزيما، والتهاب المفاصل الروماتويدي، ووظيفة أحماض أوميغا-3 كعوامل وقائية ضد السرطان وأمراض أخرى [5-7].
تشمل الأحماض الدهنية غير المشبعة العالية (PUFAs) حمض ألفا-لينولينيك (ALA)، وحمض الدوكوساهيكسانويك (DHA)، وحمض الإيكوسابنتاينويك (EPA) و الأحماض الدهنية. يتم التعرف على هذه الأحماض الدهنية غير المشبعة كيميائيًا من خلال وجود رابطة مزدوجة تبعد ثلاثة ذرات عن المجموعة الميثيلية النهائية كما هو موضح في الشكل 1. وجود روابط مزدوجة متعددة (عدم التشبع المتعدد) هو سمة رئيسية لهذه الأحماض الدهنية [8]. تشمل سلاسل الكربون لأحماض أوميغا-3 الدهنية انحناءات أو زوايا بسبب هيكلها الخاص، الذي يتضمن العديد من الروابط المزدوجة. على عكس

الدهون المشبعة، التي ليس لديها روابط مزدوجة وتشكل هياكل صلبة، فإن الدهون غير المشبعة أكثر سائلة ومرونة بسبب هذه الزوايا التي تمنع الأحماض الدهنية من التراص معًا بشكل وثيق. تعتبر قدرة هذه السيولة على توفير نفاذية غشاء مناسبة وتنشيط المستقبلات أمرًا أساسيًا لعمل أغشية الخلايا. أحماض أوميغا-3 وفيرة؛ تحتوي النباتات على ALA، بينما تحتوي الأسماك والطحالب على DHA وEPA. يجب على الثدييات الحصول على أحماض أوميغا-3 الدهنية من الغذاء لأنها غير قادرة على تخليقها. لذلك، يشير مصطلح “أساسي للنظام الغذائي” إلى أحماض أوميغا-3 الدهنية [9].

النوعان الرئيسيان من الدهون أوميغا-3 الضرورية لصحة الإنسان هما EPA وDHA. نظرًا لأن الجسم لا يمكنه إنتاج ALA، فإنه يعتبر دهونًا أساسية ضرورية للنمو والتطور السليم للإنسان. يمكن تحويله إلى EPA وDHA بمعدل محدود [7، 10].

تشمل الأطعمة الغنية بـ ALA بذور الكتان، وزيوت فول الصويا وزيوت الكانولا من الزيوت النباتية، والجوز، وبذور الشيا. تحتوي الأسماك مثل السلمون، والماكريل، والتونة، والرنجة، والسردين على كميات أكبر من EPA وDHA. تشمل بعض الأطعمة المدعمة بـ DHA وأحماض أوميغا-3 الأخرى علامات تجارية معينة من الزبادي، والبيض، والحليب، والعصائر، ومشروبات الصويا وزيوت الطحالب. تعتبر المكملات الغذائية التي تحتوي على ثلاثي الجليسريد المعاد استراده، وثلاثي الجليسريد الطبيعي، والأحماض الدهنية الحرة، والفوسفوليبيدات مصادر غنية بـ DHA [11-13]. يتم تمثيل مصدر أوميغا-3 من المكملات الطبيعية والغذائية في الشكل 2 A وB، على التوالي. .

ALA هو أبسط حمض دهني أوميغا-3 (18:3n-3). بمساعدة إنزيم دلتا-15 ديساتوراز، يتم تحويل حمض اللينوليك الدهني إلى -حمض اللينولينيك عن طريق عدم التشبع. لا يستطيع البشر إنتاج -حمض اللينولينيك لأنهم يفتقرون إلى إنزيم دلتا-15 ديساتوراز. من ناحية أخرى، يمكن للنباتات إنتاج -حمض اللينولينيك لأنها تحتوي على دلتا-15 ديساتوراز. يحدث عدم التشبع بشكل أساسي عند ذرات الكربون الأقل من الكربون 9 (بدءًا من الكربون الكربوكسيلي). يمثل الشكل 3 المسار التخطيطي لتخليق زيوت أوميغا-3.
تؤثر التوازن الهرموني، وتثبيط التغذية الناتج النهائي، والحالة الغذائية على أنشطة
دلتا-6 ودلتا-5 ديساتوراز. لتحويل EPA إلى DHA (22:6n-3)، يجب إضافة كربونين إلى EPA لتشكيل DHA. ، أو DPA). لجعل ، يحتاج EPA إلى إضافة كربونين إضافيين. يتم نقل هذا البروتين بعد ذلك من الشبكة الإندوبلازمية إلى البيروكسيومات، حيث يتم تقييد تزيل الأكسدة كربونين لتكوين DHA [16].

يعي الخبراء في المجالات العلمية والسريرية والصناعية جيدًا الفوائد الصحية لأحماض أوميغا-3 الدهنية؛ حيث تظهر الدراسات المتعلقة تقريبًا بكل نظام جسدي ومجموعة واسعة من الأمراض في الشكل 4. لها تأثير على كيفية عمل مستقبلات الخلايا في هذه الأغشية وهي

أساسية لبناء أغشية الخلايا في جميع أنحاء الجسم. بالإضافة إلى ذلك، تعمل كمواد سابقة لتخليق الهرمونات التي تنظم تجلط الدم، وتقلص واسترخاء جدران الشرايين، والالتهاب. علاوة على ذلك، يمكن أن ترتبط بمستقبلات الخلايا التي تتحكم في النشاط الجيني. تجعل هذه المزايا لدهون أوميغا-3 منها واقية محتملة ضد التهاب المفاصل الروماتويدي، والذئبة، والإكزيما، وأمراض القلب، والسكتة الدماغية، والسرطان، من بين اضطرابات أخرى [7].

تُعتبر الأحماض الدهنية أوميغا-3 (OM3FAs) قادرة على زيادة تعبير إنزيم الليبوبروتين ليباز (LPL)، وزيادة أكسدة الأحماض الدهنية، وكبح تعبير الجينات المولدة للدهون، وتأثيرها على تراكم الدهون في الجسم، على الرغم من أن الآلية الدقيقة للعمل لا تزال غير واضحة. يحدث هذا على المستوى الخلوي نتيجة لقدرة الأحماض الدهنية أوميغا-3 على الارتباط بمستقبلات البروتين المنشط للبروكسيسوم (PPARs)، وهي عوامل نسخ تغير تعبير الجينات المتعلقة بتوازن الطاقة. تتحكم PPARs في استقلاب الجلوكوز والأحماض الدهنية التي تغير الأيض الأساسي للخلايا.

العملية البيوكيميائية التي يقوم الجسم من خلالها بتفكيك الدهون وتحويلها إلى طاقة تُسمى الأكسدة بيتا. تعمل الأحماض الدهنية أوميغا-3 بشكل أساسي على إنزيم أسيتيل-CoA كربوكسيلاز وإنزيم كارنيتين أسيتيل ترانسفيراز 1 (CAT 1) لزيادة معدل الأكسدة بيتا، مما يقلل من كمية ثلاثي الغليسريدات في الجسم. من خلال نقل الكارنيتين-أسيلكارنيتين، يعدل إنزيم كارنيتين أسيتيل ترانسفيراز الركائز الدهنية التي تسهل حركته عبر الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. ثم يتم تحويله إلى أسيل-CoA، وهو ركيزة سابقة تُستخدم في عدة مسارات أيضية لإنتاج ATP. بالإضافة إلى ذلك، يحفز EPA تكوين مالونيل CoA، وهو مركب قوي.

مثبط CAT1، أسيتيل-CoA كربوكسيلاز الذي يقلل من تثبيط التغذية الراجعة؛ وبالتالي، يتم زيادة الأكسدة بيتا بشكل غير مباشر [18، 20].

من خلال تنشيط AMPK/SIRT، الذي يعد حيويًا لصيانة الخلايا وإصلاحها، توفر الأحماض الدهنية أوميغا-3 تأثيرات مضادة للأورام ملائمة لعلاج سرطان الثدي وسرطان القولون والمستقيم وسرطان الدم وسرطان المعدة وسرطان البنكرياس وسرطان المريء وسرطان البروستاتا وسرطان الرأس وسرطان العنق وسرطان الرئة [23-25]. تستفيد خصائص الأحماض الدهنية أوميغا-3 المضادة للالتهابات من علاج أمراض الدماغ والسرطان والسكري والتهاب المفاصل الروماتويدي ومتلازمة الأمعاء المتهيجة. في الأنسجة الغنية بالدهون مثل الدماغ، يوفر وجود DHA في أغشية الفوسفوليبيد تأثيرًا stabilizing ووقائيًا يساهم في الحفاظ على سلامة الأنسجة العصبية وأغشية الخلايا، مما يحسن الوظيفة الإدراكية في حالات مرض الزهايمر والخرف [26-28].

ترتبط الفيزيولوجيا المرضية للأمراض الشبكية التكاثرية والتنكسية بعوامل وعمليات تستهدفها الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة طويلة السلسلة (LCPUFAs) لخصائصها المضادة لتكوين الأوعية، والمضادة لتكاثر الأوعية، والحامية للأعصاب. كما أن DHA وEPA هما مكونان أساسيان في أغشية خلايا الشبكية تساعدان في تكوين الأوعية وبقاء الخلايا، مما يمنع التنكس البقعي.

الجدول 1 يلخص الآلية والمستقبلات المعنية في تقديم الفوائد الصحية في حالات الأمراض المختلفة.

أظهرت التحليل التلوي الذي أجراه شيشون وآخرون (2022)، والذي شمل 14 تجربة سريرية عشوائية مع إجمالي 135,291 مشاركًا، أن المشاركين الذين تناولوا مكملات أوميغا-3 أظهروا انخفاضًا كبيرًا في الحالات الرئيسية.

الأحداث القلبية الوعائية السلبية (MACEs)، وفاة القلب والأوعية الدموية والنوبة القلبية (MI) [48]. وبالمثل، وجدت تجربة عشوائية محكومة أجراها دونغ وآخرون (2022)، جزء من تجربة VITAL، أن المشاركين الذين تناولوا مكملات أوميغا-3 أظهروا انخفاضًا كبيرًا في علامات الالتهاب مقارنةً بمجموعة الدواء الوهمي. درست هذه الدراسة آثار فيتامين D3 وأحماض أوميغا-3 الدهنية البحرية على المؤشرات الحيوية الالتهابية النظامية على مدى أربع سنوات. تؤكد هذه النتائج الفوائد الصحية المحتملة لمكملات أوميغا-3 في تقليل كل من الأحداث القلبية الوعائية والالتهاب [49].

تفرض الأطعمة الغنية بالأحماض الدهنية غير المشبعة مشكلة كبيرة تتعلق بالاستقرار تؤثر على مدة صلاحيتها، وقبول المستهلك، ووظيفتها، وسلامتها، وقيمتها الغذائية. وقد ارتبطت ظاهرة أكسدة الأحماض الدهنية، ولا سيما الألدهيدات مثل المالونديالديهايد (MDA) و4-هيدروكسي-2-نونينال (4-HNE) التي تتقاطع مع البروتينات وترتبط تساهميًا بالأحماض النووية، بعملية الشيخوخة، والتغيرات الجينية، وتطور السرطان. يتم تسريع أكسدة الدهون بواسطة مساحة السطح، والتسخين، والإشعاع، والضوء، وتوافر الأكسجين، وعوامل أخرى، مما يقلل من استقرار المنتج ومدة صلاحيته.

مرحلة البدء تشكيل الجذور الحرة: تتفاعل الأحماض الدهنية غير المشبعة مع العوامل المؤكسدة، بما في ذلك الليبكسجيناز، والأكسجين الأحادي، والمعادن الانتقالية، وخاصة الحديد، لتوليد جذور دهنية، التي تزيل ذرة هيدروجين واحدة.

يمكن أن تخضع الهيدروبيروكسيدات لمزيد من التحلل، مما يؤدي إلى خليط معقد من المنتجات الثانوية للأكسدة المتطايرة وغير المتطايرة التي تحتوي على مجموعات وظيفية متنوعة مثل الهيدروكسيل، والألدهيد، والإيبوكسي، والكيتون. يتأثر درجة الأكسدة بعوامل داخلية مثل تركيبة الأحماض الدهنية، والحديد الداخلي، وعوامل خارجية مثل الرقم الهيدروجيني، ودرجة الحرارة، وتوافر الأكسجين، وغيرها.

ال الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFAs) غير مشبعة بشكل كبير، مما يجعلها عرضة جداً للأكسدة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى توليد بيروكسيدات ضارة، ونكهات غير مرغوب فيها، وتقليل مدة صلاحية المنتج. تعتبر الميكروكبسولة للدهون التي يجب الحفاظ عليها إحدى الطرق لمنع الأكسدة التي يمكن أن تمنع أو تؤجل أكسدة الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة بينما تحميها من أضرار الضوء والحرارة. لتحسين حفظ الزيوت، تم استخدام عوامل الكبسولة مثل صمغ النبات، والنشا المعدل، والجيلاتين، وبروتين الحليب أو الدكستين، والسليلوز المعدل. التقنيات المستخدمة في الكبسولة تشمل التجفيف بالرش، والتجفيف بالتجميد، والتغليف المزدوج.

أوميغا-3 LC-PUFA عرضة بشدة للتغيرات الفيزيائية والكيميائية نتيجة التعرض للضوء وتغيرات درجة الحرارة. تعتبر تعبئة البيئة المعدلة، [MAP]، تقنية مستخدمة بشكل شائع لزيادة جودة ومدة صلاحية المنتجات القابلة للتلف التي تحتوي على أوميغا-3 LC-PUFA [51].

إن دمج أوميغا-3 في التركيبة يقدم تحديات فريدة بسبب خصائصه الشديدة الليبوفيلية التي تحد من التشتت والامتصاص في جسم الإنسان. بالإضافة إلى ذلك، فإن أوميغا-3 عرضة للأكسدة مما يمكن أن يؤدي إلى نكهات غير مرغوب فيها وتقليل الفوائد الصحية. نظرًا لانخفاض توافره الحيوي عن طريق الفم، يجب إعطاء جرعة عالية لتحقيق فوائده العلاجية، مما يؤثر على قبول المستهلك بسبب الطعم والرائحة السمكية غير السارة. للتغلب على هذه التحديات، طور العلماء استراتيجيات تركيبة متنوعة. يتم توضيح ملف التوافر الحيوي لبذور SEEDS وزيت السمك العادي في الشكل 5.

في دراسة عشوائية مزدوجة التعمية أجراها كريستين إي. بريميل وآخرون، أظهر نظام توصيل ذاتي الميكروإيمولسيون (SMEDS) المسمى أكوا سيل زيادة في الامتصاص الكلي لأوميغا-3 (EPA وDHA) بمقدار ستة أضعاف مقارنة بزيت أوميغا-3 غير المستحلب، وذلك بفضل خصائص الاستحلاب الخاصة بأكوا سيل. من خلال استخدام المواد السطحية والمواد السطحية المساعدة، يقوم SMEDS بتفريق أوميغا-3 في مرحلة مائية لتشكيل مستحلبات مستقرة. تعزز هذه المستحلبات التوافر البيولوجي من خلال تسهيل امتصاص الأمعاء وقد تتجاوز الحاجة إلى الدهون الغذائية لتحقيق الامتصاص الأمثل.
تمت دراسة أنظمة توصيل الأدوية الذاتية النانوإموليشن (SNEDDS) لتعزيز توافر DHA الحيوي بواسطة Alhakamy Na وآخرين للتغلب على القيود المفروضة بسبب ذوبانه الضعيف. كان حجم القطرات الأمثل 111.5 نانومتر، وإمكانات زيتا -23.53 مللي فولت، مما عزز امتصاص واستقرار التركيبة. أدى إعطاء SNEDDS إلى زيادة بمقدار 3.32 مرة في مستويات DHA في البلازما مقارنة بالتشتت المائي، مما يبرز فعالية هذا النهج في التوصيل [53].
تقنيات الميكروكبسولة يمكن أن تمنع أكسدة الأحماض الدهنية أوميغا-3، وتزيد من مدة صلاحيتها، وتخفي النكهات غير المرغوب فيها. كما أنها توفر طريقة فعالة لتثبيت وتحسين إدارة المكونات النشطة بيولوجيًا. تعتبر عمليات التجفيف بالرش والتجمع المعقد من أكثر الطرق التجارية شيوعًا للميكروكبسولة. وقد أجرت دراسة بواسطة ناتاليا كاستيجون وزملائها فحصت تأثيرات عملية الميكروكبسولة على تركيبة الأحماض الدهنية وأفادت بأن الدهون أوميغا-3 الميكروكبسولة ذات أحجام جزيئية تتراوح من 1.5 إلى أظهر إمكانيات كبيرة لتحسين التوافر الحيوي [54].

زيوت أوميغا-3 عرضة للأكسدة والهجوم الميكروبي مما يقلل من توافرها الحيوي الفموي. تقدم الدراسة التي أجراها حامد وآخرون استراتيجية واعدة تتمثل في دمج إكليل الجبل في ميكروكبسولات لتثبيتها ضد كل من الأكسدة والميكروبات. يتم استخدام المالتوديكسترين والصمغ العربي كمواد جدارية لتشكيل الميكروكبسولات. تفتح هذه التطورات في التركيب إمكانيات زيوت أوميغا-3 لتطبيقات الأغذية الوظيفية والمكملات الغذائية.

تم دمج زيت بذور الكتان والماء وإستر السكروز كعامل مستحلب ومضادات الأكسدة لتطوير تركيبة مستحلبة مستقرة فريدة تحتوي على المغذيات الدقيقة وأحماض أوميغا-3 الدهنية (أحماض أوميغا-3 FA). تم تأكيد استقرار التركيبات باستخدام مؤشر استقرار المستحلب واختبار التخفيف وطرق التجميد والذوبان. وفقًا لمعايير منظمة التعاون والتنمية الاقتصادية (OECD)، أظهر تقييم السمية الحادة عن طريق الفم سلامة التركيبات. يُظهر المنتج الذي تم إنشاؤه وعدًا في تحسين المحتوى الغذائي والتوافر البيولوجي لأحماض أوميغا-3 FA في قطاعات الغذاء والمكملات الغذائية.

لعلاج فرط شحميات الدم، تم تطوير وتقييم حوامل الدهون النانوية المستندة إلى أحماض أوميغا-3 الدهنية من أتورفاستاتين (AT) من خلال أبحاث في المختبر وفي الجسم الحي. تم صياغة حوامل الدهون النانوية (NLC) باستخدام تقنية الاستحلاب بالانصهار والتسونيد باستخدام حمض الستاريك، وأحماض أوميغا-3 الدهنية كدهون صلبة وسائلة على التوالي، وتوين 80، وبولوكسان 188 كعامل سطح ومواد مساعدة مثل الليسيثين من فول الصويا. أظهرت نتائج اختبار MTT توافقًا مع خطوط خلايا L929 (الخلايا الليفية الفأرية)، وكان لدى NLC نمط مستدام من إطلاق الدواء. كشفت الأبحاث حول تأثير العلاج الفموي المضاد لفرط شحميات الدم عن انخفاض كبير في مستويات LDL وTG في الدم.

يجب أن تحتوي الحمية المتوازنة المناسبة على الدهون والزيوت. إن استهلاك النوع والكمية الصحيحة من الدهون أو الزيوت أمر حاسم للحفاظ على صحة جيدة والوقاية من الأمراض. وفقًا لإرشادات النظام الغذائي لإدارة الغذاء والدواء الأمريكية، “يجب أن تأتي 20-35 في المئة من السعرات الحرارية اليومية من الدهون الغذائية.” تم الاعتراف بمطالبة صحية صالحة للأغذية التقليدية والمكملات الغذائية التي تحتوي على EPA وDHA من قبل إدارة الغذاء والدواء في عام 2004. وفقًا لهذه المطالبة الصحية، “قد يقلل استهلاك أحماض EPA وDHA الدهنية أوميغا-3 من خطر الإصابة بأمراض القلب التاجية”؛ ومع ذلك، فإن الأدلة داعمة بدلاً من أن تكون مقنعة. بالإضافة إلى ذلك، تنص إدارة الغذاء والدواء على أن ملصقات المكملات الغذائية لا يمكن أن تقترح جرعة يومية من EPA وDHA تزيد عن 2 جرام. وفقًا لإرشادات النظام الغذائي لعام 2005، يجب أن تحتوي الحمية الصحية على أقل من من السعرات الحرارية من الدهون المشبعة وأقل من 300 ملغ من الكوليسترول يوميًا. كما تؤكد الإرشادات الغذائية على أن مصادر الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة والأحادية غير المشبعة، مثل الأسماك والمكسرات والزيوت النباتية، يجب أن تشكل الغالبية العظمى من الدهون والزيوت الغذائية. يبحث منتجو المواد الغذائية عن المزيد من الفرص لتضمين أوميغا-3 في تركيباتهم مع استمرار الطلب من العملاء على المزيد من المنتجات الغنية بالمغذيات.
على مدى العشرين عامًا الماضية، قامت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) وغيرها من الهيئات التنظيمية الدولية بتقييم بعض مصادر زيت DHA أو الغني بـ DHA لإمكانية تضمين DHA في الأطعمة المخصصة للاستهلاك البشري. تعتبر GRN 137 واحدة من إشعارات GRAS الأمريكية ذات الصلة (FDA، 2008). تضمنت كل إشعار GRAS تفاصيل وبيانات من دراسات سريرية لدعم سلامة المكونات المقترحة من DHA للاستخدام في الأطعمة المخصصة للاستهلاك البشري.
لقد وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على استخدام بعض الادعاءات الصحية المؤهلة بشأن قدرة الأطعمة والمكملات الغذائية التي تحتوي على أحماض أوميغا-3 الدهنية، EPA وDHA، على خفض ضغط الدم وتقليل خطر ارتفاع ضغط الدم وأمراض القلب التاجية. تم إصدار الحكم استجابةً لطلب تم تقديمه في عام 2014 من قبل المنظمة العالمية لأحماض أوميغا-3 EPA وDHA (GOED).
لخفض حدوث الأحداث القلبية الوعائية لدى بعض المرضى الذين يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية (CVD) أو الذين لديهم مخاطر عالية للإصابة بها، قامت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) بتفويض استخدام جديد للإيكوسابنت إيثيل (فاسسيبا)، وهو دواء يعد نسخة مصفاة بشكل كبير من حمض الإيكوسابنتاينويك (EPA)، وهو حمض دهني أوميغا-3 موجود في الأسماك. العلامة التجارية EPA/DHA إيبانوفا من أسترازينيكا ونسختان جنريك، والتي تستهدف جميعها فرط ثلاثي الغليسريد (مستويات ثلاثي الغليسريد من أو أكبر)، تم اعتمادها من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. قامت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية بتفويض دوائين جنريكين من أوميغا-3 EPA/DHA: دواء أومترغ من شركة تيفا للأدوية (ANDA #091028) ودواء أومترغ من شركة TRYGG Pharma AS (NDA #204977)، الذي يتم تطويره بشكل مشترك
تملكها شركة ليندساي غولدبرغ ذ.م.م وشركة آكر بيو مارين إيه إس إيه [60].

لا يُنصح للأمهات المرضعات باستخدام مكملات DHA أو EPA، ومع ذلك، فإن هذه المكملات يمكن أن تكون مركزة للغاية (حتى ستة إلى أربعة عشر ضعف مستويات المصل)، مع مجرد من DHA المطلوب يوميًا.

زيت السمك ومكملات أوميغا-3 الغذائية الأخرى تتفاعل مع الأدوية الموصوفة مما يؤدي إلى آثار سلبية، لذا يجب تناولها بالتشاور مع طبيب.

مثال: الكومادين، أو الوارفارين، ومضادات التخثر المماثلة: على الرغم من أنه يبدو أقل فعالية من الأسبرين، يمكن أن يظهر زيت السمك تأثيرات مضادة للصفيحات عند تناوله بجرعات كبيرة. عند استخدامه مع الوارفارين، قد يتسبب زيت السمك في زيادة زمن التخثر، كما يتضح من ارتفاع النسبة الدولية المعيارية (INR). ومع ذلك، أفادت الدراسات أن الجرعات من يوم زيت السمك لا يؤثر على حالة مضادات التخثر لدى المرضى وخطر النزيف الذي له دلالة سريرية [61، 62].

يمكن أن تؤدي التهاب الجلد والجلد الخشن المتقشر إلى نقص في الأحماض الدهنية الأساسية، وخاصة أوميغا-3 أو أوميغا-6. يؤدي نقص أحماض أوميغا-3 الدهنية إلى انخفاض في تركيز DHA في البلازما والأنسجة. ومع ذلك، لا توجد جرعات محددة من DHA أو EPA تتجاوزها النقاط النهائية الوظيفية المتعلقة بالاستجابة المناعية أو وظيفة الدماغ أو البصر، أو كليهما، تتعرض للخطر.

تم الإبلاغ عن أقصى تركيزات البلازما من EPA و DHA بعد خمس إلى تسع ساعات من الإدارة الفموية، ولكنها غير ملحوظة حتى مرور أسبوعين من الجرعة المنتظمة. نصف عمر EPA هو 37 ساعة ونصف عمر DHA هو 48 ساعة عند إعطائهما بشكل متكرر.

استنادًا إلى بيانات من المسح الوطني لفحص الصحة والتغذية (NHANES) الذي أُجري في 2011-2012، فإن الغالبية العظمى من البالغين والأطفال الأمريكيين يتناولون الكميات الموصى بها من أحماض أوميغا-3 الدهنية، أو ALA. متوسط ​​الاستهلاك اليومي من ALA من الطعام هو 1.55 جرام للرجال و1.32 جرام للنساء بين الأطفال والمراهقين الذين تتراوح أعمارهم بين متوسط الاستهلاك اليومي من ALA من الطعام للبالغين (20 عامًا فأكثر) هو 2.06 جرام للرجال و1.59 جرام للنساء. الكمية من DHA وEPA التي يتم الحصول عليها من استهلاك الطعام تشكل نسبة صغيرة نسبيًا من إجمالي الاستهلاك اليومي من الأحماض الدهنية أوميغا-3.
الأحماض (حوالي 40 ملغ للأطفال والمراهقين وحوالي 90 ملغ للبالغين) [7].

البحث عن العناصر الغذائية والمكملات التي يمكن أن تعزز الصحة وجودة الحياة أصبح أكثر شيوعًا. المكملات وخطط النظام الغذائي مثل يمكن أن تؤدي الأحماض الدهنية غير المشبعة المتعددة (PUFAs) إلى تحقيق أقصى فوائد علاجية، وتحسين الشفاء، وتقليل مخاطر الأمراض، وأداء متميز في المنافسات. ALA وEPA وDHA هي الأشكال الثلاثة الرئيسية من الأحماض الدهنية أوميغا-3، وهي عائلة من الدهون الحيوية التي يمكن الحصول عليها من الطعام. التدخلات الغذائية الاستراتيجية والمكملات المستهدفة مع المواد المنقاة تقدم الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFAs) طرق علاجية مساعدة واعدة لإدارة حالات مزمنة متنوعة. تشير تأثيراتها التعديلية على مسارات الالتهاب، وملفات الدهون، وآليات الإشارات الخلوية إلى تطبيقات محتملة في التخفيف من الاضطرابات المناعية الذاتية، والأمراض التنكسية العصبية، وبعض أنواع السرطان، وعوامل خطر القلب والأوعية الدموية. بالإضافة إلى ذلك، تشير الأدلة إلى خصائص واقية عصبيًا وحافظة للرؤية، مما يوسع نطاق تدخلاتها الدوائية المحتملة. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على تحسين الجرعات، وخطط العلاج الشخصية، والتجارب السريرية القوية لتوضيح الإمكانات العلاجية للأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة أوميغا-3 بشكل كامل. تؤكد هذه المراجعة على الإمكانات الدوائية لأوميغا-3 ودورها الحيوي في توفير صحة مثلى.

يعبر المؤلفون عن امتنانهم لكلية KLE للصيدلة في بيلغافي، لتوفيرها بيئة دراسية ملائمة والدعم المستمر.

ساهم جميع المؤلفين في المراجعة، وجمع البيانات، وأثناء إعداد المخطوطة. وقد قرأ جميع المؤلفين المخطوطة ووافقوا عليها.

لم تتلقَ هذه المراجعة أي منحة محددة من وكالات التمويل في القطاعات العامة أو التجارية أو غير الربحية.

غير قابل للتطبيق.

غير قابل للتطبيق.

لا يوجد لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح.

تاريخ الاستلام: 23 مارس 2024 تاريخ القبول: 16 يوليو 2024
نُشر على الإنترنت: 29 يوليو 2024

38 Coderre TJ (2008) Spinal cord mechanisms of hyperalgesia and allodynia. The senses: a comprehensive reference. Elsevier, Netherlands, pp 339-380. https://doi.org/10.1016/B978-012370880-9.00168-7
39. Silva RV, Oliveira JT, Santos BLR, Dias FC, Martinez AMB, Lima CKF, Miranda ALP (2017) Long-chain omega-3 fatty acids supplementation accelerates nerve regeneration and prevents neuropathic pain behavior in mice. Front Pharmacol. https://doi.org/10.3389/fphar.2017.00723
40. Unda SR, Villegas EA, Toledo ME, AsisOnell G, Laino CH (2020) Beneficial effects of fish oil enriched in omega-3 fatty acids on the development and maintenance of neuropathic pain. J Pharm Pharmacol 72:437-447. https://doi.org/10.1111/jphp. 13213
41. Galan Arriero I, Serrano-Munoz D, Gómez-Soriano J, Goicoechea C, Taylor J, Velasco A (2017) The role of omega-3 and omega-9 fatty acids for the treatment of neuropathic pain after neurotrauma. Biochim et Biophys Acta (BBA) – Biomembranes 1859:1629-1635. https://doi.org/10.1016/j. bbamem.2017.05.003
42. NaPier Z, Kanim LEA, Arabi Y, Salehi K, Sears B, Perry M et al (2019) Omega-3 fatty acid supplementation reduces intervertebral disc degeneration. Med Sci Monit 25:9531-9537. https://doi.org/10.12659/MSM. 918649
43. Chong EW-T (2008) Dietary fatty acid and fish intake in the primary prevention of age-related macular degeneration. Arch Ophthalmol 126:826. https://doi.org/10.1001/archopht.126.6.826
44. Ishak WMW, Katas H, Yuen NP, Abdullah MA, Zulfakar MH (2019) Topical application of omega-3-, omega-6-, and omega-9-rich oil emulsions for cutaneous wound healing in rats. Drug Deliv Transl Res 9:418-433. https://doi.org/10.1007/s13346-018-0522-8
45. Garcia Lopez S, Villanueva Arriaga RE, Nájera Medina O, Rodríguez López CP et al (2016) one month of omega-3 fatty acid supplementation improves lipid profiles, glucose levels and blood pressure in overweight schoolchildren with metabolic syndrome. J Pediatr Endocrinol Metab. https://doi.org/10.1515/jpem-2015-0324
46 Bernardi JR, Escobar RS, Ferreira CF, Silveira PP (2012) Fetal and neonatal levels of omega-3: effects on neurodevelopment, nutrition, and growth. Sci World J. https://doi.org/10.1100/2012/202473
47. Nevins JEH, Donovan SM, Snetselaar L, Dewey KG, Novotny R (2021) Omega-3 fatty acid dietary supplements consumed during pregnancy and lactation and child neurodevelopment: a systematic review. J Nutr 151:3483-3494. https://doi.org/10.1093/jn/nxab238
48 Shen SC, Gong C, Jin KQ, Zhou L, Xiao Y, Ma L (2022) Omega-3 fatty acid supplementation and coronary heart disease risks: a meta-analysis of randomized controlled clinical trials. Front Nutr. https://doi.org/10.3389/ fnut.2022.809311
49 Dong Y, Zhu H, Chen L, Huang Y, Christen W, Cook NR, Copeland T, Mora S, Buring JE, Lee IM, Costenbader KH, Manson JAE (2022) Effects of vitamin D3 and marine omega-3 fatty acids supplementation on biomarkers of systemic inflammation: 4-year findings from the VITAL randomized trial. Nutrients. https://doi.org/10.3390/nu14245307
50. Arab-Tehrany E, Jacquot M, Gaiani C, Imran M, Desobry S, Linder M (2012) Beneficial effects and oxidative stability of omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids. Trends Food Sci Technol 25:24-33. https://doi.org/ 10.1016/j.tifs.2011.12.002
51. Jensen HA, Sørensen A-DM, Hansen LT, Bøknæs N, Mejlholm O, Jacobsen C (2023) Effect of artificial light on the lipid oxidation of whole, cooked Northern shrimp (Pandalus borealis) during frozen storage. Food Chemistry Advances 3:100369. https://doi.org/10.1016/j.focha.2023.100369
52. Bremmell KE, Briskey D, Meola TR, Mallard A, Prestidge CA, Rao A (2020) A self-emulsifying omega-3 ethyl ester formulation (AquaCelle) significantly improves eicosapentaenoic and docosahexaenoic acid bioavailability in healthy adults. Eur J Nutr 59:2729-2737. https://doi.org/10.1007/ s00394-019-02118-x
53. Alhakamy NA, Aldawsari HM, Hosny KM, Ahmad J, Akhter S, Kammoun AK, Alghaith AF, Asfour HZ, Al-Rabia MW, Md S (2020) Formulation design and pharmacokinetic evaluation of docosahexaenoic acid containing self-nanoemulsifying drug delivery system for oral administration. Nanomater Nanotechnol 10:184798042095098. https://doi.org/10.1177/18479 80420950988
54. Castejon N, Luna P, Senorans FJ (2021) Microencapsulation by spray drying of omega-3 lipids extracted from oilseeds and microalgae: effect on polyunsaturated fatty acid composition. LWT 148:111789. https://doi.org/ 10.1016/j.lwt.2021.111789
55. Hamed S, Elshafei K, El-Sayed H, Abo-Elwafa G, Afifi S, Zahran H (2020) Formulation of multi-functional omega-3 oil rich microcapsules by spray drying methodology. Egypt J Chem. https://doi.org/10.21608/ejchem. 2020.43946.2891
56. Jagtap AA, Badhe YS, Hegde MV, Zanwar AA (2021) Development and characterization of stabilized omega-3 fatty acid and micronutrient emulsion formulation for food fortification. J Food Sci Technol 58:996-1004. https://doi.org/10.1007/s13197-020-04614-z
57. Sreedhar R, Kumar VS, Bhaskaran Pillai AK, Mangalathillam S (2019) Omega-3 fatty acid based nanolipid formulation of atorvastatin for treating hyperlipidemia. Adv Pharm Bull 9:271-280. https://doi.org/10.15171/ apb.2019.031
58. Oklahoma State University. Foods, health and omega-3 oils [Internet] (2017) Available from: https://extension.okstate.edu/fact-sheets/foods-health-and-omega-3-oils.html
59. GRAS Notice 000732: Docosahexaenoic acid oil produced in Schizochytrium sp. | FDA [Internet]. Available from: https://www.fda.gov/ media/112824
60. Harvard Health (2020) FDA approves fish oil-based drug for heart attack and stroke prevention [Internet]. Harvard Health. Available from: https:// www.health.harvard.edu/heart-health/fda-approves-fish-oil-based-drug-for-heart-attack-and-stroke-prevention
61. Grebow J (2020) FDA approves three more omega- 3 drugs. Is this good or bad news for supplements? Nutr Outlook [Internet]. 2020 Nov 15. Available from: https://www.nutritionaloutlook.com/view/fda-approves-three-more-omega-3-drugs-good-or-bad-news-supplements
62. Wachira JK, Larson MK, Harris WS (2014) n-3 Fatty acids affect haemostasis but do not increase the risk of bleeding: clinical observations and mechanistic insights. Br J Nutr 111:1652-1662. https://doi.org/10.1017/ S000711451300425X

تظل شركة سبرينجر ناتشر محايدة فيما يتعلق بالمطالبات القضائية في الخرائط المنشورة والانتماءات المؤسسية.

Keywords Polyunsaturated fatty acid, Molecular mechanisms, Formulation, FDA guidelines, Cardiovascular disease

The interaction of genetics, environment and nature is the foundation for all health and disease. Nutrition is an environmental factor of major importance. The dietary environment in which humans currently reside differs from the existing genetic makeup. Studies on the evolutionary aspects of diet indicate the major changes, particularly in the intake of essential fatty acids and antioxidant content. Dietary habits and lifestyle parameters in today’s modern society have been characterized by.
(1) An increase in energy intake in comparison to energy expenditure.
(2) An increased intake of dietary saturated fat, omega-6 fatty acids and trans fatty acids than that of omega-3 fatty acids.
(3) Diet with less content of complex carbohydrates and fiber.
(4) Diet with more proportions of cereal grains than of fruits and vegetables.
(5) Reduced intake of protein, antioxidants and calcium.

The rise in trans-fatty acids is toxic to human health because it prevents omega-6 and omega-3 fatty acids from desaturating and elongating. As a result, there is less arachidonic acid, eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid available for use in human metabolism. The last 150 years in particular have seen dramatic changes in dietary consumption that have been linked to several malignancies related to the breast [1], colon [2] and prostate [3] as well as chronic disorders including atherosclerosis, essential hypertension, obesity, diabetes, arthritis and other autoimmune diseases. Chronic illness is caused by interactions between genetically regulated biochemical processes sedentary lifestyles and toxic drug exposure, in addition to food [4].
The initial evidence of the health benefits of omega-3 fatty acids, namely eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), came from Greenland Eskimos, who consumed a diet heavy in fish and had low rates of multiple sclerosis, asthma, type I diabetes mellitus and coronary heart disease. Numerous studies have shown that omega- 3 fats are necessary for the body to synthesize cell membranes in the body and their impact on the function of cell receptors in these membranes. They function as the basic component of hormones that regulate clotting, inflammation, and the contraction and relaxation of arterial walls. Moreover, they can attach to cell receptors that regulate genetic activity. These benefits include the prevention of heart disease and stroke, the management of lupus, eczema, rheumatoid arthritis and the function of omega- 3 fats as preventive agents against cancer and other illnesses [5-7].
High polyunsaturated fatty acids (PUFAs) include alpha-linolenic acid (ALA), docosahexaenoic acid (DHA), eicosapentaenoic acid (EPA) and fatty acids. These PUFAs are identified chemically by the presence of a double bond that is three atoms away from the terminal methyl group as displayed in Fig. 1. The presence of multiple double bonds (polyunsaturation) is a key feature of these fatty acids [8]. The carbon chains of omega-3 fatty acids include bends or kinks due to their special structure, which includes many double bonds. In contrast to

saturated fats, which have no double bonds and form solid structures, unsaturated fats are more fluid and flexible due to these kinks that keep the fatty acids from packing closely together. The capacity of this fluidity to provide appropriate membrane permeability and receptor activation is essential to the operation of cell membranes. Omega-3 fats are plentiful; plants contain ALA, while fish and algae have DHA and EPA. Plant oils containing alpha-lipoic acid (ALA) are commonly found in walnuts, edible seeds, flaxseeds and hempseed oil [6]. Mammals must get omega-3 fatty acid from food as they are unable to synthesize it. Therefore, the term “essential for diet” refers to omega- 3 fatty acids [9].

The two primary forms of omega- 3 fats that are vital to human health are EPA and DHA. Since the body cannot generate ALA, it is regarded as an essential fat that is necessary for proper human growth and development. It can be converted into EPA and DHA at a limited rate [7, 10].

Foods rich in ALA include flaxseed, soybean and canola oils from plant oils, walnuts and chia seeds. Fish like salmon, mackerel, tuna, herring and sardines contain higher amounts of EPA and DHA. Some foods fortified with DHA and other omega-3 s include specific brands of yogurt, eggs, milk, juices, soya beverages and Algae oils. Dietary supplements containing re-esterified triglycerides, natural triglycerides, free fatty acids and phospholipids are rich sources of DHA [11-13]. Omega-3 source from natural and dietary supplements is represented in Fig. 2 A and B , respectively .

ALA is the most basic omega-3 fatty acid (18:3n-3). With the help of delta- 15 desaturase, the fatty acid linoleic acid is converted into -linolenic acid by desaturation. Humans are unable to produce -linolenic acid because they lack the enzyme delta15 desaturase. On the other hand, plants can generate -linolenic acid since they contain delta-15 desaturase. Desaturation mostly happens at carbon atoms lower than carbon 9 (counting from the carboxyl carbon). Figure 3 represents the schematic pathway for the synthesis of omega-3 oils.
The hormonal balance, end-product feedback inhibition and nutritional state influence the activities of the
delta-6 and delta-5 desaturases. To convert EPA to DHA (22:6n-3), two carbons must be added to EPA to form DHA ( , or DPA). To make , EPA needs two extra carbons added to it. This protein is subsequently transferred from the endoplasmic reticulum to peroxisomes, where restricted -oxidation removes two carbons to form DHA [16].

Scientific, clinical and industry experts are well aware of the health advantages of omega-3 fatty acids; studies on nearly every bodily system and a wide range of illnesses are shown in Fig. 4. They have an impact on how cell receptors in these membranes function and are

essential for the construction of cell membranes throughout the body. Additionally, they operate as a precursor to the synthesis of hormones that regulate blood clotting, artery wall contraction and relaxation, and inflammation. Moreover, they can attach to cell receptors that control genetic activity. These advantages of omega- 3 fats make them possibly protective against rheumatoid arthritis, lupus, eczema, heart disease, stroke and cancer, among other disorders [7].

Omega-3 fatty acids (OM3FAs) are thought to increase lipo-protein-lipase (LPL) expression, increase fatty acid beta-oxidation, suppress lipogenic gene expression and affect total body lipid accretion, though the precise mechanism of action is still unclear [17-19]. This occurs at the cellular level as a result of omega- 3 fatty acid capacity to bind to peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs), which are transcription factors that alter the expression of genes related to energy balance [20,21]. PPARs control the metabolism of glucose and fatty acids that alter the basal metabolism of cells [22].

The biochemical process by which the body breaks down fat and converts it into energy is called beta-oxidation. OM3FAs primarily work on acetyl-CoA carboxylase and carnitine acetyltransferase 1 (CAT 1) to increase the rate of beta-oxidation, which lowers the body’s amount of triacyl glycerides [17, 18]. Through the carnitine-acylcarnitine translocation, carnitine acetyltransferase modifies fatty acid substrates that facilitate its movement through the inner mitochondrial membrane. It is then converted into acyl-CoA, a precursor substrate employed in several metabolic pathways to produce ATP. Additionally, EPA catalyzes the formation of malonyl CoA, a potent

CAT1 inhibitor, acetyl-CoA carboxylase that decreases feedback inhibition; hence, beta-oxidation is indirectly increased [18, 20].

By activating AMPK/SIRT, which is crucial for cell maintenance and repair, OM3FAs provide favorable antineoplastic effects for the treatment of breast cancer, colorectal cancer, leukemia, gastric cancer, pancreatic cancer, esophageal cancer, prostate cancer, head cancer, neck cancer and lung cancer [23-25]. OM3FAs’ anti-inflammatory properties benefit the treatment of brain disease, cancer, diabetes, rheumatoid arthritis and irritable bowel syndrome. In high-fat tissues such as the brain, the presence of DHA in phospholipid membranes provides a stabilizing and protective impact that contributes to preserving the integrity of neural tissues and cell membranes, thereby improving cognitive function in conditions of Alzheimer’s disease and dementia [26-28].

The pathophysiology of proliferative and degenerative retinal illnesses is linked to variables and processes that are targeted by long-chain polyunsaturated fatty acids (LCPUFAs) for their anti-angiogenic, anti-vaso proliferative and neuroprotective properties. DHA and EPA are also essential components of retinal cell membranes that help in neovascular and cell survival, thus preventing macular degeneration [29].

Table 1 summarizes the mechanism and receptors involved in offering health benefits in various disease conditions.

The meta-analysis by Shichun et al. (2022), which included 14 clinical RCTs with a total of 135,291 subjects, found that participants who consumed omega- 3 supplements showed a significant reduction in major

adverse cardiovascular events (MACEs), cardiovascular death and myocardial infarction (MI) [48]. Similarly, a randomized controlled trial by Dong et al. (2022), part of the VITAL trial, found that participants who consumed omega-3 supplements showed a significant reduction in markers of inflammation compared to the placebo group. This study investigated the effects of Vitamin D3 and marine omega-3 fatty acids on systemic inflammatory biomarkers over four years. These findings underscore the potential health benefits of omega- 3 supplementation in reducing both cardiovascular events and inflammation [49].

Foods high in polyunsaturated fatty acids impose a major issue concerning stability that affects their shelf life, consumer acceptability, functioning, safety and nutritional value. The occurrence of fatty acid oxidation notably the aldehydes such as malondialdehyde (MDA) and 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE) that crosslink to proteins and bind covalently to nucleic acids has been linked to the aging process, mutagenesis and development of cancer. Lipid oxidation is accelerated by surface area, heating, irradiation, light and oxygen availability, and other factors, which reduce product stability and shelf life [50].

Initiation phase Formation of free radicals: Unsaturated fatty acids react with pro-oxidants, including lipoxygenases, singlet oxygen and transition metals, especially iron, to generate lipid radicals, which take out one hydrogen atom.

Hydroperoxides can undergo further decomposition, leading to a complex mixture of volatile and non-volatile secondary oxidation products containing various functional groups like hydroxy, aldehyde, epoxy and ketone. The degree of oxidation is influenced by intrinsic factors such as fatty acid composition, endogenous iron and extrinsic factors such as pH , temperature, oxygen availability, etc. [50].

The PUFAs are highly unsaturated, which makes them extremely prone to oxidation. This can lead to the generation of harmful hydroperoxides, off-flavors and a reduced shelf life of the product. Microencapsulating the lipid that has to be preserved is one such approach to prevent oxidation that can prevent or postpone the oxidation of polyunsaturated fatty acids while shielding them from light and heat damage. To improve the preservation of oils, encapsulating agents such as plant gums, modified starch, gelatine, milk protein or dextrin, and modified cellulose have been used. Techniques used for encapsulation are spray-drying, freeze-drying and double coating [50].

Omega-3 LC-PUFA is highly susceptible to physical and chemical alterations as a result of light exposure and temperature variations. Modified environment packaging, [MAP], is a commonly used technology to increase the quality and shelf life of perishable omega-3 LC-PUFAcontaining products [51].

Incorporating omega-3 into formulation presents unique challenges due to its high lipophilic properties that limit dispersion and absorption in the human body. Additionally, omega-3 s are susceptible to oxidation which can lead to undesirable flavors and reduced health benefits. Due to its poor oral bioavailability, a high dose needs to be administered for its therapeutic benefits which affect consumer acceptance because of unpleasant fishy taste and odor. To overcome these challenges, scientists have developed various formulation strategies. The bioavailability profile of SEEDS and normal fish oil is illustrated in Fig. 5.

In a randomized, double-blind study conducted by Kristen E. Bremmell et al., Aqua Celle, a patented self-microemulsifying delivery system (SMEDS), demonstrated an increase in total absorption of omega-3 (EPA and DHA) sixfold when compared to non-emulsified omega 3 oil attributed to Aqua Celle’s emulsifying properties. By employing surfactants and co-surfactants, SMEDS disperse omega-3 s into an aqueous phase forming stable emulsions. These emulsions enhance bioavailability by facilitating intestinal uptake and potentially bypassing the need for dietary fat for optimal absorption [52].
Self-nanoemulsifying drug delivery systems (SNEDDS) to enhance DHA bioavailability were investigated by Alhakamy Na et al. to overcome the limit imposed due to its poor solubility. The optimum droplet size of 111.5 nm , and zeta potential – 23.53 mV enhanced absorption and stability of the formulation. SNEDDS administration resulted in a 3.32 -fold increase in DHA plasma levels in comparison to that of the aqueous dispersion, highlighting the efficacy of this delivery approach [53].
Microencapsulation techniques can prevent oxidation of omega-3 fatty acids, increase their shelf life and mask unpleasant flavors. It also provides an effective method for stabilizing and improving the administration of bioactive ingredients. Spray drying and complex coacervation processes are the most popular commercial approaches for microencapsulation. A study by Natalia Castejon et al. examined the effects of the microencapsulation process on the composition of fatty acids and reported that microencapsulated omega-3 lipids with particle sizes ranging from 1.5 to showed significant potential for enhancement of bioavailability [54].

Omega-3 oils are susceptible to oxidation and microbial attack which reduces their oral bioavailability. The study by Hamed et al. presents a promising strategy of combining rosemary in microcapsule to stabilize against both oxidation and microbes. Maltodextrin and arabic gum are used as wall material for microcapsule formation. These advancements in formulation unlock the potential of omega- 3 oils for functional food and nutraceutical applications [55].

Flaxseed oil, water, sucrose ester as an emulsifier, and antioxidants were combined to develop a unique stabilized emulsified formulation that contained micronutrients and omega-3 fatty acid (omega-3 FA). The stability of the formulations was confirmed using the emulsion stability index, dilution test and freeze-thaw methods. According to OECD criteria, an acute oral toxicity assessment demonstrated the formulations’ safety. The created product shows promise for improving the nutritive content and bioavailability of omega-3 FA in the food and nutraceutical sectors [56].

To treat hyperlipidemia, omega-3 fatty acid-based nanostructured lipid carriers of atorvastatin (AT) were developed and assessed through in vitro and in vivo research. Nanolipid carriers (NLC) were formulated by the melt emulsification ultrasonication technology using stearic acid, omega-3 fatty acid as solid and liquid lipid, respectively, Tween 80, poloxamer 188 as surfactant and co-surfactant soya-lecithin. The MTT assay findings demonstrated compatibility with L929 (mouse fibroblast) cell lines, and NLCs had a sustained pattern of drug release. Research on the anti-hyperlipidemic effect of oral treatment revealed a substantial drop in blood LDL and TG levels [57].

There should be fats and oils in a suitable, well-balanced diet. Consuming the right kind and quantity of fat or oil is crucial for maintaining good health and preventing sickness. According to the US Food and Drug Administration’s Dietary Guidelines, “20-35 percent of the daily calories should come from dietary fats.” A valid health claim for EPA and DHA-containing conventional foods and dietary supplements was recognized by the FDA in 2004. According to this health claim, “consumption of EPA and DHA omega-3 fatty acids may reduce the risk of coronary heart disease”; however, the evidence is supportive rather than convincing. Additionally, the FDA states that dietary supplement labels cannot suggest a daily dose of EPA and DHA greater than 2 g . According to the 2005 Dietary Guidelines, a healthy diet should contain fewer than of calories from saturated fats and less than 300 mg of cholesterol daily. The Dietary Guidelines also stress that sources of polyunsaturated and monounsaturated fatty acids, such as fish, nuts and vegetable oils, should account for the majority of dietary fats and oils. Food producers are looking for many more chances to include omega-3 in their formulas as customers continue to demand more nutrient-dense goods [58].
Over the last 20 years, the FDA and other international regulatory bodies have assessed some DHA or DHA-rich oil sources for the possible inclusion of DHA in foods intended for human consumption. GRN 137 is one of the pertinent US GRAS notifications (FDA, 2008). Every GRAS notification included details and data from clinical studies to substantiate the suggested DHA constituents’ safety for use in food intended for human consumption.
The FDA has approved the use of certain qualified health claims on the ability of foods and dietary supplements containing the omega-3 fatty acids, EPA and DHA, to lower blood pressure and lower the risk of hypertension and coronary heart disease. The ruling was issued in response to a petition that was brought in 2014 by the Global Organization for EPA and DHA Omega-3 (GOED) [59].
To lower the incidence of cardiovascular events in some patients with or at high risk for cardiovascular disease (CVD), the FDA authorized a new use for icosapent ethyl (Vascepa), a medication that is a highly refined version of eicosapentaenoic acid (EPA), an omega-3 fatty acid found in fish. The EPA/DHA brand-name Epanova from AstraZeneca and two generic versions, which all target hypertriglyceridemia (triglyceride levels of or greater), were authorized by the FDA. The FDA authorized two generic omega-3 EPA/DHA medications: Teva Pharmaceuticals’ Omtryg (ANDA #091028) and TRYGG Pharma AS’s Omtryg (NDA #204977), which is jointly
owned by Lindsay Goldberg LLC and Aker BioMarine ASA [60].

It is not advised for nursing mothers to use DHA or EPA supplements, nevertheless, as these supplements can be extremely concentrated (up to six to fourteen times serum levels), with just of DHA needed daily.

Fish oil and other omega-3 dietary supplements interact with prescription drugs leading to adverse effects and hence should be consumed in consultation with a physician.

Ex: Coumadin, or warfarin, and comparable anticoagulants: Even though it seems to be less effective than aspirin, fish oil can show antiplatelet effects when taken in large doses. When used with warfarin, fish oil may cause longer clotting times, as seen by a higher international normalized ratio (INR). However, studies reported that dosages of day of fish oil do not affect patients’ anticoagulant status and the risk of hemorrhage that is clinically meaningful [61, 62].

Dermatitis and rough scaly skin can result from a lack of critical fatty acids, specifically omega- 3 s or omega- 6 s . A deficiency of omega-3 fatty acids leads to a decrease in the concentration of DHA in the plasma and tissue. However, there are no established DHA or EPA cutoff doses beyond which functional endpoints related to immunological response, brain or visual function, or both are compromised [7].

Maximum EPA and DHA plasma concentrations have been reported five to nine hours on oral administration, but unnoticeable until two weeks of regular dosage. The half-life of EPA is 37 h and that of DHA is 48 h when given repeatedly [62].

Based on data from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) conducted in 20112012, the majority of American adults and children ingest the recommended quantities of omega-3 fatty acids, or ALA. The average daily intake of ALA from food is 1.55 g for men and 1.32 g for females among children and teenagers aged . The average daily intake of ALA from food for adults ( 20 years of age and older) is 2.06 g for men and 1.59 g for women. The quantity of DHA and EPA that are obtained by food consumption makes up relatively little of the total daily intake of omega-3 fatty
acids (approximately 40 mg for children and teenagers and around 90 mg for adults) [7].

The search for nutrients and supplements that can enhance health and quality of life is becoming more popular. Supplements and dietary plans like PUFAs can lead to maximum therapeutic benefits, improved healing, lower risk of disease and elite performance in competition. ALA, EPA and DHA are the three primary forms of omega-3 fatty acids, which are a family of vital lipids that may be gained from food. Strategic dietary interventions and targeted supplementation with purified PUFAs offer promising adjuvant therapeutic modalities for managing various chronic conditions. Their modulatory effects on inflammatory pathways, lipid profiles and cellular signaling mechanisms suggest potential applications in mitigating autoimmune disorders, neurodegenerative diseases, certain cancers and cardiovascular risk factors. Additionally, evidence points toward neuroprotective and vision-preserving properties, broadening the scope of their potential pharmacological interventions. Future research should focus on dose optimization, personalized treatment plans and robust clinical trials to fully elucidate the therapeutic potential of Omega-3 PUFAs. This review underscores the pharmacological potential of omega-3 and its vital role in providing optimal health.

The authors express their gratitude to KLE College of Pharmacy, Belagavi, for providing a conducive study environment and ongoing encouragement.

All the authors contributed to the review, for collection of data, and while manuscript preparation. All authors have read and approved the manuscript.

This review did not receive any specific grant from funding agencies in the public, commercial or not-for-profit sectors.

Not applicable.

Not applicable.

Authors do not have any conflict of interest.

Received: 23 March 2024 Accepted: 16 July 2024
Published online: 29 July 2024

38 Coderre TJ (2008) Spinal cord mechanisms of hyperalgesia and allodynia. The senses: a comprehensive reference. Elsevier, Netherlands, pp 339-380. https://doi.org/10.1016/B978-012370880-9.00168-7
39. Silva RV, Oliveira JT, Santos BLR, Dias FC, Martinez AMB, Lima CKF, Miranda ALP (2017) Long-chain omega-3 fatty acids supplementation accelerates nerve regeneration and prevents neuropathic pain behavior in mice. Front Pharmacol. https://doi.org/10.3389/fphar.2017.00723
40. Unda SR, Villegas EA, Toledo ME, AsisOnell G, Laino CH (2020) Beneficial effects of fish oil enriched in omega-3 fatty acids on the development and maintenance of neuropathic pain. J Pharm Pharmacol 72:437-447. https://doi.org/10.1111/jphp. 13213
41. Galan Arriero I, Serrano-Munoz D, Gómez-Soriano J, Goicoechea C, Taylor J, Velasco A (2017) The role of omega-3 and omega-9 fatty acids for the treatment of neuropathic pain after neurotrauma. Biochim et Biophys Acta (BBA) – Biomembranes 1859:1629-1635. https://doi.org/10.1016/j. bbamem.2017.05.003
42. NaPier Z, Kanim LEA, Arabi Y, Salehi K, Sears B, Perry M et al (2019) Omega-3 fatty acid supplementation reduces intervertebral disc degeneration. Med Sci Monit 25:9531-9537. https://doi.org/10.12659/MSM. 918649
43. Chong EW-T (2008) Dietary fatty acid and fish intake in the primary prevention of age-related macular degeneration. Arch Ophthalmol 126:826. https://doi.org/10.1001/archopht.126.6.826
44. Ishak WMW, Katas H, Yuen NP, Abdullah MA, Zulfakar MH (2019) Topical application of omega-3-, omega-6-, and omega-9-rich oil emulsions for cutaneous wound healing in rats. Drug Deliv Transl Res 9:418-433. https://doi.org/10.1007/s13346-018-0522-8
45. Garcia Lopez S, Villanueva Arriaga RE, Nájera Medina O, Rodríguez López CP et al (2016) one month of omega-3 fatty acid supplementation improves lipid profiles, glucose levels and blood pressure in overweight schoolchildren with metabolic syndrome. J Pediatr Endocrinol Metab. https://doi.org/10.1515/jpem-2015-0324
46 Bernardi JR, Escobar RS, Ferreira CF, Silveira PP (2012) Fetal and neonatal levels of omega-3: effects on neurodevelopment, nutrition, and growth. Sci World J. https://doi.org/10.1100/2012/202473
47. Nevins JEH, Donovan SM, Snetselaar L, Dewey KG, Novotny R (2021) Omega-3 fatty acid dietary supplements consumed during pregnancy and lactation and child neurodevelopment: a systematic review. J Nutr 151:3483-3494. https://doi.org/10.1093/jn/nxab238
48 Shen SC, Gong C, Jin KQ, Zhou L, Xiao Y, Ma L (2022) Omega-3 fatty acid supplementation and coronary heart disease risks: a meta-analysis of randomized controlled clinical trials. Front Nutr. https://doi.org/10.3389/ fnut.2022.809311
49 Dong Y, Zhu H, Chen L, Huang Y, Christen W, Cook NR, Copeland T, Mora S, Buring JE, Lee IM, Costenbader KH, Manson JAE (2022) Effects of vitamin D3 and marine omega-3 fatty acids supplementation on biomarkers of systemic inflammation: 4-year findings from the VITAL randomized trial. Nutrients. https://doi.org/10.3390/nu14245307
50. Arab-Tehrany E, Jacquot M, Gaiani C, Imran M, Desobry S, Linder M (2012) Beneficial effects and oxidative stability of omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids. Trends Food Sci Technol 25:24-33. https://doi.org/ 10.1016/j.tifs.2011.12.002
51. Jensen HA, Sørensen A-DM, Hansen LT, Bøknæs N, Mejlholm O, Jacobsen C (2023) Effect of artificial light on the lipid oxidation of whole, cooked Northern shrimp (Pandalus borealis) during frozen storage. Food Chemistry Advances 3:100369. https://doi.org/10.1016/j.focha.2023.100369
52. Bremmell KE, Briskey D, Meola TR, Mallard A, Prestidge CA, Rao A (2020) A self-emulsifying omega-3 ethyl ester formulation (AquaCelle) significantly improves eicosapentaenoic and docosahexaenoic acid bioavailability in healthy adults. Eur J Nutr 59:2729-2737. https://doi.org/10.1007/ s00394-019-02118-x
53. Alhakamy NA, Aldawsari HM, Hosny KM, Ahmad J, Akhter S, Kammoun AK, Alghaith AF, Asfour HZ, Al-Rabia MW, Md S (2020) Formulation design and pharmacokinetic evaluation of docosahexaenoic acid containing self-nanoemulsifying drug delivery system for oral administration. Nanomater Nanotechnol 10:184798042095098. https://doi.org/10.1177/18479 80420950988
54. Castejon N, Luna P, Senorans FJ (2021) Microencapsulation by spray drying of omega-3 lipids extracted from oilseeds and microalgae: effect on polyunsaturated fatty acid composition. LWT 148:111789. https://doi.org/ 10.1016/j.lwt.2021.111789
55. Hamed S, Elshafei K, El-Sayed H, Abo-Elwafa G, Afifi S, Zahran H (2020) Formulation of multi-functional omega-3 oil rich microcapsules by spray drying methodology. Egypt J Chem. https://doi.org/10.21608/ejchem. 2020.43946.2891
56. Jagtap AA, Badhe YS, Hegde MV, Zanwar AA (2021) Development and characterization of stabilized omega-3 fatty acid and micronutrient emulsion formulation for food fortification. J Food Sci Technol 58:996-1004. https://doi.org/10.1007/s13197-020-04614-z
57. Sreedhar R, Kumar VS, Bhaskaran Pillai AK, Mangalathillam S (2019) Omega-3 fatty acid based nanolipid formulation of atorvastatin for treating hyperlipidemia. Adv Pharm Bull 9:271-280. https://doi.org/10.15171/ apb.2019.031
58. Oklahoma State University. Foods, health and omega-3 oils [Internet] (2017) Available from: https://extension.okstate.edu/fact-sheets/foods-health-and-omega-3-oils.html
59. GRAS Notice 000732: Docosahexaenoic acid oil produced in Schizochytrium sp. | FDA [Internet]. Available from: https://www.fda.gov/ media/112824
60. Harvard Health (2020) FDA approves fish oil-based drug for heart attack and stroke prevention [Internet]. Harvard Health. Available from: https:// www.health.harvard.edu/heart-health/fda-approves-fish-oil-based-drug-for-heart-attack-and-stroke-prevention
61. Grebow J (2020) FDA approves three more omega- 3 drugs. Is this good or bad news for supplements? Nutr Outlook [Internet]. 2020 Nov 15. Available from: https://www.nutritionaloutlook.com/view/fda-approves-three-more-omega-3-drugs-good-or-bad-news-supplements
62. Wachira JK, Larson MK, Harris WS (2014) n-3 Fatty acids affect haemostasis but do not increase the risk of bleeding: clinical observations and mechanistic insights. Br J Nutr 111:1652-1662. https://doi.org/10.1017/ S000711451300425X

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.