Gli omega-3 appartengono a un gruppo di acidi grassi polinsaturi definito essenziale (o AGE o PUFA), quindi non sintetizzabili dagli esseri umani, che devono pertanto introdurli con l’alimentazione o con una specifica integrazione.
Sono essenziali: l’acido linoleico, appartenente al gruppo degli acidi grassi detti omega-6, e l’acido linolenico (α-linolenico), appartenente al gruppo degli acidi grassi detti omega-3, la cui fonte principale è data dall’olio di semi di lino, dai semi di zucca e dalle noci. A partire da questi 2 acidi grassi essenziali l’organismo può intervenire enzimaticamente per ricavarne di ulteriori, appartenenti ai rispettivi gruppi di partenza (omega-6 o omega-3), dei quali l’acido linoleico e linolenico sono evidentemente precursori. Partendo dall’acido linolenico può ricavare tra gli altri DHA (acido docosaesaenoico) e EPA (acido eicosapentaenoico), entrambi ovviamente appartenenti al gruppo degli omega-3, con funzioni determinanti sotto il profilo cardiocircolatorio (incluse funzioni antiaritmiche) e dell’assetto lipidico.
La principale funzione svolta dagli omega-3 è quella di contrastare l’innalzamento del colesterolo ematico e delle LDL (lipoproteine a bassa densità). I più importanti appartenenti a questa categoria sono l’acido alfa-linolenico (ALA), l’acido eicosapentanoico (EPA), l’acido decosaesanoico (DHA). L’organismo sintetizza EPA e DHA partendo dall’acido alfa-linolenico (ALA) all’interno delle ghiandole sessuali e surrenali, nelle cellule cerebrali, ecc. EPA e DHA possono essere introdotti anche con l’alimentazione, sfruttando gli alimenti che ne contengono in misura maggiore. L'ALA, precursore degli altri due tipi di omega-3 più attivi: l'EPA e il DHA è presente in alimenti come semi di lino, noci e olio di canola; EPA si trova principalmente in pesci grassi, come il salmone, le sardine e il tonno ed è noto per le sue proprietà anti-infiammatorie e cardio-protettive; DHA è anch’esso presente nei pesci grassi ed è essenziale per la salute del cervello, degli occhi e del sistema nervoso.
L’introduzione diretta di EPA e DHA mediante l’alimentazione diviene particolarmente importante nei soggetti che hanno superato i 30 anni, per il fisiologico processo di declino enzimatico che provvede alla loro sintesi partendo da ALA. Per questa ragione molto spesso gli integratori alimentari contengono direttamente EPA e DHA, e anche per quanto attiene la propria dieta è necessario valutarne la presenza e non limitarsi a conteggiare le quote di acido alfa-linolenico.
Gli integratori di omega-3 sono disponibili in diverse formulazioni tra cui: capsule di olio di pesce (è la forma più comune); olio di alghe (utilizzato soprattutto da vegetariani e vegani), olio di krill (derivano da una piccola specie di crostaceo).
Sebbene gli omega-3 siano generalmente sicuri, possono verificarsi alcuni effetti collaterali tra cui: disturbi gastrointestinali come eruttazioni o diarrea; azione anticoagulante; interazioni con alcuni farmaci.
Effetti epigenetici e ricadute nell’ambito della PNEI: Gli acidi grassi polinsaturi a catena lunga (LCPUFAs) della famiglia omega-3, abbondanti tra l’altro nell'olio di pesce, hanno dimostrato di avere un impatto significativo sui disturbi psichiatrici. Esiste una recente raccomandazione per la supplementazione orale come trattamento aggiuntivo per gli adulti con disturbo depressivo maggiore[1], ma risultati promettenti emergono anche per quanto riguarda il disturbo bipolare, disturbi di personalità, soggetti ad alto rischio di eventi psicotici, disturbo da deficit di attenzione/iperattività e disturbi dello spettro autistico.
La gestione dell'infiammazione cerebrale attraverso gli omega-3 potrebbe offrire nuove prospettive nel trattamento di disturbi psicotici e merita quindi ulteriori indagini e sperimentazioni cliniche.
Svolgono un ruolo cruciale nella regolazione del sistema immunitario e dell'infiammazione, sono stati individuati recettori per i metaboliti degli omega-3 sui globuli bianchi, capaci di contribuire a rallentare il processo infiammatorio[2]. Questa capacità può essere ulteriormente correlata a benefici per la salute mentale, poiché l'infiammazione cronica è stata associata a disturbi dell'umore tra cui la depressione.
Le ricerche hanno dimostrato che possono aumentare il tono vagale, parametro importante per il benessere del sistema nervoso autonomo e per la risposta a condizioni di stress[3], un tono vagale elevato è associato infatti a una migliore gestione dello stress, a una riduzione dell'ansia e alla promozione di una maggiore resilienza.
Gli omega-3 possono influenzare positivamente l'ambiente intestinale, favorendo una buon equilibrio del microbiota e riducendo a cascata l'infiammazione nel tratto gastrointestinale. Il rapporto ottimale per simili effetti si ritiene possa essere quello che prevede almeno il 60% di EPA e meno del 40% di DHA[4].
In termini riepilogativi si ricorda che sotto il profilo della PNEI e dell’epigenetica sono associati a miglioramenti della memoria, dell'umore e nella protezione contro disturbi neurologici, sono nutrienti chiave per il sistema nervoso e sono componenti strutturali delle membrane cellulari nel cervello e nei neuroni. Influenzano la produzione di neurotrasmettitori come la serotonina, che regola l'umore e la funzione cognitiva, svolgono un ruolo cruciale nella trasmissione dei segnali nervosi, nel mantenimento della plasticità sinaptica e nella regolazione dell'infiammazione cerebrale. Favoriscono la crescita di batteri benefici, migliorando così l’efficacia degli psicobiotici.
Recentemente sono emerse sempre più evidenze scientifiche sul ruolo cruciale degli omega-3 nell'epigenetica e nello sviluppo cerebrale, correlandoli all’intero processo di proliferazione e differenziazione delle cellule staminali neurali, degli astrociti e dei neuroni, nella comunicazione intercellulare sia nel corso dello sviluppo del cervello che nelle fasi di invecchiamento, da qui l’interesse per le implicazioni terapeutiche potenziali nella prevenzione e nella terapia di alcune malattie neurodegenerative.
Gli omega-3 possono modificare la metilazione del DNA, gli istoni e l'espressione di microRNA e a queste interazioni sono ascrivibili anche il rallentamento nella progressione di malattie come l'Alzheimer e il morbo di Parkinson, proteggendo le cellule cerebrali dalla degenerazione e dalla morte.
Inoltre, in considerazione della plasticità e della regolazione epigenetica durante lo sviluppo e delle correlazioni con le malattie che si manifestano in età adulta, la supplementazione con omega-3 durante la gestazione o l'infanzia precoce, così come la nutrizione durante i primi stadi della vita, è di crescente interesse[5].
La supplementazione negli adulti ha fatto emergere o ipotizzare numerose ricadute in termini epigenetici, su modelli murini e cellule HeLa[6] ha dimostrato che i grandi raft lipidici[7] possono sopprimere l'attivazione cellulare attraverso il coinvolgimento della risposta infiammatoria. Inoltre è stato osservato che la supplementazione riduce l'espressione della leptina, che è coinvolta nel controllo dell'appetito e del metabolismo (si veda capitolo 7), attraverso studi condotti su esseri umani da cui si evince che questo dipende da cambiamenti nella metilazione del DNA nei geni coinvolti nella via della leptina[8].
Studi su modelli murini dimostrano che la dieta materna arricchita con acidi grassi omega-3 può indurre cambiamenti epigenetici a livello genomico nel tessuto mammario della prole, con conseguente modulazione dei modelli di espressione genica. In particolare con l’attivazioni delle vie legate alla risposta all'interferone-gamma, all'apoptosi, alla riparazione del DNA e alla risposta infiammatoria. Questi risultati indicano la presenza di proprietà anti-cancerogene degli acidi grassi omega-3 e forniscono evidenze di cambiamenti trascrizionali che favoriscono il blocco della proliferazione cellulare aberrante nella prole[9].
Uno studio[10] trasversale su 298 adulti (137 uomini e 161 donne) senza storia clinica di malattie cardiovascolari o cancro, ha misurato i livelli di metilazione nel DNA di ABCA1 (gene che codifica per la proteina modulatrice del colesterolo HDL) nei leucociti. I livelli medi di metilazione sono risultati significativamente inferiori nei gruppi con un'assunzione elevata di pesce (≥5-6 volte/settimana) rispetto al gruppo con un'assunzione bassa (≤1-2 volte/settimana). Un'assunzione dietetica più elevata di omega-3 è risultata significativamente associata a livelli ridotti di metilazione nel DNA di ABCA1; mentre non sono state riscontrate associazioni significative tra l'assunzione di acidi grassi saturi, acidi grassi monoinsaturi e omega-6 e la metilazione del DNA. Questo conferma che una simile dieta può contribuire a ridurre il rischio di malattie cardiovascolari (CVD) come conseguenza di interventi epigenetici dei geni associati al metabolismo dei lipidi e all'infiammazione.
Questi risultati appaiono confermare quelli emersi da un ulteriore studio che ha confrontato i profili di metilazione del DNA nei leucociti su soggetti in sovrappeso ed obesi prima e dopo una supplementazione di 6 settimane con 3g di omega-3. Dopo la supplementazione sono state riscontrate modifiche nella metilazione di 308 siti CpG (regioni del DNA dove una citosina si trova vicino ad una guanina) associati a 231 geni, risultando statisticamente significative. 16 vie di segnalazione erano legate alla risposta infiammatoria e immunitaria, al metabolismo lipidico, al diabete di tipo 2 e alla segnalazione cardiovascolare. Le modifiche nei livelli di metilazione dei siti CpG all'interno dei geni in esame sono state correlate con le modifiche nei livelli ematici di trigliceridi e glucosio, e nel rapporto colesterolo totale/colesterolo HDL dopo la supplementazione[11].
In una corposa revisione[12] della letteratura scientifica sono stati analizzati studi condotti in vitro, su modelli animali e su soggetti umani, che esaminano gli effetti dell'assunzione di PUFA sulla metilazione del DNA, l'acetilazione degli istoni e la modulazione dei miRNA in relazione all'obesità, alle malattie cardiovascolari, all'ipertensione e all'aterosclerosi.
Gli studi esaminati hanno rivelato che l'assunzione di omega-3 può influenzare tutti i processi epigenetici noti contribuendo al controllo dell'obesità e alla prevenzione delle malattie cardiovascolari, inclusa la prevenzione nella progenie a seguito di supplementazione durante la gravidanza. Tuttavia, gli effetti della supplementazione sulla metilazione del DNA possono variare in base al gene e al tessuto studiato, suggerendo che in ogni caso l’integrazione dovrebbe essere valutata in modo specifico caso per caso. Inizio modulFine modulo
[1] Guu, T.-W.; Mischoulon, D.; Sarris, J.; Hibbeln, J.; et al., A multi-national, multi-disciplinary Delphi consensus study on using omega-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFAs) for the treatment of major depressive disorder. J. Affect. Disord. 2020, 265, 233–238.
[2] Serhan C. N. (2017). Discovery of specialized pro-resolving mediators marks the dawn of resolution physiology and pharmacology. Molecular Aspects of Medicine, 58, 1-11.
[3] La Rovere M. T, Christensen J. H. (2015). The autonomic nervous system and cardiovascular disease: Role of n-3 PUFAs. Vascular Pharmacology, 71, 1-10.
[4] Sublette M. E, Ellis S. P, Geant A. L, Mann J. J. (2011). Meta-analysis of the effects of eicosapentaenoic acid (EPA) in clinical trials in depression. Journal of Clinical Psychiatry, 72(12), 1577-1584.
[5] Gluckman PD, Hanson MA, Cooper C, et al. Effect of in utero and early-life conditions on adult health and disease. N Engl J Med. 2008
[6] Le cellule HeLa sono una linea cellulare umana immortalizzata impiegata in varie ricerche scientifiche, derivate da cellule di carcinoma cervicale prelevate a sua insaputa da Henrietta Lacks, le cui iniziali di nome e cognome danno luogo alla denominazione “HeLA”. Henrietta era una donna afroamericana ricoverata presso il Johns Hopkins Hospital di Baltimora, Maryland, USA. Questa linea cellulare è stata la prima a essere immortalizzata, consentendo di crescere e dividersi all'infinito in condizioni di laboratorio. Le cellule HeLa hanno avuto un ruolo cruciale in numerosi progressi scientifici e medici. Sono state impiegate in ricerche sul cancro, sugli effetti delle radiazioni e delle sostanze tossiche, nello studio dei geni, nella produzione di vaccini e in molti altri ambiti. La loro capacità di crescita illimitata le rende e le ha rese particolarmente utili per condurre esperimenti che richiedono grandi quantità di materiale cellulare. La storia delle cellule HeLa ha sollevato importanti questioni etiche riguardanti il consenso informato e l'uso del materiale biologico. Al momento del prelievo non esistevano politiche chiare su questi aspetti, e neppure la famiglia di Lacks era a conoscenza dell'importanza che queste cellule avrebbero avuto nella ricerca medica né dei profitti generati dal loro utilizzo. Solo decenni dopo la storia di Henrietta e delle sue cellule è diventata ampiamente conosciuta, portando a un maggiore dibattito sull'etica della ricerca biomedica.
[7] I raft lipidici sono regioni della membrana cellulare morfologicamente identificabili in quanto caratterizzati da una composizione lipidica diversa rispetto al resto della membrana. Questi domini sono costituiti principalmente da lipidi saturi e colesterolo. Svolgono diverse funzioni cruciali all'interno delle membrane cellulari, tra queste: contribuiscono all'organizzazione spaziale della membrana separando alcune proteine e lipidi in specifici compartimenti; segnalazione cellulare, all'interno dei raft lipidici molte proteine coinvolte nella segnalazione, come recettori e proteine chinasi, possono essere concentrate facilitando le interazioni tra queste molecole e consentendo una migliore trasduzione del segnale; endocitosi per l’acquisizione di specifici nutrienti e molecole; trasporto di lipidi.
[8] Bethan H, et al., Omega 3 fatty acids, inflammation and DNA methylation: an overview, Clinical Lipidology Volume 12, 2017 - Issue 1
[9] Abbas A, et al., Epigenetic Reprogramming Mediated by Maternal Diet Rich in Omega-3 Fatty Acids Protects From Breast Cancer Development in F1 Offspring, Front. Cell Dev. Biol., 10 June 2021, Sec. Epigenomics and Epigenetics, Volume 9 - 2021
[10] ujii R, Yamada H, Munetsuna E, Yamazaki M, Mizuno G, et al,. Dietary fish and ω-3 polyunsaturated fatty acids are associated with leukocyte ABCA1 DNA methylation levels. Nutrition. 2021 Jan;81:110951.
[11] Tremblay BL, Guénard F, Rudkowska I, Lemieux S, Couture P, Vohl MC. Epigenetic changes in blood leukocytes following an omega-3 fatty acid supplementation. Clin Epigenetics. 2017 Apr 26;9:43.
[12] Julián F. Hernando Boiguesa, Núria Mach, The effect of polyunsaturated fatty acids on obesity through epigenetic modifications, Endocrinología y Nutrición, Vol. 62. Núm. 7.
