Применение полиненасыщенных жирных кислот омега-3 при нарушениях внимания

Нервная система является структурой с наиболее высоким содержанием липидов, в этом параметре уступая лишь жировой ткани. Дефицит полиненасыщенных жирных кислот омега-3 связан с широким диапазоном нейропсихиатрических расстройств и расстройств развития. В статье Vaisman et al. «Correlation between changes in blood fatty acid composition and visual sustained attention performance in children with inattention: effect of dietary n-3 fatty acids containing phospholipids», опубликованной в журнале The American Journal of Clininical Nutrition (2008; 87: 1170-80), представлены результаты исследования эффективности омега-3 жирных кислот при комплексных нарушениях внимания у детей.

Приблизительно 35% липидов представлены длинноцепочечными полиненасыщенными жирными кислотами (ДЦ ПНЖК), такими как арахидоновая кислота (AК; 20:4-омега-6) и докозагексаеновая кислота (ДГК; 22:6-омега-3) (Benatti et al., 2004), которые, как известно, играют существенную роль в развитии и функционировании головного мозга (Alessandri et al., 2004). АК и ДГК могут поступать извне с пищей или синтезироваться в организме из незаменимых жирных кислот (НЖК) – линолевой кислоты (ЛК; 18:2-омега-6) и α-линоленовой кислоты (18:3-омега-3) (Horrobin, 1993).

Эпидемиологические исследования (Hibbeln, 1998; Noaghiul et al., 2003) свидетельствуют о том, что употребление омега-3 ДЦ ПНЖК, а особенно эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК; 20:5-омега-3) и ДГК, оказывает влияние на развитие нейропсихиатрических расстройств, скорее всего из-за структурного и нейрохимического участия этих кислот в патофизиологических процессах (Hibbeln et al., 2006; Hibbeln et al., 1995; Young et al., 2005). Более того, употребление ЭПК от 1 до 6,2 г/сут и ДГК от 0 до 3,4 г/сут оказывало терапевтический эффект при широком спектре психических расстройств (Hallahan et al., 2007; Stoll et al., 1999; Su et al., 2003; Zanarini et al., 2003).

Дефицит ПНЖК омега-3 ассоциирован с расстройством с дефицитом внимания и гиперактивностью (РДВГ) (Mitchell et al., 1987; Stevens et al., 1995; Chen et al., 2004; Young et al., 2004), дислексией (Richardson et al., 2004), симптомами депрессии и агрессией (Hibbeln et al., 2006), аутизмом (Vancassel et al., 2001). У детей с РДВГ изучали эффективность употребления ДГК в дозе 345 мг/сут или 3,6 г/кг массы тела в виде этилового эфира (Voigt et al., 2001) в капсулах или в виде триацилглицерина в пищевом продукте (Hirayama et al., 2004). Эти меры вызывали повышение уровня ПНЖК омега-3 в крови, однако влияния на симптомы РДВГ не оказывали. Результаты последних исследований, в которых изучали влияние употребления рыбьего жира, обогащенного ЭПК и ДГК, а также жиров, содержащих ПНЖК омега-6, и/или витаминов детьми с РДВГ являются противоречивыми (Richardson et al., 2005; Richardson et al., 2002; Sinn et al., 2007; Stevens et al., 2003).

На сегодняшний день роль переносчика при употреблении этих жирных кислот детьми школьного возраста остается плохо изученной. Доступные сообщения в основном относятся к исследованиям детских молочных смесей и связаны со сравнением ДГК, присоединенной к молекуле фосфолипида (ФЛ), например, яичного желтка, обогащенного ПНЖК омега-3, и пищевой добавки, содержащей рыбьи или водорослевые жиры (Carnielli et al., 1998; Amate et al., 2001; Mathews et al., 2002).

Материалы и методы исследования

Исследование проводилось с июля 2004 г. по январь 2005 г. в медицинском центре Tel-Aviv Sourasky Medical Center (Израиль). Набор участников проводили во время школьных каникул, когда большинство детей не принимают стимуляторы. 250 детей или их опекунов, которые откликнулись на объявление в газете, вначале прошли короткий опрос по телефону. В исследование привлекали детей в возрасте от 8 до 13 лет с ранее диагностированным психиатром, неврологом или педиатром РДВГ.

Критериями исключения являлись значительные сенсорные и неврологические ограничения, эпилепсия, слабоумие, психоз, общее расстройство психологического развития, прием медикаментов, оказывающих влияние на центральную нервную систему, включая стимуляторы или пищевые добавки, кроме витаминов. Из всех претендентов 102 (из них 27 – женского пола) прошли тест на продолжительное выполнение заданий (CPT) и тест на вариабельность внимания (TOVA). Общий балл TOVA ниже на 1,8 пунктов, чем норма по возрасту и полу, свидетельствует о высокой вероятности нарушений внимания у ребенка (Greenberg et al., 1993).

Социоэкономические данные детей, принимавших участие в исследовании, не собирали. Протокол исследования был утвержден ревизионной комиссией организации Tel-Aviv Sourasky Medical Center (TASMC-03-NV-220-CTIL). От всех родителей или опекунов получено письменное информированное согласие.

83 пациента из 102, набранных для участия в исследовании, были случайным образом распределены двойным слепым методом для приема ПНЖК омега-3, рыбьего жира или плацебо (рапсовое масло) в течение 3 месяцев. Рандомизацию выполнили таким образом, чтобы в каждой группе было примерно одинаковое число участников и соотношение мальчиков и девочек (р = 0,8564) (рис. 1).

Пищевую добавку готовили методом эмульсификации различных жировых субстанций в молочном спреде со вкусом шоколада. В спред дополнительно добавили экстракт цитрусового масла, для того чтобы сделать невозможным распознавание продукта. Родители или опекуны должны были ежедневно наносить суточную дозу пасты на один кусочек хлеба. Комплаенс поддерживали еженедельно с помощью телефонных звонков. Родителей просили не давать детям спред, пока не были собраны необходимые анализы крови.

Родителям регулярно напоминали о том, что дети должны вести свой обычный образ жизни, оставить тот же уровень физической активности и диету, что и до исследования. Также следовало сообщать о любых симптомах, болезнях, смене привычек, приеме лекарственных средств или пищевых добавок. Одновременный прием медикаментов как рецептурной, так безрецептурной группы с потенциальным психотропным действием, включая препараты для лечения РДВГ и пищевые добавки, кроме витаминов, был запрещен в течение 4 недель до первичного обследования и во время всего периода исследования. Низкое употребление (< 70%) или прекращение употребления назначенной пищевой добавки, параллельный прием медикаментов и/или других пищевых добавок расценивали как отсутствие комплаенса, что вело к исключению из исследования.

В начале и в конце (через 3 месяца) исследования у детей собирали венозную кровь для анализа липидного профиля в плазме и эритроцитах, проводили компьютеризированный тест TOVA. Этот тест включает целевые и нецелевые раздражители (Greenberg et al., 1993), его длительность составляет 22,5 минут. Целевые раздражители представлены в 22,5% испытаний в первой половине теста и 77,5% испытаний – во второй половине.

В тесте измеряли такие переменные величины:

• пропуски и ошибки распознавания целевого раздражителя интерпретировали в качестве показателя невнимательности;

• ошибочные ответы на нецелевые раздражители рассматривали в качестве показателя импульсивности;

• время ответа (в мс) интерпретировали в качестве показателя обработки информации;

• вариабельность времени ответа (стандартное отклонение (СО) времени отклика) определяла индекс согласованности внимания.

Эти результаты в дальнейшем сопоставляли с ответами группы детей того же пола и возраста со средним уровнем IQ. Количество досрочных ответов с очень коротким временем, представляющих собой угадывание, расценивали как признак импульсивности; эту же переменную использовали для определения достоверности результатов. При высоком уровне досрочных ответов, согласно инструкции к тесту TOVA, результаты являются недействительными. СО указывает на степень расстройства, то есть негативное отклонение выражает степень тяжести параметра, в то время как позитивное отклонение от нормального значения означает, что показатель выше среднего.

Дополнительно определение РДВГ у детей включало сокращенную рейтинговую шкалу Коннорса для родителей (CPRS-R), простой опросник, состоящий из 10 пунктов с ответами по шкале Лайкерта от 1 до 4 (совсем нет – 0, нечасто – 1, довольно часто – 2, очень часто – 3). Также родители заполняли 11 пунктов опросника поведения ребенка (CBCL), связанных с эмоциями и настроением (Achenbach et al., 2000).

Выполняли статистический анализ данных тех детей, которые завершили все трехмесячное исследование с комплаенсом не менее 70%. Результаты были представлены в виде средних значений ± СО. Все статистические тесты были двусторонними, а уровень статистической достоверности составлял 0,05.

Результаты исследования

Из 102 детей с подозрением на РДВГ 18 были исключены из-за несоответствующих результатов теста TOVA, 1 – из-за проблем со здоровьем, не связанных с темой исследования.

Оставшиеся 83 участника случайным образом были распределены в 3 группы. 23 ребенка прекратили участие в исследовании по причине неприятия вкуса пасты (n = 10), отсутствия комплаенса в употреблении пищевой добавки (n = 6), побочных эффектов (n = 3 – из-за абдоминального дискомфорта и рвоты, n = 1 – из-за высыпаний), перевода на терапию метилфенидатом (n = 2), рецидива тиков (n = 1). Большинство детей прекращали участие в течение первых 2 недель после начала исследования.

В целом, пациенты обычно хорошо переносили лечение ФЛ с ПНЖК омега-3 и рыбьим жиром, разницы между коэффициентами выхода из исследования между группами не было (ФЛ с ПНЖК омега-3 – 11/29, рыбий жир – 7/28, плацебо – 5/26; р = 0,1585).

Статистически значимой разницы между начальными показателями 60 школьников групп ФЛ с ПНЖК омега-3, рыбьего жира и плацебо, которые закончили трехнедельное исследование, не было (табл. 1). Общие баллы по шкалам, заполняемым родителями, свидетельствовали о наличии гиперактивности у всех детей.

Насыщенные жирные кислоты

Разницы между группами в уровнях насыщенных жирных кислот не обнаружено.

Цис-мононенасыщенные жирные кислоты

Наибольшая разница отмечалась между группами, принимающими ПНЖК омега-3 и плацебо, продемонстрирована для ПНЖК омега-9, а не омега-7.

ПНЖК омега-6

Уровни ЛК значительно повысились как в плазме, так и в эритроцитах (17 ± 23% и 22 ± 17% соответственно) от начального уровня после употребления ФЛ с ПНЖК омега-3 по сравнению с рыбьим жиром (1 ± 14% и 6 ± 17%; р = 0,029 и 0,008 соответственно) и в меньшей мере – с плацебо (5 ± 12% и 10 ± 21%; р = 0,221 и 0,046 соответственно). Также в плазме, но не в эритроцитах обнаружено значительное снижение АК и адреновой кислоты (22:4-омега-6) в группах, принимающих ФЛ с ПНЖК омега-3 и рыбий жир по сравнению с группой плацебо.

ПНЖК омега-3

Изменяемые под воздействием диеты уровни ПНЖК омега-3 были аналогичны изменениям ПНЖК омега-6 в плазме, однако обладали более выраженной амплитудой. Уровни ЭПК, докозапентаеновой кислоты (ДПК; 22:5-омега-3) и ДГК в плазме значительно повысились к концу исследования как в группе ФЛ с ПНЖК омега-3, так и в группе приема рыбьего жира по сравнению с группой плацебо. Общее влияние добавления в пищу ФЛ с ПНЖК омега-3 и рыбьего жира на уровни ПНЖК омега-3 и омега-6 в плазме вызвало отчетливое увеличение (на 190-220%) соотношения ЭПК/АК (изменение от начального уровня 0,06 ± 0,05 и 0,04 ± 0,11 соответственно) по сравнению с плацебо (-0,01 ± 0,04; р < 0,0001). Добавление в пищу ФЛ с ПНЖК омега-3 и, в меньшей мере, рыбьего жира значительно увеличило уровни ДПК по сравнению с плацебо (р = 0,022 и 0,133 соответственно). Уровни ЭПК и ДГК в эритроцитах не изменились под воздействием пищевых добавок в конце исследования.

Компьютеризированный тест TOVA

Изменения в удержании внимания и импульсивности до и после применения пищевой добавки измеряли с помощью теста TOVA: определяли скорость реакции, количество ошибок по невнимательности (пропуски), ошибки по причине импульсивности (ошибочные нажатия).

Существенных различий в исходных результатах этого теста между группами обнаружено не было. Общий балл TOVA в начале исследования показывает значительные отклонения результатов исследования (средняя величина -5,1 СО) от нормы (≥ -1,8 СО). Общая оценка TOVA значительно зависела от выбранного лечения в следующей степени: ФЛ с ПНЖК омега-3 > рыбий жир > плацебо (р < 0,001).

Количество детей с общим баллом TOVA в пределах нормативного диапазона в конце лечения значительно отличалось в зависимости от пищевой добавки (рис. 2). Доля детей с нормальным количеством баллов в группе ФЛ с ПНЖК омега-3 (11/18) статистически значимо отличалась от группы плацебо (3/21), но не от группы приема рыбьего жира (7/21; р = 0,120). Кроме того, эффект лечения был получен по всем переменным теста TOVA, за исключением переменной пропусков и ошибок распознавания целевого раздражителя. ФЛ с ПНЖК омега-3 и, в меньшей степени, рыбий жир достоверно улучшили когнитивные функции детей, что выражалось в уменьшении количества ошибочных ответов, времени ответа и вариабельности времени ответа по сравнению с плацебо (ФЛ с ПНЖК омега-3: р = 0,050; 0,031 и 0,003 соответственно; рыбий жир: 0,126; 0,673 и 0,028 соответственно).

Статистический анализ с использованием критерия хи-квадрата и сравнительный анализ с использованием точного критерия Фишера показал статистически достоверную эффективность пищевых добавок (р = 0,015) и значительную разницу между лечением плацебо и ФЛ с ПНЖК омега-3 (р = 0,004).

Описанные изменения в переменных TOVA коррелируют с изменениями профиля жирных кислот как в плазме, таки и эритроцитах (табл. 2). Существует значительная положительная корреляция между изменениями общего балла TOVA и уровнем ДГК в плазме. В группе ФЛ с ПНЖК омега-3 замечена значительная отрицательная корреляция между изменениями общего балла TOVA и уровнем ЭПК в плазме, соотношением ЭПК/AК (-0,515; р < 0,05), уровнем ЛК в эритроцитах и положительная корреляция между изменениями общего балла TOVA и уровнем лигноцериновой кислоты и ДГК в эритроцитах (0,560; р < 0,05).

По результатам сокращенной рейтинговой шкалы Коннорса не удалось показать значительное различие между группами, отмечалось улучшение результатов для каждой из групп (ФЛ с ПНЖК омега-3: -5,00 ± 8,32; рыбьего жира: -3,20 ± 6,05; плацебо: -2,35 ± 3,73). Минимальные или незначительные изменения от исходных значений были отмечены родителями по подшкале CBCL во всех 3 группах (ФЛ с ПНЖК омега-3: -1,47 ± 5,10; рыбьего жира: -0,53 ± 3,10; плацебо: -0,78 ± 3,52).

Обсуждение

В данном исследовании добавление в пищу детей ФЛ с ПНЖК омега-3 и рыбьего жира увеличивало уровни ЭПК, ДПК и ДГК, но снижало уровни АК и адреновой кислоты в плазме. Эти результаты согласуются с ранее опубликованными наблюдениями (Sadou et al., 1995), которые показали, что 60% ЭПК и ДГК из употребленного в пищу рыбьего жира селективно инкорпорируются в фосфолипидные фракции плазмы. Кроме того (Voigt et al., 2001; Beblo et al., 2007; Wozniak et al., 2007), добавление в пищу ПНЖК омега-3 у детей повышает концентрацию в плазме ПНЖК омега-3 и снижает – ПНЖК омега-6. Такие метаболические изменения могут быть связаны с балансом в употреблении ПНЖК омега-3 и омега-6, возможными механизмами отрицательной обратной связи с ферментами десатуразы, такими как десатураза A6 (Garg et al., 1988) и A5 (Garg et al., 1988), которые выполняют роль катализаторов превращения ПНЖК омега-3 и омега-6 из предшественников в ДГК и адреновую кислоту соответственно.

Данные результаты демонстрируют ограниченное влияние ФЛ с ПНЖК омега-3 и рыбьего жира на уровни ПНЖК омега-3 в эритроцитах, в то время как уровень ПНЖК омега-6 оставался неизменным. Противоречивые выводы можно объяснить низкой дозой ПНЖК омега-3, различной эффективностью и фармакокинетикой ЭПК и ДГК и/или метаболическими особенностями пациентов. Новое равновесие в плазме было достигнуто в течение 1 месяца, а в эритроцитах – только после 4-6 месяцев употребления пищевых добавок.

Добавление ЭПК и ДГК могут влиять на метаболизм жирных кислот по-разному (Grimsgaard et al., 1997). В частности, анализ результатов терапии ЭПК и ДГК показал, что ЭПК накапливается быстрее, чем ДГК в плазме (Marangoni et al., 1993; Subbaiah et al., 1993), лейкоцитах (Terano et al., 1987) и эритроцитах (Hamazaki et al., 2005; Kamada et al., 1986).

Ранее в докладах сообщалось, что наличие РДВГ у детей связано с дефицитом НЖК и низким уровнем ПНЖК омега-3 и омега-6 в крови, вне зависимости от того, насколько богатой НЖК является диета этих детей. Механизм, лежащий в основе такого дефицита при РДВГ, остается неясным до сих пор. Тем не менее, повышенное расщепление НЖК при окислении и/или снижении метаболизма НЖК может играть, по крайней мере, частичную роль в патофизиологии этого явления. Последнее подтверждается предварительными выводами о связи полиморфизма одного нуклеотида в гене десатуразы НЖК FADS2 и РДВГ (Brookes et al., 2006). Влияние употребления ФЛ с ПНЖК омега-3 на профиль жирных кислот в эритроцитах может быть связано с нарушением метаболизма жирных кислот у таких детей.

Лечение ФЛ, обогащенными ПНЖК омега-3, связано с увеличением общего балла TOVA на 94% или 3,35 СО (от -4,53 до -1,18 СО) от исходного уровня. Ранее сообщалось о том, что эффективность стимуляторов в улучшении результатов TOVA превышает 80% или 2,5 СО (Alhambra et al., 1995; Rugino et al., 2001). При употреблении аналогичного количества ЭПК и ДГК посредством рыбьего жира результаты составили 1,72 СО или 37% (от -5,69 до -3,97 СО). При поиске причин таких противоречивых результатов одним из возможных вариантов может быть использование различных носителей ПНЖК омега-3.

Ранее сообщалось (Pepeu et al., 1996), что ФС может оказывать влияние на память, обучаемость и поведение, что связано в основном со стимуляцией холинергической системы. В нескольких исследованиях предположили, что холинэргическая система может также принимать участие в патофизиологии РДВГ (Potter et al., 2006). Интересно, что стимуляция Н-холинорецепторов может влиять на когнитивные функции, особенно на удержание внимания и кратковременную память, определенные с помощью теста CPТ.

Вторым возможным вариантом могут быть различные пропорции ПНЖК омега-3, используемые для испытаний. Последние исследования отдают предпочтение ЭПК, а не ДГК (соотношения ЭПК/ДГК = 3; диапазон: 1,2-6,8) для улучшения поведения у детей с нейродегенеративными расстройствами нервной системы (Richardson et al., 2006; Sinn et al., 2007; Beblo et al., 2007; Wozniak et al., 2007; Nemets et al., 2006; Amminger et al., 2007). У ПНЖК омега-3, использованных в данном исследовании, коэффициент ЭПК/ДГК составил 1,6. Кроме того, эффективность была достигнута при невысокой суточной дозе ЭПК + ДГК (250 мг/сут по сравнению с 1200 мг/сут; диапазон: 345-4300 мг/сут).

Суммируя вышесказанное, авторы предположили, что назначение препаратов с высоким коэффициентом ЭПК/ДГК даже в небольших дозах может повлиять на симптомы РДВГ у детей.

В группе ФЛ с ПНЖК омега-3 изменения концентрации жирных кислот в плазме и эритроцитах коррелировали с изменениями общего балла TOVA. Ранее сообщалось, что повышение уровня ДЦ ПНЖК омега-3 в мембранах клеток связано с умеренным улучшением поведенческих симптомов у детей (Stevens et al., 2003; Beblo et al., 2007; Wozniak et al., 2007; Itomura et al., 2005). Аналогичным образом дети, принимающие ПНЖК омега-3, продемонстрировали низкую задержку вызванных потенциалов, что коррелировало с увеличением ДГК в эритроцитах (Beblo et al., 2007; Hoffman et al., 2004). Интересно, что в настоящем исследовании при анализе концентрации жирных кислот после терапии ФЛ с ПНЖК омега-3 был получен наивысший коэффициент корреляции Спирмана.

Выводы

Результаты проведенного исследования показывают, что прием ПНЖК омега-3 этерифицированных с ФЛ или триацилглицерином в течение 3 месяцев детьми с нарушением внимания вызывает различные изменения профилей жирных кислот во фракциях крови и влияет на когнитивные функции у детей.

Кроме того, изменения липидного профиля крови коррелируют с изменениями общего балла по тесту TOVA, в основном в группе ФЛ с ПНЖК омега-3. Лучшее понимание физиологии ПНЖК омега-3 и роли их носителей в метаболических процессах у детей с дефицитом ПНЖК омега-3 поможет более четко понять результаты данного исследования.

Также эти наблюдения могут помочь в планировании будущих исследований роли носителей ПНЖК омега-3 как для пациентов с психиатрическими расстройствами, так и для здоровых детей.

Подготовила Мария Ковальчук