۲-۳-۴- تأثیر گیاهان دارویی بر مقاومت انسولین و متابولیسم گلوکز
تحقیقی که توسط خان و همکاران در سال ۱۹۹۰ صورت گرفت نشان داد که عصاره برخی از گیاهان دارویی و ادویجات اثرات شبه انسولین و یا تقویت کننده اثرات انسولین از خود نشان میدهند و تا کنون بیش از ۲۰۰ ماده موثره گیاهی خالص توانسته است متابولیسم گلوکز را تحت تأثیر قرار دهد. محصولات گیاهی می‌توانند متابولیسم گلوکز و شرایط عمومی افراد دیابتی را بهبود بخشند که این بهبود نه تنها به اثرات کاهش مقاومت انسولینی، بلکه به بهبود متابولیسم چربی، وضعیت آنتی اکسیدانی بدن و عملکرد بهینه مویرگ‌ها مربوط می‌گردد [۴۵]. در تحقیقی دیگر، تأثیر ۴۹ عصاره گیاهی بر متابولیسم گلوکز وابسته به انسولین مورد بررسی قرار گرفت. این گیاهان در گذشته برای درمان دیابت استفاده شده‌اند و یا بخش مهمی از رژیم غذایی غربی‌ها بوده است. از بین این گیاهان، دارچین، میخک، چای سبز و سیاه از قوی‌ترین ترکیبات موثر بر متابولیسم گلوکز بودند [۴۶]. این تحقیق آغازی بر سری تحقیقاتی بود که به بررسی اثرات گیاهان مختلف دارویی بر متابولیسم گلوکز از جنبه های مختلف پرداخته اند و همچنان ادامه دارند.

در سال ۱۹۹۰گزارش شد که ترکیباتی که در دارچین یافت میشود دارای اثرات تقویت کننده فعالیت انسولین میباشد و ممکن است علایم و عوارض مربوط به دیابت و یا سندرم متابولیک را کاهش داده و مفید واقع گردد [۱۳۸]. همچنین زمانی که گیاهان دارویی و ادویجات در شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفتند، عصاره آبی دارچین توانست قدرتی ۲۰ برابر دیگر گیاهان از خود نشان دهد. اضافه نمودن عصاره آبی دارچین به نظر میرسد که مشابه اضافه نمودن انسولین به محیط کشت بوده و دلالت بر افزایش حساسیت انسولین داشته و در کل مقدار انسولین کمتر برای مشاهده پاسخ بیشتر مورد نیاز است. افرادی که دیابت نوع دو دارند و یا از سندرم متابولیک رنج می‌برند معمولاً مقدار کافی انسولین در خون دارند ولی این انسولین کارایی لازم را ندارد و مواد موثره موجود در عصاره آبی دارچین که حاوی برخی ترکیبات پلی فنولیک میباشند کارایی انسولین را بیشتر می‌نمایند [۴۶ و ۲۲۳]. در تحقیقی نشان داده شد که تغذیه عصاره آبی دارچین مصرف گلوکز توسط عضلات را با پاسخ وابسته به دوز مصرفی در موش بیشتر نمود. بخشی از این پاسخ مشاهده شده در این تحقیق به افزایش سیگنال‌دهی انسولین در غضلات اسکلتی نسبت داده شد [۲۲۲]. اندرسون و همکاران در سال ۲۰۰۳، پلیمرهایی از پلی فنولهای نوع A دارچین شناسایی و توصیف نمودند که فعالیت شبه انسولینی دارند [۱۵]. ترکیبات موثره محلول در عصاره آبی دارچین اتوفسفریلاسیون گیرنده‌های انسولین را تحریک نموده و از فعالیت فسفوتیروزین فسفاتاز، آنزیمی که در دفسفریلاسیون گیرنده انسولین نقش دارد، ممانعت مینماید. فعال شدن فسفریلاسیون و ممانعت از دفسفریلاسیون گیرنده انسولین منجر به افزایش فسفریلاسیون گیرنده انسولین می‌گردد که با افزایش حساسیت انسولین در ارتباط است [۱۴]. در افراد مبتلا به دیابت نوع ۲ فسفریلاسیون گیرنده انسولین کاهش مییابد. در تحقیقی که اخیراً انجام شد، نشان داده شده است که پلی‌فنول‌های دارچین اثرات کاهنده گلوکز و چربی خون را از طریق ترمیم سلولهای بتای پانکراس در افراد دیابتیک انجام می‌دهد. ترکیبات پلی فنولیک وضعیت آنتی اکسیدانی را بهبود بخشیده و مسمومیت سلولی را با ممانعت از فعالیت نیتریک اکسید سینتاز القا شده و فاکتور هسته‌ای کاپپا در سلولهای بتای پانکراس کاهش می‌دهد [۱۵۷].
در آزمایشی دیگر که روی موشهای دیابتی صورت گرفت، نشان داده شد که سینامالدهید یک ترکیب قوی ضد دیابت می‌باشد. شواهدی وجود دارد که سینامالدهید مستقیماً بر جزایر پانکراس اثر می کند. تأثیر استفاده طولانی مدت این ترکیب بر آنزیم‌های کلیدی متابولیسم کربوهیدرات در شرایط دیابتیک نشان داد که فعالیت آنزیم‌ها و بیان ژن‌های مرتبط به حالت نرمال بازگشت و پاسخی مشابه گلی‌بنکلامید ایجاد نمود. همچنین نشان داده شده است که سینامالدهید جابجایی پروتئین ناقل گلوکز GLUT 4 را افزایش داد که جابجایی گلوکز از غشای سلولهای بافت عضلانی را بیشتر نمود [۱۳].
تحقیقات متعددی نشان داده اند که عصاره و الئورزین^[۱۰] زردچوبه که غنی از کورکومینوئیدها می‌باشند و همچنین اسانس زردچوبه میتواند در درمان دیابت موثر باشد. در یک تحقیق که از اسانس و الئورزین زردچوبه استفاده گردید مشخص شد که این ترکیبات می‌توانند بیان ژن‌های مرتبط با متابولیسم گلوکز و چربی را در کبد تحت تأثیر قرار داده و گلوکز خون موش‌های دیابتیک را به سطح نرمال خود بازگرداند [۱۱۵]. این محققین اشاره نمودند که مواد موثره موجود در زردچوبه توانست گیرنده های فعال کننده تکثیر پروکسی‌زوم‌های نوع گاما را فعال نموده و اثرات کاهنده گلوکز خون را در موش‌های دیابتیک کاهش دهد. در تحقیقی دیگر اثرات ضد دیابتیک زردچوبه در مقایسه با داروی پیوگلیتازون بر موش‌هایی که دیابت به آنها القا شده بود، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از عصاره زردچوبه، به شکل وابسته به دوز مصرفی، گلوکز خون را کاهش داده و در سطوح بالاتر پاسخ شدیدتر ایجاد نمود و پیشنهاد گردید که این ترکیب میتواند به عنوان یک داروی ضد دیابت در آینده مورد استفاده قرار گیرد [۲۳۸]. مکانیسمهای احتمالی که کورکومین و دیگر مواد موثره موجود در آن می‌توانند همئوستاز گلوکز را تحت تأثیر قرار داده و مقاومت انسولین را کاهش دهد توسط ژانگ و همکاران [۲۹۰] به طور کامل توضیح داده شده است.
از گذشته های بسیار دور جوشانده برگهای زرماری برای درمان بیماران دیابتی تجویز شده است، قبل از اینکه بسیاری از خواص دارویی این گیاه مشخص گردد. تحقیقات علمی صورت گرفته در این زمینه نشان داده است که عصاره اتانولی رزماری توانسته است مقدار گلوکز خون را در خرگوش و موش‌های سالم، در آنهایی که گلوکز خون بالایی داشته اند یا در خرگوش‌هایی که به آنها دیابت القا شده بود، به حد نرمال خود بازگرداند [۲۰ و ۱۲۱]. به نظر می‌رسد پاسخ ضددیابتی مشاهده شده بیشتر به تقویت قدرت ترشحی سلول‌های بتای پانکراس، و افزایش نفوذگلوکز به اندام‌های محیطی مربوط گردد. همچنین قدرت آنتی اکسیدانی بسیار قوی و احتمالاً فعال نمودن گیرنده های فعال کننده تکثیر پروکسی زوم های نوع گاما توسط عصاره رزماری میتواند مسئول بخشی از پاسخ ضد دیابتی مشاهده شده باشد [۲۰ و ۲۲۵]. در مورد خرگوشهای تغذیه شده با رزماری، پاسخ‌های مشاهده شده گاهاً مشابه پاسخ مشاهده شده از گلی‌بنکلامید بود. در تحقیق دیگر نشان داده شد که استفاده از کارونوزیک اسید، ترکیب فنولیک غالب در برگ رزماری، چربی تجمع یافته در کبد را کاهش داده و برخی ار ناهنجاری‌ها را که در اثر مصرف بالای چربی در موش‌ها ایجاد شده بود تعدیل نموده و شرایط کلی را بهبود دهد. از جمله میتوان به کاهش قند خون به حد نرمال و کاهش مقاومت انسولینی اشاره نمود که احتمالاً به تنظیم بیان ژن‌های کبدی مرتبط با سنتز اسیدهای چرب و بتا اکسیداسیون مربوط می‌گردد [۱۹۶].
بعنوان بخشی از تحقیقات سیستماتیک صورت گرفته در راستای کشف ترکیبات فعال بیولوژیک بر پیشگیری و تعدیل سندرم متابولیک و مقاومت انسولینی، نشان داده شد که عصاره اتانولی جوانه میخک توانست گلوکز خون را در موش‌های دیابتیک کاهش دهد و پاسخی مشابه با پیوگلیتازون نشان دهد [۱۴۶]. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده از این تحقیق چنین به نظر می‌رسد که برخی از ترکیبات موجود در این گیاه لیگاندهای^[۱۱] اتصالی قوی برای گیرنده‌های فعال کننده تکثیر پروکسی زوم‌های نوع گاما بوده و بخشی از پاسخ‌های ضد دیابتیک مشاهده شده احتمالاً به این گیرنده‌های هسته‌ای مربوط می‌شود. در تحقیقی دیگر نیز نشان داده شد که تغذیه میخک افزایش گلوکز و پروکسیداسیون چربی را در موش‌های دیابتیک کاهش داده و سطح آنزیمهای آنتی اکسیدانی را بیشتر نموده و صدمات ناشی از ابتلا به دیابت را به طور قابل توجهی کاهش داده است [۲۴۸].
۲-۳- اسیدهای چرب ضروری و تأثیرات آن‌ها بر سلامتی
به نقل از پالمکوئیست [۱۹۴]، نیاز به برخی از اسیدهای چرب خاص در جیره اولین بار توسط بور و بور در سال ۱۹۲۹ در موش‌های در حال رشد گزارش گردید. در تحقیقات بعدی صورت گرفته، این محققین دریافتند که اسید لینولئیک و لینولنیک می‌توانند علایم کمبود را برطرف نمایند، ولی این محققین علاوه بر این دو اسید چرب برخی دیگر از اسیدهای چرب مخصوصاً آراشیدونیک اسید را نیز ضروری در نظر گرفتند. در اواخر دهه پنجاه میلادی و با ظهور دستگاه‌های آنالیز اسیدهای چرب، محققین نشان دادند که اسید چرب لینولئیک در بدن موجودات زنده قادر است به آراشیدونیک تبدیل گردد و اسید لینولنیک نیز میتواند به ایکوزاپنتاانوئیک اسید و دوکوزاهگزاانوئیک اسید تبدیل گردد. ولی پیش‌سازهای اولیه یعنی اسید لینولئیک و لینولنیک قابل سنتز در بدن و تبدیل به هم نمی‌باشند [۱۱۳]. در طبقه بندی اسیدهای چرب اصطلاح امگا به کار برده میشود که مهمترین آنها خانواده امگا-۹، امگا-۶ و امگا-۳ می‌باشد. هر خانواده دارای یک والد اصلی میباشد که می‌تواند به دیگر اسیدهای چرب زیست فعال در همان خانواده امگا تبدیل گردد که در شکل ۲-۲ نشان داده شده است. تنها خانواده امگا-۹ می‌تواند توسط بدن ساخته شود و دو اسید چرب والد امگا-۶ و امگا-۳ که شامل اسید لینولئیک و لینولنیک می‌باشند در بدن سنتز نشده و باید در جیره حضور داشته باشند و بنابراین به آنها ضروری اطلاق می‌گردد. حتی با اینکه اسید آراشیدونیک از اسید لینولئیک سنتز می‌گردد برخی محققین این اسید چرب را نیز ضروری در نظر می‌گیرند.
اصلیترین نقش اسیدهای چرب ضروری شرکت در ساختار فسفولیپیدها میباشد که حد فاصل بین دو فاز آبی و روغنی در موجودات زنده هستند و نقش مهمی در ساختار غشای سلول دارد. فسفولیپیدهای غشای سلولی غالبا حاوی اسیدهای چرب اشباع میباشند که در جایگاه کربن شماره ۱ گلیسرول متمرکز هستند، درحالی که در جایگاه کربن شماره ۲ غالباً اسیدهای چرب غیر اشباع بلند زنجیر یافت میشوند. در غشای سلول، ترکیب اسیدهای چرب فسفولیپیدها دائما بواسطه آنزیم‌های فسفولیپاز تغییر وضعیت می‌دهند و این تغییر وضعیت در جایگاه کربن شماره دو گلیسرول بسیار سریعتر از جایگاه کربن شماره یک میباشد. تحقیقات اولیه نشان داد که افزایش اسیدهای چرب غیر اشباع، سیالیت را بیشتر و دمای ذوب غشا را کاهش میدهند. تحقیقات بعدی نشان دادند که آراشیدونیک اسید توسط آنزیم‌هایی به پروستاگلاندین E₂ تبدیل می‌گردد. این تحقیق و تحقیقات انجام شده بعدی نشان دادند که ایکوزانوئیدها که فعالیت‌های فیزیولوژیک را تنظیم می‌نمایند از اسیدهای چربی مشتق میگردند که از کربن شماره ۲ گیسرول فسفولیپیدهای غشا آزاد میگردند و فرایند آزاد شدن این اسیدهای چرب توسط فسفولیپاز A₂ صورت میگیرد. اخیراً توجهات زیادی بر نقش اسیدهای چرب ضروری و مشتقات آنها بر تنظیم بیان ژن صورت گرفته است و شواهد حاکی از این است که اسیدهای چرب غیراشباع بیان ژن‌های مربوط به متابولیسم کربوهیدرات و چربی را تنظیم می کند [۱۳۰]. مخصوصاً طی سال‌های اخیر، شواهد زیادی مبنی بر این که اسیدهای چرب بلند زنجیر امگا-۳ به عنوان ترکیبات زیست فعال، نقش‌های بیولوژیک مهمتری در مقایسه با دیگر اسیدهای چرب ایفا نمایند، وجود دارد و نشان داده شده است که می‌توانند عوامل خطر مرتبط با بسیاری از ناهنجاری‌ها و بیماری‌ها از قبیل نارسایی‌های سیستم قلبی-عروقی، التهاب، دیابت و سرطان را کاهش دهند [۷۴]. مکانیسم‌هایی که اسیدهای چرب امگا-۳ می‌توانند بیان ژن‌ها را تحت تأثیر قرار دهند پیچیده بوده و چندین فرایند را به دنبال دارد که شامل تغییر فاکتورهای ترجمه ژن‌های مربوط به گیرنده‌های هسته‌ای می‌باشد که در همئوستاز چربی و گلوکز نقش اساسی ایفا می کند [۸۰].

متابولیسم اسیدهای چرب ضروری در تک معده‌ای‌ها و نشخوارکنندگان تفاوت‌های اساسی دارد. در تک معده‌ای‌ها، پروفیل اسیدهای چرب بدن منعکس کننده اسیدهای چرب جیره می‌باشد. در نشخوارکنندگان اسیدهای چرب مصرف شده در حد وسیعی توسط میکروارگانیسم‌های شکمبه بیوهیدروژنه میگردند و در نتیجه مقدار اسیدهای چرب اشباع بیشتری به روده رسیده و جذب می‌گردد [۱۲۵]. بیوهیدروژناسیون اسیدهای چرب لینولئیک و لینولنیک در شکمبه نشخوارکنندگان بطور متوسط ۸۰ تا ۹۲ درصد می‌باشد [۸۲].
وسعت بیوهیدروژناسیون شکمبه‌ای اسیدهای چرب به طور اندک به اثراتی همچون مقدار، نوع و طبیعت اسیدهای چرب مربوط می‌گردد که باید اسیدهای چرب محافظت شده را استثنا نمود. همچنین زمانی که اسیدهای چرب در سلولهای گیاهی به دام میافتند بیوهیدروژنه شدن آنها نیز دستخوش تغییراتی میگردد. از مهمترین عواملی که بیوهیدروژناسیون را تحت تأثیر قرار میدهد سطح کنسانتره جیره و ترکیبات جیره مانند نوع نشاسته میباشد [۷۱ و ۱۳۵]. با کم شدن میزان الیاف و افزایش سطح کنسانتره در جیره که باعث کاهش pH شکمبه میگردد، تعداد باکتری‌های سلولولایتیک کاهش پیدا می‌کنند [۱۶۳]. بنابراین، این نوع از جیره‌ها باعث می‌شوند که اسیدهای چرب جیره (عمدتاً اسیدهای چرب اولئیک و لینولئیک) بدون این که در شکمبه بیوهیدروژنه شوند از آن عبور کنند [۷۱]. همچنین مقالات نشان دادند برخی ترکیبات افزوده شده به جیره مانند ویتامین E [220]، ترکیبات فعال بیولوژیک مانند تانین‌ها [۲۶۸] و اسانس‌ها [۱۶۴] می‌توانند بیوهیدوژناسیون را کاهش داده و پروفیل اسیدهای چرب شیر و بافت های بدن دام را تغییر دهند.
بطور کلی، چربی در جیره نشخوارکنندگان معمولاً از علوفه‌ها، دانه غلات، دانه‌های روغنی، محصولات جانبی صنعت کشاورزی و مکملهای روغنی مخصوصاً چربیهای گیاهی تامین می‌گردند. اسیدهای چرب غیر اشباع محافظت نشده مصرف محدودی در تغذیه نشخوارکنندگان دارد زیرا میتواند هضم فیبر در شکمبه را کاهش دهد [۱۰۸]. بنابراین محیط شکمبه باید از اثرات منفی اسیدهای چرب غیر اشباع محافظت گردد و از همه مهمتر با توجه به اهمیت افزایش محتوای اسیدهای چرب غیر اشباع بر سلامت انسان و دام که در ادامه به طور خلاصه تشریح خواهد شد، اسیدهای چرب غیر اشباع نیز در محیط شکمبه باید از بیوهیدروژناسیون محافظت گردند تا مقدار بیشتری اسیدهای چرب غیر اشباع در روده جذب گردد.
استرک و همکاران [۲۵۷] سه تکنولوژی اصلی که به طور معمول برای محافظت از بیوهیدروژناسیون شکمبهای استفاده می‌گردد، تشریح نمودند که شامل ۱- محافظت شکمبهای (یعنی فرآوری دانه‌های روغنی توسط فرمآلدهید)، ۲- تغییر ساختار اسیدهای چرب با تشکیل نمک‌های کلسیمی و آمیدهای اسیدهای چرب و ۳- فرآوری تکنولوژیکی دانه‌های روغنی (مانند اکسترود کردن)، می‌باشد. اضافه نمودن دانه‌های روغنی به جیره گاوهای شیری یک استراتژی موثر در بهبود عملکرد و ترکیب اسیدهای چرب شیر می‌باشد [۷۰]. اکسترود نمودن دانه‌های روغنی می‌تواند جذب اسیدهای چرب غیر اشباع را بیشتر نماید [۹۱] و اکسترود نمودن دانه کامل به طور موثرتری از بیوهیدروژناسیون جلوگیری نموده است [۲۵۷]. پوسته دانه‌های کامل و آسیب ندیده یک سد قوی و موثر در مقابل بیوهیدروژناسیون شکمبهای ایجاد مینماید.
اسیدهای چرب ضروری با اینکه کلید رشد، سلامت و تولیدمثل بهینه در انسان و تک معده‌ای‌ها هستند ولی در گذشته، از این منظر، در تغذیه نشخوارکنندگان مطرح نبودهاند و تحقیقات صورت گرفته در این زمینه اغلب بر غنیسازی شیر با اسیدهای چرب غیر اشباع و زیست فعال همچون اسید لینولئیک مزدوج توجه داشته‌اند [۱۹۴]. تحقیقات دهه اخیر نشان داده‌اند که تغذیه اسیدهای چرب ضروری مخصوصاً اسیدهای چرب امگا-۳ در نشخوارکنندگان نیز می‌توانند بهبود سلامت و عملکرد تولیدی و تولیدمثلی را به دنبال داشته باشند. در ادامه توضیحات مختصری در ارتباط با اثرات فیزیولوژیک این اسیدهای چرب ضروری با استناد بر تحقیقات صورت گرفته بر تک معده‌ای‌ها و نشخوارکنندگان ارائه می‌گردد.
۲-۳-۱- نقش‌های اسیدهای چرب ضروری بر متابولیسم
غشا: از دیرباز مشخص گردیده است که اسیدهای چرب غیر اشباع نقش کلیدی در سیالیت غشای سلول ایفا مینمایند. بیشترین تأثیر غیر اشباعیت اسیدهای چرب بر سیالیت غشا با حضور اولین پیوند دوگانه ظاهر گشته و پیوندهای دوگانه بعدی نقش محدودتری بر سیالیت دارند. بیشتر غشاهای سلولی تقریبا بیش از ۵۰ درصد اسیدهای چرب اشباع دارند [۱۵۱]. اطلاعات به دست آمده حاکی از آن است که اسیدهای چرب غیر اشباع در فسفولیپیدهای غشای داخلی تمرکز یافتهاند [۲۱۰]، در حالی که اسیدهای چرب اشباع، کلسترول و اسفنگومیلین در قسمت قایق لیپیدی^[۱۲] تمرکز یافته است [۲۱۱]. باور بر این است که غشای داخلی مرکز تنظیم گیرنده های سلولی میباشد و شواهد اخیر اشاره به این دارند که دوکوزاهگزاانوئیک اسید میتواند بعنوان تعدیل کننده ترکیبات غشای داخلی و سیگنالدهنده عمل نماید [۱۵۶]. درجه غیر اشباعیت فسفولیپیدهای غشا با فعالیت متابولیکی سلول همبستگی قوی نشان میدهد و پیشنهاد شده است که غشاها و خصوصیات آن‌ها ضربان همه فعالیت‌های متابولیکی را بر عهده دارند. در این خصوص پیشنهاد شده است که دوکوزاهگزاانوئیک اسید با نقش ساختاری خاص خود در غشای سلول، قادر است انتقال انرژی بین خود و دیگر اجزای غشاها را تسهیل نماید و تقابلات داخل و بین پروتئین‌های غشا را تسریع و تسهیل کند [۱۱۹ و ۱۲۰]. موجودات کوچکتر مقدار بیشتری دوکوزاهگزاانوئیک‌ اسید در غشای خود در واحد وزن دارند و از نرخ متابولیکی شدیدتری نیز برخوردارند. همچنین نوزادان یک گونه نیز باید نسبت به افراد بالغ همان گونه دوکوزاهگزاانوئیک بیشتری داشته باشند زیرا نرخ متابولیکی بیشتری دارند و این امر بر مصرف مقدار کافی این نوع اسیدهای چرب در نوزادان تاکید دارد. نکته مهم دیگر که باید در نظر گرفته شود این است که در آب و هوای سرد نسبت اسیدهای چرب غیر اشباع خصوصاً دوکوزاهگزاانوئیک اسید در غشای سلولی افزایش می‌یابد.
ایکوزانوییدها: اسیدهای چرب امگا-۶ و امگا-۳ بلند زنجیر پیش‌سازهای ایکوزانوییدها هستند که میانجی‌گرهای لیپیدی زیست فعال بوده و شامل پروستانوییدها و دیگر مشتقات اکسیژن دار می‌باشند. این ترکیبات توسط چند رده از آنزیم‌ها ساخته می‌شوند که عبارتند از سیکلواکسیژنازها، لیپوکسیژنازها و سیتوکروم P₄₅₀ و اپوکسیژنازها. پروستانوییدها بسیار متنوع بوده و دامنه وسیعی از فعالیت‌های بیولوژیکی را بر عهده دارند که اغلب عملکرد یا قدرت عمل متفاوت و متضاد هم نشان می‌دهند و شاید همین ترکیبات دلیل ضروریت اسیدهای چرب ضروری برای بقا می‌باشند. پروستانوییدها شامل پروستاگلاندین‌ها، ترومبوکسان‌ها و پروستاسیکلین‌ها هستند که نقش آنها به طور کامل در منابع ذکر شده است [۱۷۳]. پیش‌سازها و محصولات سنتز پروستاگلاندینها در شکل ۲-۳ نشان داده شده است.
ایکوزانوییدها توسط اغلب بافت‌ها در بدن تولید می‌گردند و اثرات شبه هورمونی بر سلول‌هایی که آنها را تولید می کند (اثرات اتوکرین) و یا سلول‌های مجاور (اثرات پاراکرین) ایجاد می‌نمایند. تحقیقاتی که طی ۳۰ سال گذشته صورت گرفته نشان داده‌اند که انواع مختلف ایکوزانوییدها گامه‌های مختلف بیولوژی که شامل پیشگیری و یا پیشرفت التهاب، بیماری‌های قلبی و سرطان هستند را تحت تأثیر قرار میدهند. نکته مهم این است که سنتز ایکوزانوییدها بشدت توسط مصرف انواع مختلف اسیدهای چرب غیر اشباع مصرفی دیکته می‌گردد که می‌تواند در پیشگیری و یا فرونشاندن التهاب و بیماری‌های مرتبط با آن و یا تشدید فرآیندهای التهابی نقش اساسی ایفا نماید [۱۷۳]. اگر چنین باشد، الگوهای خاص تغذیه‌ای و مکمل‌های هدفمند در پیشگیری و مدیریت این بیماری‌ها باید مدنظر قرار گیرد.

۲-۳-۱- تأثیر اسیدهای چرب امگا-۳ بر سلامت
تعدیل سیستم ایمنی و پاسخ‌های التهابی
در پیشرفت فرآیندهای التهابی، پروستاگلاندین E₂ که از اسید آراشیدونیک و توسط سیکلواکسیژناز سنتز میگردد، در داخل سلول انواع و مقادیر مختلفی از سایتوکینها را سنتز می‌نمایند که اثرات پیش‌التهابی داشته و لکوسیت‌ها را به محل جراحت میکشاند. بیشتر لکوسیتها اسید آراشیدونیک را توسط آنزیم لیپوکسیژناز به لکوترین‌های پیش‌التهابی تبدیل می‌کنند که رگ‌های خونی را نفوذپذیرتر می‌کنند و منجر به تورم بیشتر می‌گردد. همچنین پروستاگلاندین E₂، انتهای اعصاب درد را حساس‌تر نموده و درد در منطقه ملتهب را شدیدتر مینماید [۱۷۳]. اثرات متقابلی بین پیش‌سازهای ایکوزانوییدها وجود دارد، بدین شکل که مشارکت رقابتی بین اسیدهای چرب برای قرار گرفتن در ساختار غشای سلول و رقابت برای شرکت در واکنشهای آنزیمی برای ساخت ایکوزانوییدها وجود دارد [۲۸۲]. عموماً ایکوزانوییدهایی که از اسید آراشیدونیک منشأ میگیرند غالب میباشند و در بیشتر موارد بیشترین فعالیت را از خود نشان میدهند. افزایش مصرف اسیدهای چرب امگا-۳ متابولیسم آراشیدونیک اسید در سطح آنزیم سیکلواکسیژناز و لیپوکسیژناز مختل نموده و تولید ایکوزانوییدهایی از منشأ اسید آراشیدونیک را کاهش میدهد [۱۷۴] و تولید پروستاگلاندینهای سری ۳ و لکوترینهای سری ۵ را بیشتر مینماید که در زیر به برخی تغییرات در فرایندهای متابولیکی اشاره میگردد [۱۹۹]. در این شرایط تولید متابولیتهای پروستاگلاندین E₂، ترومبوکسان A₂، که یک منقبض کننده عروق و جمع آورنده پلاکتها میباشد، کاهش یافته و تولید لوکوترین E₄، که یک القا کننده التهاب است نیز کم می‌گردد ودر مقابل ترومبوکسان A₃ و لکوترین B₅ که اثرات التهابی بسیار ضعیفتری دارند، افزایش می‌یابد [۲۵۰]. تغییر متابولیکی اشاره شده در نهایت به کاهش التهاب منجر می‌گردد. نکته جالبی که در مورد اسیدهای چرب امگا-۳ وجود دارد، اثرات سینرژیسم یا تقویت‌کنندگی این ترکیبات با داروهای ضدالتهابی غیر استروییدی میباشد که می‌توانند دوز مصرفی این داروها را کاهش داده و مانع بروز اثرات جانبی آنها گردند.
از آنجایی که تولید سایتوکین‌ها توسط ایکوزانوییدها تنظیم می‌گردد و با توجه به اینکه چربی‌ها تولید ایکوزانوییدها را متاثر می کند، لذا امکان آن وجود دارد که چربی‌های خوراک مخصوصاً آنهایی که حاوی اسیدهای چرب امگا-۳ هستند تولید سایتوکینها را تحت تأثیر دهند. تحقیقات دیگر نیز نشان دادند که اسیدهای چرب امگا-۳ بیان ژن‌های تولیدکننده سایتوکین‌ها را کاهش میدهند [۲۳۶]. برخی تحقیقات نشان دادند که تغذیه اسیدهای چرب امگا-۳ بر مدل‌های انسانی مقدار فاکتور از بین برنده تومور-آلفا (TNFα) و اینترلوکین ۱ و ۶ را که سیتوکین‌های پیش‌التهابی می‌باشند، کاهش دادند [۵۵] و تولید برخی سایتوکین‌های ضد التهابی مانند اینترلوکین-۴، اینترلوکین-۱۰ اینترلوکین-۱۳ را افزایش دادند [۱۷]. اسیدهای چرب امگا-۳ می‌توانند تولید اکسید نیتریک را کاهش دهند که یکی از مکانیسم‌های اصلی ایجاد اثرات ضد التهابی در جیره‌های غنی از اسیدهای چرب امگا-۳ می‌باشد [۵۲].
فاگوسیتوز پاسخ اولیه و اساسی سیستم ایمنی می‌باشد. تحقیقات آزمایشگاهی نشان دادند که تغییر در پروفیل اسیدهای چرب غشای فاگوسیت‌ها ظرفیت فاگوسیتوزی آنها را تغییر می‌دهد. تقویت قدرت فاگوسیتوزی با دریافت اسیدهای چرب غیر اشباع ممکن است که با تغییر بیان گیرنده‌های شرکت کننده در فاگوسیتوز همراه باشد و به نظر می‌رسد که ارتباط نزدیکی با طبیعت فیزیکی غشا داشته باشد، چنانکه در تحقیقات آزمایشگاهی فاگوسیت‌های موشی نشان داده شد [۵۶]. نشان داده شده است که فعالیت فاگوسیتی نوتروفیل‌ها و مونوسایت‌ها به طور معکوس با محتوای پالمیتیک اسید و نسبت اسیدهای چرب اشباع به غیر اشباع و به طور مثبت با محتوای اسیدهای چرب غیر اشباع، اسیدهای چرب امگا-۶ و امگا-۳ در ارتباط است [۱۳۷]. غنی نمودن جیره با اسیدهای چرب امگا-۳ و افزایش سطح امگا-۳ در غشای سلول‌های فاگوسیت، فعالیت سلولهای فاگوسیت کننده را تقویت نمود. در تحقیقی نشان داده شد که مصرف ۵/۱ گرم از مخلوط ایکوزاپنتاانوئیک اسید و دوکوزاهگزاانوئیک اسید به مدت ۶ ماه فعالیت نوتروفیلها و مونوسیتها را افزایش داد [۱۳۶].
تأثیر انواعی از اسیدهای چرب مخصوصاً اسیدهای چرب امگا-۳ بر عملکرد سلولهای T و سیگنال‌دهی آنها در سال‌های اخیر مورد بحث و بررسی قرار گرفته است [۵۱ و ۵۴]. باور بر این است که مکانیسم اثر اسیدهای چرب امگا-۳ شامل شرایط فیزیکی اسیدهای چرب امگا-۳ و تسهیل جابجایی پروتئینهای غشایی، تغییر پروفیل میانجیگر‌های ایکوزانوییدی که عملکرد سلولهای T و تغییر در ارائه آنتی ژن به سلولهای T را تحت تأثیر قرار میدهد [۵۳]، باشد. موش‌هایی که جیره‌های غنی شده با اسیدهای چرب امگا-۳ در مقایسه با موش‌هایی که جیره‌های غنی شده با اسیدهای چرب امگا-۶ دریافت نمودند واکنش‌های التهابی کمتری نشان دادند، در حالی که پاسخ انواع مختلف آنتی‌بادی‌ها به القای آنتیژن توسعه نشان داد [۹].
در یک تحقیق آزمایشگاهی تأثیر دو اسید چرب ایکوزا پنتاانویید اسید و دوکوزاهگزاانوئیک اسید بر سلولهای لکوسیت چند هسته ای بزها بررسی شد. فعالیت فاگوسیتوزی با اضافه نمودن این دو ترکیب افزایش یافت و تولید گونه‌های فعال اکسیژن خارج سلولی را کم نمود که در کل میتواند بر عملکرد نوتروفیلها و مونوسیتها موثر بوده و آسیب سلول‌های ایمنی در اثر گونه های فعال اکسیژن را کاهش دهد [۱۵۰ و ۲۱۷]. در تحقیقی دیگر مکمل نمودن کتان اکسترود شده به جیره میش‌های دوره انتقال نشان داد که تولید آنتی بادی بر علیه گونه‌های سالمونلا افزایش یافت که می‌تواند در دام‌هایی که دوره انتقال را سپری می‌نمایند بسیار مهم باشد زیرا در این شرایط بیماری‌های متابولیکی و عفونی که با تضعیف سیستم ایمنی در ارتباط است دام را بیش از پیش تهدید می‌نمایند [۲]. همچنین تغذیه روغن ماهی به بزهای دوره انتقال برخی جنبه های سیستم ایمنی سلولی را بهبود داده است [۴]. در تحقیقی دیگر نشان داده شد که تغذیه کتان به برههای پرواری که تحت تنش جابجایی نیز بودند پاسخهای ایمنولوژیک را متاثر ساخته و بافتهای بدن را در مقابل تنش حمل و نقل محافظت نمودند و همچنین اثرات منفی اسیدوز بر شکمبه را نیز کم نمود [۲۷].
لسارد و همکاران [۱۵۴] نشان دادند که نرخ تکثیر گلبول‌های سفید تک هسته‌ای تحریک شده در گاوهای تغذیه شده با اسیدهای چرب امگا-۳ در مقایسه با اسیدهای چرب امگا-۶ بیشتر بود و نشان دهنده این است که تضعیف سیستم ایمنی که معمولا در دوره انتقال رخ می‌دهد با تغذیه اسیدهای چرب امگا-۳ تا حدودی تعدیل شده است. این دام‌ها جیره‌های آزمایشی را ۶ هفته قبل از زایش دریافت نمودند. همچنین نتایج این مطالعه متضاد با تحقیق قبلی این محققین بود که جیره مشابهی را استفاده نمودند و جیره‌های آزمایشی بر خلاف آزمایش دیگر فقط پس از زایش در اختیار دامها قرار گرفت [۱۵۵]. دلیل تناقض بین نتایج دو تحقیق احتمال به زمان دریافت جیرههای آزمایشی مربوط میگردد. تغذیه طولانی مدت جیرهای غنی شده با اسیدهای چرب امگا-۳ میتواند پاسخ متفاوتی نسبت به تغذیه کوتاه مدت ایجاد نماید. این نتایج در برخی مواد با نتایج به دست آمده از مدل‌های تک معده‌ای متفاوت بوده و نتایج ضد و نقیض احتمالاً به تفاوت گونه‌ای، تفاوت در مقدار مصرف و منبع اسیدهای چرب امگا-۳ و همچنین مرحله فیزیولوژیک دام مربوط می‌باشد.
اخیراً در آزمایشی که توسط هیل و همکاران [۱۱۲] صورت گرفت تغذیه مخلوط تجاری اسیدهای چرب اشباع و امگا-۳ به گوسالههای شیرخوار پاسخ ایمنی گوسالهها را به واکسیناسیون تغییر داد. سیتوکین‌های پیش التهابی در گوساله‌های واکسینه شده در تیمار شاهد افزایش یافت در حالی که در گوسالههایی که منبع چربی را دریافت نمودند کاهش نشان داد و این گوساله‌های علایم التهابی کمتری نیز از خود نشان دادند. همچنین بیان ژن‌های مربوط به سیتوکین ضد التهاابی اینترلوکین-۴ افزایش نشان داد که نشان‌دهنده موثر بودن تیمار اعمال شده بر ایمنی خونی گوساله‌ها بود. اینترلوکین-۴ قادر به تحریک رشد، زنده‌مانی گوساله و تمایز هر چه بهتر سلول‌های B و T، که در سنتز ایمنوگلوبولینها نقش دارند، می‌باشد [۴۷]. همچنین در دام‌هایی که تحت تنش حرارتی قرار داشتند، تکثیر لنفوسیتها و تولید آنتی بادی القا شده توسط میتوژن‌ها در دام‌هایی که دانه کتان مصرف نمودند در مقایسه با دام‌هایی که روغن ماهی یا جیره بدون منبع چربی دریافت نمودند، بیشتر بود [۶۲].
تأثیر اسیدهای چرب ضروری بر مقاومت انسولین و متابولیسم گلوکز و چربی
مقاومت انسولین به شرایطی اطلاق میگردد که غلظت نرمال انسولین پاسخ بیولوژی ضعیفتری را در بافت‌های وابسته به انسولین ایجاد نماید. انسولین اثرات مختلفی بر متابولیسم کربوهیدرات، چربی و پروتئین در بافتهای مختلف حساس به انسولین اعمال مینماید. تحقیقات زیادی نشان دادند که فعال شدن چرخه‌های مزمن التهابی در سلول‌های وابسته به انسولین می‌تواند منجر به مقاومت انسولین گردد و افراد مبتلا به دیابت و مقاومت انسولین، گاهاً سطوح بالای سایتوکینهای پیش التهابی در خون دارند [۲۴۲].
اثرات مفید اسیدهای چرب امگا-۳ بلند و کوتاه زنجیر بر فعالیت انسولین در حیوانات به خوبی نشان داده شده است [۹۹]. برای مثال، اسیدهای چرب امگا-۳ توانستند مقاومت انسولینی القا شده توسط اسیدهای چرب اشباع را به طور کامل بهبود بخشند [۲۵۸] و تحقیقات نشان دادند ارتباط معکوسی بین مصرف اسیدهای چرب خانواده امگا-۳ و وقوع دیابت نوع ۲ وجود دارد که مجدداً اهمیت این اسیدهای چرب را در تعدیل فعالیت‌های انسولین نشان میدهند [۹۰]. در تحقیقی نشان داده شد که اضافه نمودن اسیدهای چرب بلند زنجیر امگا-۳ و کاهش نسبت امگا-۶ به امگا-۳ در رتهایی دیابتیک، غلظت انسولین را به حالت طبیعی بازگزداند و حساسیت انسولین را در این حیوانات افزایش داد [۹۸]. از طرفی، مصرف سطوح بالای اسید لینولنیک مقاومت انسولین را در مردان و زنان با وزن نرمال کاهش داد [۱۸۶].