오메가-3 지방산

N-3 지방산(n−3 fatty acids)은 대중적으로 ω−3 지방산(ω−3 fatty acids), 오메가-3 지방산Omega−3 fatty acids)으로 알려져 있으며, 탄소 사슬의 끝에서 세 번째 탄소에서부터 이중 결합(C=C)이 시작되는 필수 불포화 지방산이다.
불포화 지방산은 인체내에서 합성되지 않지만 대사활동에 필수적인 분자들이다. 필수 지방산의 두 가지 종류 중의 하나가 오메가-3 지방산이다.
탄소 사슬의 양 끝은 카르복시기(COOH)와 메틸(CH₃)기이며, 첫 번째 이중 결합의 위치는 메틸기에서부터 세며, 이를 오메가(omega end) 또는 n이라고 부른다.
영양학적으로 중요한 오메가−3 지방산으로는 알파-리놀렌산(ALA), 에이코사펜타엔산(EPA), 도코사헥사엔산(DHA)이 있다.
오메가–3 지방산의 일반적인 공급원은 생선 기름과 일부의 아마씨 기름과 해조 기름과 같은 식물성 기름이다.
포유류는 오메가−3 지방산을 합성하지는 못하고, 탄소수가 18인 "짧은 사슬" 지방산, ALA로부터 "긴 사슬" 지방산인 EPA(탄소수 20)와 DHA(탄소수 22)를 합성하는 제한적인 능력을 가지고 있다.

역사

1930년대부터 오메가-3 지방산이 정상적인 성장과 건강에 필수적이라고 알려져 있지만, 그 건강상의 유용성에 대한 지식은 1990년대부터 급격하게 증가하고 있다.
E-EPA와 E-EPA와 E-DHA의 조합과 같은 에틸 에스테르화된 오메가-3 지방산의 새로운 버전은 기존의 것들에 비해 고도로 정제되고 더욱 효과적인 화합물로서 관심을 끌었다. 미국과 유럽 연합에서는 이러한 새로운 화합물들이 로바자(Lovaza)처럼 종종 처방약으로 판매된다. 다른 곳에서는 식품에서 섭취할 수 있다.
긴 사슬 오메가-3 지방산(DHA, EPA 오메가-3)의 건강상의 이점은 가장 잘 알려져 있다. 이러한 이점은 1970년대에 이누이트 연구자들에 의해 발견되었다. 그린란드 이누이트는 육류로부터 많은 양의 지방을 섭취하지만, 심혈관 질환은 거의 보이지 않는다. 이누이트가 섭취하는 높은 수준의 오메가-3 지방산이 트리글리세라이드, 심박수, 혈압 그리고 아테롬성 동맥 경화증을 감소시킨다.
2004년 9월 8일, 미국 FDA는 "qualified health claim"(식품 기능성 인증)을 EPA와 DHA n-3 지방산에 부여하였는데, 이는 "결정적이지 않지만 보조적인 연구 결과에 의하면 EPA와 DHA n-3 지방산이 관상 동맥 질환의 위험을 줄일 수 있다"는 것을 뜻한다.
이 때문에 2001년의 오메가-3 지방산의 건강상 위험성에 대한 경고 문서가 수정되었다. 이 글을 작성하는 현재, 미국 규제 당국은 심혈관 질환에 대한 DHA와 EPA의 유용성에 대한 증거를 수용하지 않았으며, 다른 효능에 대해서도 주의깊게 살펴보아야 한다.
캐나다 정부는 DHA 오메가-3의 중요성을 인정하고 "오메가-3 지방산의 하나인 DHA는 뇌와 눈, 신경의 정상적인 발달을 돕는다" 는 생물학적 효능을 인정했다.

생물학적 중요성

1992년의 생화학자 윌리엄 E.M. 랜드의 자료 는 n-3 지방산에 대한 개요를 제공하며, 이 섹션도 그 자료에 기초하였다.
'필수' 지방산이라는 이름은 연구자들이 그 지방산들이 어린 아이와 동물의 정상적인 성장에 필수적이라는 사실을 발견했을 때 지어진 것이다. ('필수'의 현대적 정의는 더욱 엄격하다는 것을 참고하자.) 식품에서 작은 양의 n-3(전체 칼로리의 1%)도 정상적인 성장을 가능하게 하고, 그 양을 늘리는 것은 성장에 영향을 거의 미치지 않거나 아예 미치지 않는다.
이와 비슷하게, 연구자들은 감마 리놀렌산과 아라키돈산과 같은 오메가-6 지방산이 정상적인 성장에 대해 비슷한 역할을 한다는 것을 발견했다. 뿐만 아니라, 오메가-6 지방산이 피부 조직, 신장 기능, 출산 기능을 돕는 데에 더 좋다는 사실이 밝혀졌다.
1964년, 양에게서 발견된 효소가 n−6 아라키돈 산을 염증을 일으키는 프로스타글란딘 E₂
으로 변환시키며, 이 두 물질은 통증을 유발하고, 손상되고 감염된 조직의 회복과 면역 반응을 돕는다. 1979년을 지나면서, 더욱 많은 것이 알려졌다. 에이코사노이드, 트롬복산, 프로스타클린, 류코트리엔이 발견되었다. 에이코사노이드는 중요한 생물학적 기능을 가지고 있으며, 일반적으로 지방산에서 합성되고 효소에 의해 대사작용에 의해 수명이 끝나는 짧은 체내 활성 수명을 가진다. 하지만, 만약 합성 속도가 대사 속도를 넘어서면, 초과분의 에이코사노이드가 해로운 효과를 나타낼 수도 있다. 연구자들은 특정한 n−3 지방산도 역시 에이코사노이드로 변환되지만, 그 속도는 훨씬 느리다는 사실을 발견했다. n−3 지방산으로부터 만들어진 에이코사노이드는 종종 항염즘성 물질로 불리지만, 사실 그 물질들은 n−6 지방산으로부터 만들어진 것보다 염증성이 약할 뿐이다. 만약 n−3과 n−6 지방산이 모두 존재한다면, 이 물질들은 변환되기 위해 "경쟁"할 것이고, 긴 사슬 n−3:n−6 지방산의 비율은 생산된 에이코사노이드의 종류에 직접적으로 영향을 끼칠 것이다.
트롬복산이 혈전증으로 인한 사망과 출혈로 인한 사망을 모두 일으킬 수 있는 혈소판 응고의 인자라는 사실이 밝혀졌을 때, 이러한 경쟁은 중요하게 인식되었다. 비슷하게, 류코트리엔이 면역/염증 시스템 반응에 중요한 요소이고, 따라서 관절염, 루프스, 천식, 염증 회복과 관계가 있다는 것이 밝혀졌다. 이러한 발견은 n−6 에이코사노이드의 합성을 조절하는 방법을 찾는 것에 대한 큰 관심으로 이어졌다.
가장 단순한 방법은 더 많은 n−3 지방산을 섭취하고 n−6 지방산의 섭취를 줄이는 것이다.
에틸 에스터로 처방될 때, n−3 지방산 EPA는 resolvin과 omega-3-oxylipin으로 불리는 강한 항염증성 분자를 형성하는 것으로 보이며, 이는 생선 기름의 긍정적인 효과들을 일부 설명한다.
n-3 지방산 DHA와 EPA는 세포막의 G-단백질 수용체에 리간드로서 작용하며, 쥐에서 항염증 반응과 인슐린 감작 반응에 기여한다.

관절염의 치료 효과

충남대병원은 2018년 류마티스내과 심승철 교수팀과 의생명연구원 임규 교수팀이 최근 류마티스관절염 유발생쥐에게 오메가-3 (N-3 polyunsaturated fatty acids)를 투여해 관절염의 면역학적 변화를 연구한 결과를 학술지인 PLOS ONE 3월호에 게재했다.
류마티스 관절염은 자가면역 질환의 일종으로 주로 중년 여성에게 발생하는 대표적인 만성관절염이다. 초기에는 관절이 붓거나 통증이 나타나다 시간이 경과함에 따라 관절뼈가 손상되어 관절을 움직이기 어렵게 된다. 또한 관절에만 국한되지 않고 폐, 눈, 심혈관계 등 다른 장기에도 염증을 유발하여 사망률도 높아지는 전신 질환으로 관절에 국한된 치료보다 전신적인 염증을 치료하는 것이 중요하다.
이에 연구팀은 콜라겐 항체를 이용해 생쥐에서 관절염을 유발하고, 실제 임상에서 사용하는 오메가-3 지방산을 투여한 후 어떠한 면역학적 변화가 일어나는지를 파악했다. 류마티스관절염에서는 염증 물질인 인터루킨 17의 생성이 증가되는 반면 염증 발생을 억제하는 조절 T세포 수가 감소해 있는데 연구결과, 오메가-3 투여 후 인터루킨 17이 감소하고 조절 T 세포가 증가한 것으로 나타났다.