Додатак омега-3 масних киселина мења активност унутарћелијске фосфолипазе а2 и мембранске профиле масних киселина код појединаца са изузетно високим ризиком за психозу | молекуларна психијатрија

Додатак омега-3 масних киселина мења активност унутарћелијске фосфолипазе а2 и мембранске профиле масних киселина код појединаца са изузетно високим ризиком за психозу | молекуларна психијатрија

Anonim

Субјекти

  • Масне киселине
  • Додаци исхрани
  • Психоза

Апстрактан

Идентификација профила ултра високог ризика (УХР) за психозу и веће разумевање његовог пророма довели су до повећаног интересовања за рану интервенцију за одлагање или спречавање појаве психотичних болести. У рандомизованом плацебо контролираном испитивању идентификовали смо додатак полинезасићене масне киселине (ПУФА) дуголанчаних ω-3 (ПУФА) као потенцијално користан, јер је смањио стопу преласка на психозу за 22, 6% 1 годину након почетне вредности у кохорта од 81 младих на УХР-у о преласку на психозу. Међутим, механизми према којима ω-3 ПУФА могу бити неуропротективни, нису у потпуности разумљиви. Овде извештавамо о ефектима додавања ω-3 ПУФА на активност унутарћелијске фосфолипазе А2 ( у ПЛА 2 ), главне ензиме који регулишу метаболизам фосфолипида, као и на липидне профиле периферне мембране код особа које су учествовале у овом рандомизованом плацебо- контролисано суђење. Пацијенти су проучавани попречно ( н = 80) и лонгитудинално ( н = 65) пре и после 12-недељне интервенције са 1, 2 г дневно ω-3 ПУФА или плацебо, након чега је уследио период праћења од 40 недеља да би се утврдили стопе преласка на психозу. Испитивали смо ПЛА 2 и ФА еритроцитне мембране у групама за лечење (ω-3 ПУФАс вс плацебо) и исходним групама (психотични вс непсихотични). Нивои мембрана ω-3 и ω-6 ПУФАс и ПЛА 2 значајно су повезани. Неке од значајних асоцијација (то су дуголанчани ω-6 ПУФА, арахидонска киселина) са ПЛА 2 активношћу биле су у супротном смеру код појединаца који су (позитивна корелација) и који нису (негативна корелација) прешли на психозу . Суплементација ω-3 ПУФА резултирала је знатним смањењем активности ПЛА 2 . Закључујемо да суплементација ω-3 ПУФА може деловати нормализацијом активности ПЛА 2 и метаболизмом δ-6-десатуразе ω-3 и ω-6 ПУФА, што сугерише њихову улогу у неуропрогресији психозе.

Увод

Током 1990-их, у низу проспективних студија уведени су и потврђени критеријуми за идентификацију 1 особе са „ултра високим ризиком“ психотичког поремећаја - то јест у претпостављеној продромалној фази психозе. 2, 3, 4 Појединци на УХР идентификовани су по једној или више следећих карактеристика: (1) потколеница, ослабљени облици позитивних психотичних симптома током прошле године; (2) епизоде ​​искрених психотичних симптома који нису трајали дуже од једне недеље и спонтано су престали; и / или (3) који имају рођака првог степена са психотичним поремећајем или шизтипским поремећајем личности, поред значајног пада у функцији током претходне године. 4 У приступ идентификацији је такође укључен старосни распон од 15 до 30 година, јер је утврђено да ова старосна група има највећи ризик за психозу. Ове УХР критеријуме су усвојиле и прилагодиле различите међународне групе. 5

Предложено је неколико интервенција, како фармаколошких, тако и психолошких, да би се одгодила или чак спречила појава психозе у популацији УХР-а. 6 Иако антипсихотици могу бити вредни, чини се да имају нејасан профил ризика и користи. 7 Наше недавно рандомизирано плацебо-контролирано испитивање 1 пронашло је 4, 9% стопе преласка у акутну психозу код пацијената са УХР-ом лечених дуголанчаним ω-3 (ω-3) полинезасићеним масним киселинама (ПУФА) у поређењу са стопом транзиције психозе од 27, 5 % код појединаца који су примали плацебо поред стандардне неге, што указује да суплементација ω-3 ПУФАс може умањити ризик од преласка на психозу. У новије време направили смо друга открића која подупиру важност биологије липида за настанак психозе. Показали смо да нижи нивои ω-3 ПУФА корелирају са озбиљнијим негативним симптомима код пацијената са УХР-ом 8 и да смањени нивои ФА-а (то јест нервне киселине, ω-3 ПУФА) могу послужити као биомаркери који предвиђају конверзију у психозу у УХР-у. субјекти. 9 Међутим, фармаколошки и неурохемијски механизми дејства ω-3 ПУФА остају у потпуности неразумени.

У овој студији желели смо испитати један претпостављени механизам који је темељио на ефекту додавања ω-3 ПУФА користећи перспективни лонгитудинални дизајн. Овај механизам претпоставља да укључује промене нивоа различитих ПУФА, као и промене у активности унутарћелијске фосфолипазе А2 ( у ПЛА 2 ), 10 групе ензима који регулишу промет фосфолипида. У ПЛА 2 припада породици ензима који катализују цепање ФАс из сн-2 положаја фосфолипида. 11 Иако се у ПЛА 2 генерално сматра „ензимом за одржавање“ мембрана фосфолипида, недавне студије су откриле нове функционалне улоге ове групе ензима повезаних са оштећењем ћелија, 12 упалом и оксидативним стресом, 13 и регулацијом апоптотичких 14 и неуротрофични 15, 16 процеса. Горе наведени путеви заједно су постављени у хипотезу да подупиру процес неуропрогресије, који може деловати као део транзиције. 16 Претпостављено је да модулација ових неуропрогресивних путева од стране средстава која укључују ПУФА може бити неуропротективна. 17, 18

Смањени нивои ПУФА и повећана активност ензима ПЛА 2 снажни су биолошки налази у шизофренији. 19, 20, 21, 22 Изгледа да је активност ПЛА2 већа у акутној раној фази шизофреније, 23 је повезана са психопатологијом, а 24 је модулисана антипсихотичким лечењем. 24, 25, 26, 27, 28 Виши ниво активности ПЛА 2 пре лечења корелира са бољим одзивом на лечење савременим антипсихотицима. 24 Поред тога, истраживање болесника са шизофренијом прве епизоде ​​показало је повезаност између активности ПЛА 2 и структурних промена мозга у левом префронталном кортексу, билатералном предњем цингулату и коре у левом хипокампусу. 29 Метаболизам ПУФА и активност ПЛА 2 такође су предложени да допринесу поремећајима у структури мозга током непосредне продромалне / УХР фазе психозе. 29, 30

Овде смо анализирали еритроцитну мембрану ФА и плазму у ПЛА 2 активности код УХР пацијената који су учествовали у нашем недавном рандомизованом плацебо контролисаном испитивању ω-3 ПУФАс и плацебо 1 да бисмо тестирали следеће хипотезе: (1) засновано на истраживању у првој епизоди пацијенти са шизофренијом, 19 очекивали смо да ће мембрански ФА и плазма у активности ПЛА 2 бити у корелацији код пацијената са УХР-ом на почетку. Тачније, очекивали смо да ћемо наћи негативне корелације између ω-3 ПУФАс и активности ПЛА 2, негативне корелације између ω-6 ПУФАс и активности ПЛА 2 и позитивне корелације између ω-9 мононезасићених ФА (МУФА) и у ПЛА 2, као мембрана ω-6 ПУФА компензује дефицит мембране ω-3 ПУФА, а ω-9 МУФА надокнађује и ω-3 и ω-6 ПУФА дефицит. 31, 32 (2) На основу налаза у шизофренији прве епизоде, 24 очекујемо да ћемо утврдити да је активност ПЛА 2 повезана са тежином и трајањем психијатријских симптома и психосоцијалним функционисањем на почетку. (3) Надаље, очекивали смо да ће додатак ω-3 ПУФА повећати ниво мембране мембране ω-3 ПУФА. (4) Такође смо очекивали да ће суплементација ω-3 ПУФА смањити активност ПЛА 2 (а тиме и смањити повећање промета мембране). (5) Коначно, очекивали смо да ће додатак ω-3 ПУФА утицати на корелацију између нивоа ω-3, ω-6 и ω-9 ФА и активности ПЛА 2 .

материјали и методе

Дизајн

Студија је укључивала рандомизирано двоструко слепо, плацебо-контролисано испитивање ω-3 ПУФА интервенције (Пробна регистрација: клиничка испитивања.гов Идентификатор: НЦТ00396643). 1 12-недељни интервентни период од 1, 2 г на дан ω-3 ПУФА или плацебо праћен је периодом праћења од 40 недеља; укупно трајање студије је било 12 месеци. Студију је одобрила Комисија за етику Медицинског универзитета у Бечу, а од свих учесника добијена је писана обавештена сагласност (пристанак родитеља или старатеља за оне старије од 18 година).

Учесници

Студија је спроведена код 81 особе које траже УХР од 13 до 25 година које су испуниле један или више од три оперативно дефинисана критеријума за ментално стање ризика. 4 (За додатне информације о укључивању и критеријумима за искључење види Допунски материјал и Аммингер и др. 1 ). Основни узорци за одређивање ФА еритроцитне мембране и плазме у активности ПЛА 2 били су доступни од 80 учесника; они садрже садашњи узорак студије (за анализе попречног пресека). Праћени узорци еритроцита и плазме прикупљени су на крају 12-недељног интервентног периода код 65 особа. Од тога, 36 их је примило ω-3 ПУФА и 29 плацебо. Од 15 учесника студије који нису имали прикупљене узорке крви, девет је прешло на психозу током интервентног периода (један у групи ω-3 ПУФА; осам у групи са плацебом) и шест (три у свакој групи лечења) ) прекинуо је интервенцију или одбио накнадни тест крви из других разлога. Табела 1 приказује основне демографске и клиничке карактеристике у узорку студије и у групи са уздужним информацијама.

Табела пуне величине

Интервенција лечења

Активни третман је био додатак (ЕПАКС 5500 ТГ) који се састоји од жутих желатинских капсула од 0, 5 г које садрже концентровано морско рибље уље. Дневна доза од четири капсуле пружила је 700 мг еикосапентаенојске киселине (20: 5ω-3), 480 мг докозахексаенојске киселине (ДХА; 22: 6ω-3) и 7, 6 мг витамина Е. Кокосово уље је изабрано као плацебо јер је не садржи ПУФА и нема утицаја на ω-3 ПУФА метаболизам. Плацебо капсуле су садржале исту количину витамина Е као и ω-3 капсуле и 1% рибљег уља да опонаша укус. Свим пацијентима је истовремено понуђено девет сесија психолошких и психосоцијалних интервенција заснованих на потребама, заједно са интервјуима за праћење истраживања. Пацијенти су могли да примају антидепресиве и бензодиазепине, али антипсихотици и лекови за стабилизацију расположења нису били дозвољени.

Процене

Мере су укључивале ПАНСС (позитивну и негативну лествицу синдрома) 33 и ГАФ (Глобална процена функционисања). 34 Процена поузданости интер-ратер за ПАНСС поткабеле и ГАФ су биле одличне (сви коефицијенти корелације унутар класе> 0, 92). Примарна мера исхода испитивања била је конверзија у психотични поремећај, који је оперативно дефинисан на основу критеријума Иунг ет ал. 4 Детаљнији опис процена студије и мера исхода дат је у Додатном материјалу.

Анализа састава ФА еритроцитне мембране

Одвојили смо плазму и еритроците из узорака целе крви и анализирали састав ФА у фосфолипидима фосфатидилетаноламинских фракција еритроцитних мембрана. Образложење за испитивање фракције фосфатидилетаноламина, као и детаљи поступака који се користе за припрему мембране еритроцита, екстракцију фосфолипида, одвајање фосфолипидних фракција и количину ФА су наведени као додатни материјал. Помоћу гасне хроматографије и стандардних метода квантације добијене су вредности за следеће класе ФА: засићени ФА (14: 0, 16: 0, 17: 0, 18: 0), МУФА (18: 1ω-9, 20: 1ω- 9, 20: 3ω-9, 22: 1ω-9, 24: 1ω-9), транс -ФАс (ТФАс: 18: 1ω-7тр, 18: 1ω-9тр и ПУФАс (18: 2ω-6, 18: 3ω -6, 20: 3ω-6, 20: 4ω-6, 22: 2ω-6, 22: 4ω-6, 18: 3ω-3, 20: 5ω-3, 22: 5ω-3, 22: 6ω-3 Даљње информације о лабораторијским методама и о укљученим породицама ФА налазе се у Додатном материјалу и Додатној слици 1.

Анализа интрацелуларне активности калцијума независне од калцијума (инПЛА 2 )

Шира породица фосфолипазе А2 састоји се од три главне ензимске групе: 1 секреторна (ванћелијска) Ца2 + -зависна ПЛА 2 ; 2 цитосолна Ца2 + -зависна ПЛА2 (цПЛА2) и 3 Ца2 + -зависна ПЛА2 (иПЛА 2 ). 11, 35, 36 Према опсежним методолошким предистраживањима 10 и тренутном стању знања о класификацији ПЛА 2, 11, 35, 36, додељивали смо овде ензимску активност (тј. У ПЛА 2 ) збиру активности изоензима цПЛА 2 и иПЛА 2 . Користили смо комерцијално доступну флуоресцентну супстрат (ПЕД6, ИнВитроген, Царлсбад, ЦА, САД) за процену флуорметријске активности ПЛА 2 у плазми. Околина са смањеним калцијумом је створена додавањем етилен гликол тетра сирћетне киселине. За калибрацију смо користили стандардну серију разређивања пчелињег отрова ПЛА 2 (СИГМА 29279-1МГ, Минхен, Немачка). За израчунавање ПЛА 2 активности коришћени су успон кривуље и временски интервал након додавања ПЕД6 (нагиб у минути) и калибрационе кривуље. Резултујућа ензимска активност нормализована је на укупну концентрацију протеина у одговарајућем узорку плазме. Ово даје специфичну активност (пмол у минути) по мг протеина). Даљње информације о кориштеном ПЛА 2 тесту налазе се у Додатном материјалу.

Статистичка анализа

Испитивање нормалне дистрибуције података

Као алтернатива конзервативном тесту Колмогоров – Смирнов од стране Лиллиефорса, тестирали смо предуслове параметријских тестова (Гауссова нормална дистрибуција) користећи „сконост“ дистрибуције података и придружене стандардне грешке. Распон <3 коришћен је као пресек за употребу параметријских тестова.

Анализа попречног пресека

За поређење у почетном пресеку лечења и плацебо група, примењивали смо корак по корак АНЦОВА (анализа коваријанције) биохемијских параметара користећи МЕДИЦАЦИЈУ (лечење вс плацебо) као фактор између субјекта, с обзиром на пол и старост . Разлике у СЕКС расподјели између група тестиране су кориштењем χ2 теста. Пост-хок поређења основних варијабли извршена су употребом т- тестова у случајевима када је почетна АНЦОВА показала значајан утицај главног фактора, ЛЕКАЦИЈЕ или значајну интеракцију са једном од основних варијабли. У случају значајне интеракције између фактора између субјекта и коваријата, ова варијабла је такође коришћена као коваријат за све наредне кораке анализе.

Лонгитудиналне анализе

Наша главна статистика, усмерена на примарну хипотезу, фокусирана је на лонгитудиналну упоредбу дизајна основног нивоа (недеља 0, В 0 ) и праћења (недеља 12, В 12 ) нивоа ФА и на мере активности ПЛА 2 . Извели смо мултиваријантну поновљену меру АНЦОВА са ИНТЕРВАЛ (ФА и у ПЛА 2 на В 0 и В 12 ) као фактор унутар субјекта и МЕДИЦАЦИЈУ као фактор између субјекта, укључујући старост и пол као коваријате и пост-хоц т -тести за параметре који показују значајне ефекте ИНТЕРВАЛ или значајне ИНТЕРВАЛ × МЕДИЦАТИОН интеракције.

Корелацијске анализе

Да би се испитала претпостављена повезаност између расположивости мембрана ФА и активности ПЛА 2, израчунати су Пеарсонови коефицијенти корелације између релативних вредности појединачних ФА мембрана и активности ПЛА 2 на почетној основи. У складу с нашом претпоставком да се биохемија мембране променила као резултат додавања ω-3 ПУФА, ова корелациона анализа је поновљена на групно одвојен начин за особе које су лечене ω-3 ПУФА и плацебо третиране на крају интервентног периода. . Корелациона анализа је такође коришћена за испитивање повезаности између тежине почетних психијатријских симптома и активности ПЛА 2, као и између трајања атенуираних психотичних симптома и почетне вредности у активности ПЛА 2 .

Резултати

Повезаност између нивоа ФА и активности инПЛА 2 на почетној основи

Читава кохорта студије показала је позитивне асоцијације између засићених ФА 14: 0, ω-девет МУФА (тј. 18: 1ω-9; 20: 1ω-9), ω-6 ПУФАс (то јест 18: 3ω-6; 22: 2ω-6) и у ПЛА 2 активности. Дошло је до негативне корелације између једног ω-3 ПУФА (то јест, 22: 6ω-3, ДХА) и активности ПЛА 2 (Табела 2). Током једногодишњег периода праћења студије, 13 особа је доживело почетак акутне психозе; два из ω-3 ПУФА групе и 11 из плацебо групе. У учесника који нису прешли на психозу ( н = 67), резултати за појединачне ФА били су у складу са резултатима укупног узорка, са изузетком 20: 4ω-6 (арахидонска киселина) и 22: 5ω-3 (докосапентанојска киселина) ), које су обрнуто повезане са активношћу ПЛА 2 (Табела 2). Надаље, зброј резултата засићених ФА-ова позитивно је корелирао с активношћу ПЛА 2, док је зброј резултата ПУФА и резултата ω-3 и ω-6 такођер обрнуто повезан са активношћу ПЛА 2 . У оштрој супротности, код учесника који су прешли на психозу ( н = 13), постојала је снажна позитивна корелација између ω-6 ФА и активности ПЛА 2 (то јест, арахидонске киселине; збир дугог ланца ω-6 ФА), док су остали збројеви (то јест зброј резултата ПУФА; ω-3 и ω-6 ФА збирни резултат) изгубили обрнуту корелацију са активностима ПЛА 2 (Табела 2). Дакле, односи између различитих ФА породица, посебно за дуги ланац ω-6 ФА и арахидонске киселине, са активношћу ПЛА 2 или су се мењали током фазе УХР, или одражавају феномен својства који разликује УХР појединце који не прелазе на психозу (слика 1).

Табела пуне величине

Image

Корелације између нивоа еритроцитне арахидонске киселине и интрацелуларне фосфолипазе А2 ( у ПЛА 2 ) активности код особа високог ризика које су учиниле или нису прешле на психозу до 12-месечне тачке праћења.

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

Повезаност између психопатологије и активности ПЛА 2

Тежина основних психијатријских симптома (то јест, позитивних симптома, негативних симптома, општих симптома) и ниво функционисања нису били значајно повезани са активношћу ПЛА 2 ни у укупној кохорти, ни у подскупинама које су радиле или нису чиниле прелазак на психозу. Међутим, трајање атенуираних психотичних симптома негативно је повезано са активношћу ПЛА 2, како у целом узорку ( р = -0, 34, П = 0, 002), тако и у подгрупама појединаца који су прешли на психозу ( р = - 0, 76, П = 0, 003) и оних који нису прешли на психозу ( р = –0, 257, П = 0, 036). Резултати поређења психопатологије и активности ПЛА 2 на почетној основи између пацијената са УХР-ом који су или нису прешли на психозу током 12-месечног праћења наведени су као допунски резултати; (Додатне слике 2 и 3).

Ефекти третмана на нивое ФА мембрана

Да бисмо проценили ефекат лечења на нивое ФА, извели смо АНОВА са поновљеним мерама са интервалом мерења (В 0, В 12 ) и бројем ФА (21 појединачних ФА) као унутар субјективних фактора и услова лечења (ω-3 ПУФАс, плацебо) као фактор између субјекта. Иако овај тест није открио значајан ефекат факторског третмана (Ф 1, 63 = 0, 803, нс), показао је високо значајне ефекте разних ФА (Ф 20, 1260 = 7024, 207; П <0, 001) и значајне интеракције између интервала мерења и ФА разноврсности (Ф 20, 1260 = 3, 386; П <0, 001) и између интервала мерења, стања лечења и ФА разноврсности (Ф 20, 1260 = 3, 779 ; П <0, 001). Допуна ω-3 ПУФАс довела је до врло значајног повећања свих испитиваних ω-3 ПУФАс, високо значајних смањења свих испитиваних ω-6 ПУФАс и веома значајних смањења у три од шест ω-9 МУФА. Поређење средњих вредности вредности ФА група код ω-3 ПУФА третираних појединаца показало је врло значајно повећање вредности ω-3 ПУФА вредности (средња ± сд: почетна вредност 5, 56 ± 1, 2, праћење 8, 4 ± 2, 0; Т (35 ) = - 8, 742, П <0, 001) и веома значајно смањење средњих вредности ω-6 ПУФА (средња ± сд: основна вредност 28, 81 ± 2, 9, праћење 25, 49 ± 3, 5; Т (35) = 5, 712, П <0, 001 ) (види такође додатну слику 4). Супротно томе, у плацебо групи вредности само два ФА, 20: 1ω-9 и 18: 3ω-6, значајно су се смањиле, без утицаја на вредности сума било које ФА групе. Резултати пост-хоц т тестова наведени су у Додатној Табели 1; (Додатни резултати).

Ефекти третмана на активност ПЛА 2

Процењивали смо ефекте лечења на ПЛА 2 активност као што је горе описано. Открили смо значајан утицај интервала мерења фактора (Ф 1, 63 = 4, 985, П = 0, 029) и ефекта тренда на стање факторског третмана (Ф 1, 63 = 3, 183, П = 0, 079), али нема значајног интеракција између оба фактора. Упарени т- тестови (В 0 у односу на 12 ) изведени су између ω-3 ПУФА и плацебо група и потврдили су значајно смањење активности ПЛА 2 у терапијској групи (Т 35 = 2, 224, П = 0, 031), али не у групи са плацебом (Т 28 = 1, 082, нс) (слика 2). Док се у ПЛА 2 активност није разликовала између две групе на почетној основи, разлика је готово достигла значај након суплементације (Ф 1, 64 = 3, 539, П = 0, 065).

Image

Утицај додатака ω-3 полинезасићене масне киселине (ПУФА) на интрацелуларну фосфолипазу А2 ( инП ЛА2 ) активност код пацијената са ултра високим ризиком. * Масне киселине са -20 атома угљеника рачунају се као дуголанчане масне киселине.

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

Однос између нивоа ФА и активности ПЛА 2 након суплементације

Код појединаца са лонгитудиналним подацима који су примили ω-3 ПУФАс ( н = 36), корелације између нивоа ФА и нивоа ПЛА 2 на почетку су биле у складу са онима примећеним у целом узорку испитивања (Табела 2). Након суплементације са ω-3 ПУФАс, негативна корелација између ДХА и ПЛА 2 уочена на почетној линији је нестала, док је позитивна повезаност између 18: 3ω-3 (α-линоленске киселине) и у ПЛА 2 постала значајна (р = 0, 396, П = 0.017). Надаље, корелације ω-6 ПУФАс и у ПЛА 2 након суплементације биле су позитивне и за зброј вриједности ω-6 ПУФА и за најважнији ПУФА у ЦНС-у, арахидонску киселину (20: 4ω-6) и њене најближе метаболит у каскади издужења / десатурације, адренска киселина (22: 4ω-6) (Табела 2). Код појединаца са лонгитудиналним информацијама о мембранским ФА-овима који су примали плацебо ( н = 29), није било значајне корелације између појединих ФА и активности ПЛА 2 на почетној основи, осим 18: 1ω-9 и 20: 1ω-9, и нема корелација у праћењу од 12 недеља. Резултати накнадних испитивања код учесника који су током 12-месечне тачке праћења или нису прешли на психозу наведени су као додатни резултати.

Дискусија

Испитивали смо измене ФА и активност ПЛА 2 у адолесцентској УХР популацији која је учествовала у рандомизованом испитивању додавања рибљег уља плацебом. Наши главни резултати су следећи: прво, нивои мембрана ω-3 и ω-6 ПУФА и ПЛА 2 су значајно повезани, али неке од тих асоцијација могу се дубоко разликовати од стања болести у УХР пацијената. У ствари, значајне асоцијације између дуголанчаних ω-6 ПУФА и арахидонске киселине са у активностима ПЛА 2 биле су у супротном смеру код појединаца УХР који су (позитивна корелација) и који нису (негативна корелација) прешли на психозу унутар Интервал праћења од 1 године. Друго, активност ПЛА 2 била је повезана са трајањем психијатријских симптома. Треће, наши налази откривају претпостављене механизме деловања ω-3 ПУФАс; то јест, суплементација је значајно смањена у активности ПЛА 2 и значајно повећала ниво ω-3 ПУФА, уз смањење нивоа ω-6 ПУФА везаним за фосфатидилетаноламин у мембрани еритроцита, најчешћег фосфолипида у синаптичким мембранама.

У складу са првом хипотезом, открили смо значајну обрнуту повезаност између нивоа ДХА у мембрани и активности ПЛА 2 у укупном узорку испитивања. Поред ове значајне корелације, нижи нивои резултата ω-3 и ω-6 ПУФА повезани су са вишим у активностима ПЛА 2 код учесника који нису прешли на психозу. Слика 3 приказује неке од механизама који су укључени у мембрану ФА и у регулацији ПЛА 2, пружајући објашњење за ове обрнуте корелације. Међу патолошким механизмима који воде ка психози, дерегулација равнотеже допамин / глутамат (хиперексцитација-ексцитотоксичност), измењени неуротрофини, ослабљена антиоксидативна одбрана (на пример, пут глутатиона) и упални аспекти (на пример, интерлеукини 2 и 6 дерегулација) широко су дискутоване, а све до неке мере укључује активацију ПЛА 2 изоензима. 15, 37, 38, 39, 40 Активност ензима ПЛА 2 заузврат подлеже сложеној регулацији и врло је осетљива на калцијум. 41, 42, 43, 44, 45 Као што је приказано на горњем панелу на слици 3, једном активирани, изоенцими ПЛА 2 прелазе у унутрашњи фосфолипидни слој ћелијске мембране. Овај слој је богат ω-3 и ω-6 ПУФА, док спољни слој садржи више засићених ФА. 46 Равнотежа између нивоа и дистрибуције ових ФА је неопходна за одржавање физиолошких својстава мембране (на пример, флуидност мембране). Једном везани за фосфолипиде унутрашњег слоја мембране, у ПЛА 2 изоенцими неутрализирају оксидативно оштећене ПУФА на сн2 положају, стварајући лизофосфолипиде и реактивне врсте кисеоника. Потоњи заузврат повећавају ове процесе ремоделирања и распада мембрана ("функција одржавања" у ПЛА 2 ). Равнотежа фосфолипидно везаних и слободних ω-3 и ω-6 ПУФА такође је регулисана δ-6 десатуразом 47, 48 која делује као ензим који ограничава брзину каскаде издужења / десатурације омогућавајући трансформацију есенцијалних ω- 3 и ω-6 матичних ПУФА у друге ω-3 и ω-6 ПУФА. δ-6 Десатураза има највећи афинитет за ω-3 ПУФАс, а затим ω-6 ПУФАс (слика 3). Сажетак метаболичких путева породица ω-3, ω-6 и ω-9 ФА налази се на допунској слици 1. Ако повећана липидна пероксидација исцрпи резервоаре фосфолипида унутрашње ћелије мембране ω-3 и ω-6 ПУФА засићени ФА вањског слоја мембране су засићени да постану део фосфолипида унутрашњег слоја. Слично томе, МУФА из породице ω-9 су примењени да надокнаде губитак ПУФА у фосфолипидима унутрашњег слоја. Ове промене повећавају продирање спољног фосфолипидног слоја до калцијума, поново активирајући и ванћелијски калцијум зависан ПЛА2 и унутарћелијски ПЛА2 изоенциме. 46 Ови механизми мењају физиохемијска својства мембране у регионима који окружују рецепторе, утичући на сигнализацију ћелија-ћелија, даље дестабилизирајући регулацију допамина / глутамата и обележавајући ове делове мембране за секундарне упалне и имунолошке реакције. 18 С друге стране, промена мембранских фосфолипида у погледу садржаја ω-9 МУФА може заштитити ћелије од текућег оксидативног оштећења. Примјењујући ово знање на наша открића, обрнуте корелације између ω-3 и ω-6 ПУФА нивоа и у активности ПЛА 2 подржавају тумачење активације ПЛА 2 као једног од процеса који надокнађује мембранску дестабилизацију и оштећења код УХР пацијената. О посебном значају овог ефекта унутар ЦНС-а указује чињеница да активност ПЛА 2 није само обрнуто корелирана с арахидонском киселином, већ и са ДХА, најчешћом ω-3 ПУФА у ЦНС-у. Позитивна корелација између ω-9 МУФА и активности ПЛА 2 је у складу са физиолошком регулацијом доступности ω-3, ω-6 и ω-9 ФАс према конкурентном афинитету десатуразе која ограничава брзину δ-6. 47, 48 Међутим, један одређени ω-9 МУФА, нервонска киселина (24: 1ω-9), крајњи производ пута ω-9 и главни састојак сфинголипида у мијелинским мембранама 49 је изузетак. Претходно смо показали да ниски нивои овог МУФА-е предвиђају конверзију у психотични поремећај током 12-месечног периода у овом узорку. 9 У складу са овим запажањем, нивои нервне киселине такође нису у корелацији са активношћу ПЛА 2 (Табела 2).

Image

Илустрација претпостављених односа између промена у саставу мембране масних киселина и активности унутарћелијске фосфолипазе А2 ( у ПЛА 2 ) под утицајем повећане мембранске пероксидације фосфолипида и додавања ω-3 масне киселине (ФА). Скраћенице: МУФА, мононезасићене масне киселине; ПЛ, фосфолипид; ПУФА, полинезасићене масне киселине; РОС, реактивне врсте кисеоника; СФА, засићене масне киселине. Додатне информације налазе се у Додатном материјалу.

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

У овом узорку студије, корелације између зброја резултата дуголанчаних ω-6 ПУФА (и арахидонске киселине) и активности ПЛА 2 различите су код пацијената који нису (негативна корелација) и који су (позитивна корелација) прешли до психозе. Поред тога, значајна негативна повезаност између ω-3 ПУФА (и ДХА) и ПЛА 2 није примећена код пацијената који су прешли на психозу. Дакле, асоцијације у укупној кохорти укључују ефекте пацијената у различитим фазама и / или са различитим исходима УХР фазе који могу међусобно деловати или чак отказати. Иако нису тако индикативни као лонгитудинални подаци, ови налази сугерирају сталне промене у интеракцији мембранских метаболичких маркера током УХР или продромалне фазе болести. Узимајући у обзир конкурентски афинитет δ-6 десатуразе за ω-3 праћен ω-6 ПУФАс како је приказано на слици 3, постепени пад резерве ω-3 ПУФА прво се надокнађује повећаном интеграцијом ω-6 ПУФАс у унутрашњу мембрану фосфолипиди у слоју (што резултира негативном корелацијом). Због тога, промена у корелацији између ω-6 ПУФА и активности ПЛА 2 с негативне на позитивну може указивати на појачане (или исцрпљене) процесе поправке мембране и ремоделирања који се могу јавити током почетне фазе психозе. Такви процеси могу да буду усмерени на сузбијање ефеката повећане оксидације ω-3 ПУФАс и исцрпљивања мембранских резерви, пошто је прва акутна психоза почетка снажно повезана са оксидативним стресом. 50 Овај губитак ω-3 ПУФА може деловати у недостатку уноса са храном, што представља фактор ризика за развој психопатологије код адолесцената, 51 а такође даје основа за додавање ω-3 ПУФА код пацијената са УХР. Међутим, такође морамо размотрити ометајуће ефекте због којих можда нису били контролисани, као што су промене навике пушења током прелазног периода, јер би то такође могло допринети смањењу дуговечних ПУФА. Коначно, алтернативна интерпретација опажених супротних смерова корелација између дуголанчаних ω-6 ПУФАс и активности ПЛА 2 је да то може бити последица фактора зависних од стања болести (заиста продромалних); УХР пацијенти који напредују до психозе могу да се карактеришу специфичним дефицитом у ослобађању арахидонске киселине из фосфолипида ћелијске мембране. Ова врста дисфункције метаболичког пута ω-6 ПУФА може бити карактеристика и маркер психозе.

Применом модела приказаног на слици 3 (доњи панел) на ω-3 ПУФА суплементацији, могу се очекивати следећи ефекти. Повећана доступност ω-3 ПУФА узроковала би нормализацију садржаја унутрашњег слоја ω-3 (и ω-6) садржаја ПУФА и спољног слоја ω-9 МУФА и засићени садржај ФА, враћајући физикално-хемијска својства мембране (укључујући пропусност калцијума и флуидност мембране) вратите се у нормалу. С падом активности ПЛА 2, нивои реактивних кисеоника и секундарне цитотоксичне каскаде такође би се смањили. Ови регулаторни механизми су у складу са нашим налазима након суплементације. Прво, као што се и очекивало, суплементација ω-3 ПУФА значајно је повећала садржај мембране ω-3 ПУФА истовремено значајно смањујући ниво ω-6 ПУФА. Последњи ефекат је објашњен преференцијом δ-6 десатуразе за α-линоленску киселину (18: 2ω-3), матични супстрат породице ω-3, смањујући метаболизам линолеинске киселине (18: 2ω-6) ( види Допунску слику 1). Због тога су ефекти суплементације на нивоима ω-3 и ω-6 ПУФАс у складу са овим моделом. Друго, додатак ω-3 ПУФА значајно је смањен у активности ПЛА 2, пружајући даљу подршку за интерпретацију стабилизујућег деформационог ефекта на распад и активирање фосфолипида. Треће, резултати корелацијске анализе након додавања ω-3 ПУФА такође су у складу са претпостављеном везом између профила ПУФА мембрана и активности ПЛА 2 . Суплементација ω-3 ПУФАс резултирала је позитивном корелацијом између активности ПЛА 2 и α-линоленске киселине (18: 2ω-3), основног матичног ФА из породице ω-3. Поред тога, асоцијације између активности ПЛА 2 и ω-6 ПУФА (то јест арахидонске киселине и адренске киселине) постале су позитивне након додавања ω-3 ПУФА. Како ови ефекти нису примећени у плацебо групи, вероватно су повезани са обнављањем ω-3 ПУФА складишта ка њиховом нормалном физиолошком нивоу.

Коначно, препознавање употребљених покусних лекова је неопходно за контекстуализацију резултата овог испитивања, јер су и ω-3 ПУФА и додаци плацебо укључивали 7, 6 мг витамина Е (углавном α-токоферола) / капсулу за стабилизацију препарата. Будући да витамин Е делује као антиоксидант, такође може индиректно утицати на активност ПЛА 2 и самим тим умањити ефекте ω-3 ПУФА на активност ПЛА 2 . Међутим, није постојала повезаност између нивоа витамина Е и активности ПЛА 2 пре суплементације. Статистички, промена нивоа витамина Е након суплементације или ω-3 ПУФА или плацебом такође није била повезана са променама ПЛА 2 (статистика и резултати наведени су као додатни резултати).

Ова анализа је делимично подржала хипотезу да је активност ПЛА 2 повезана са тежином и трајањем психијатријских симптома. Међутим, док наши резултати пружају трагове о молекуларним механизмима повезаним са деловањем ω-3 ПУФА и преласком на психозу током промерома акутне психозе, такође морамо узети у обзир да овде описани молекуларни путеви можда нису специфични за шизофренију или друге психотичке поремећаје . У ствари, индиректни маркери измењеног метаболизма фосфолипида нађени су у неколико психијатријских стања, нарочито код оних за које се претпоставља да укључују аблерантни неуроразвој као што су аутизам, поремећај пажње / хиперактивност, велики депресивни и биполарни поремећај 52, 53, 54, 55, 56, 57 Повећана упала и оксидативни стрес, као и дисрегулација неуротрофина и апоптоза, изгледају подједнако свеприсутно. 17, 18 Као такви, садашњи налази могу бити теоретски слични другим поремећајима. Даље, дијагностичка промена је уобичајена појава у раним фазама психотичког поремећаја, 58, 59, па је замисливо да би промене повезане са ПЛА 2 могле бити посебно релевантне у ризичним или раним фазама менталних болести које имају потенцијал да еволуирају у психотични поремећај, без нужне директне и узрочне везе са шизофренијом. Такође треба имати на уму да су наше тренутне класификације засноване на феноменологији и да немају основа за биомаркере. Како не постоји ниједна друга грана медицине у којој постоји линеарна повезаност између феноменологије и патологије, мало је вероватно да ће то бити тачно за психијатријске поремећаје.

Укратко, приказани резултати јасно показују ефекат допуне ω-3 ПУФА на мембрански профил ПУФА и активност ПЛА 2 код УХР пацијената. Заједно са клиничким ефектима примећеним у овом испитивању, чини се да суплементација ω-3 ПУФА пружа обећавајућу неуропротективну стратегију лечења која се односи на смањење неуропрогресије посредоване ексцитотоксичношћу и оксидативним оштећењем, истовремено пружајући ресурсе за пластичност неуронске мембране засноване на фосфолипидима. Будућа истраживања потребна су како би се разјаснило који одређени ПУФА-и могу посредовати уоченим ефектима како би се успоставили узрочни механизми деловања како би се у потпуности разумели молекуларни механизми који делују у прелазном периоду ка првој епизоди психозе.

Додатне информације

Датотеке слика

  1. 1.

    Допунска слика 1

Ворд документи

  1. 1.

    Допунска слика 2

  2. 2

    Допунска слика 3

  3. 3.

    Допунска слика 4

  4. 4.

    Допунска табела 1

  5. 5.

    Додатни материјал

    Изјава о одрицању одговорности

    Спонзор студије није имао никакву улогу у дизајну студије, прикупљању података, анализи података, интерпретацији података или писању извјештаја.

    Додатне информације прате рад на веб локацији Молекуларна психијатрија (//ввв.натуре.цом/мп)