Essential omega-3 polyunsaturated fatty acids supplementation may modify the course of schizophrenia: data from epidemiological and open-label trials

Polyunsaturated fatty acids (PUFA) omega-3 are essential for normal development of the central nervous system. Neuronal membranes contain high quantities of docosahexaenoic acid (DHA) and arachidonic acid, which are fundamental for the key developmental processes, such as neuronal maturation and migration, dendritic spines formation, synaptogenesis, pruning and neuronal plasticity. PUFAs are also responsible for sustaining the high neuronal membranes fluidity what is essential for effective neurotransmission. Omega-3 PUFAs are also the key components of membrane phospholipids whose metabolites, such as phosphatidylinositol, belong to so called second messengers which are responsible for signal transduction from metabotropic receptors to cell interior. Anandamide – arachidonic acid metabolite – is a natural cannabinoid type 1 (CB1) receptor agonist which serves as signal messenger from postsynaptic to presynaptic neuron. Moreover, omega-3 PUFAs are a source of extremely biologically active substances called eicosanoids, such as prostaglandins, prostacyclins, leukotrienes, lipoxins, neuroprotectins and resolvins. Nutritional deficiencies of omega-3 PUFAs experienced in critical developmental periods may lead to information processing and cognitive functions disturbances, which are considered to be endophenotypic markers of schizophrenia. PUFAs metabolism disturbances were shown in schizophrenia patients in numerous epidemiological, experimental and observational studies, what became a foundation of membrane lipids hypothesis of schizophrenia development proposed by D. Horrobin. According to that hypothesis, vulnerable individuals experience membrane composition abnormalities leading to functional disturbances in the central nervous system, such as ligand-receptor interaction dysfunction, inducing neurotransmission changes and symptoms development. The above data led to epidemiological and open-label supplementation trials, which are characterised below.Wielonienasycone kwasy tłuszczowe (WKT) omega-3 są substancjami niezbędnymi dla prawidłowego rozwoju ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Błony komórkowe neuronów OUN zawierają znaczne ilości kwasu dokozaheksaenowego (DHA) oraz arachidonowego, które warunkują sprawny przebieg kluczowych procesów rozwojowych, takich jak dojrzewanie i migracja neuronów, tworzenie kolców dendrytycznych, synaptogeneza, redukcja połączeń synaptycznych, procesy plastyczności neuronalnej. WKT omega-3 odpowiadają za utrzymanie znacznej płynności błon komórkowych, niezbędnej dla prawidłowego przebiegu procesów neurotransmisji. Metabolity fosfolipidów złożonych z WKT omega-3 należą do układu tzw. drugich przekaźników pośredniczących w przekazywaniu sygnału z receptora metabotropowego do wnętrza komórki. Metabolit kwasu arachidonowego – anandamid, jest naturalnym agonistą receptorów kanabinoidowych typu pierwszego (CB1) i bierze udział w zwrotnym przekazywaniu informacji z neuronu postsynaptycznego do presynaptycznego. Ponadto WKT omega-3 są źródłem substancji o silnym działaniu biologicznym, tzw. eikozanoidów, do których zalicza się prostaglandyny, prostacykliny, leukotrieny, lipoksyny, neuroprotektyny oraz resolwiny. Niedobory żywieniowe WKT omega-3 w krytycznych okresach rozwojowych mogą prowadzić do upośledzenia licznych procesów rozwojowych OUN, co może skutkować zaburzeniami przetwarzania informacji w okresie rozwojowym i upośledzeniem funkcji poznawczych uważanych za jeden z tzw. markerów endofenotypowych schizofrenii. Liczne badania epidemiologiczne, obserwacyjne oraz eksperymentalne wykazały występowanie zaburzeń metabolizmu WKT u chorych na schizofrenię, co stało się podstawą sformułowania przez D. Horrobina hipotezy błonowej rozwoju tej choroby. Zgodnie z nią u osobników podatnych zmiany składu błon komórkowych prowadzą do następstw czynnościowych OUN, wywołując zaburzenia procesu interakcji neurotransmiterów z receptorami błonowymi, czego efektem jest dysfunkcja neurotransmisji i pojawienie się objawów choroby. Powyższe dane doprowadziły do wykonania licznych badań epidemiologicznych oraz suplementacyjnych otwartych, które autorzy bliżej scharakteryzowali w niniejszym artykule