essential fatty acid, 필수 지방산, triene/tetraene ratio

Essential fatty acid란?

linoleic acid (LA)	alpha-linolenic acid (ALA)
omega-6	omega-3
ALA > LA : 우선적 대사 지방 제한이 필요 할 때 oleic acid(omega-9)가 대사됨  Interestingly, most reports of EFAD are of LA deficiency, with little comment of ALA deficiency.

 

지방의 역할

• 필수 영양소 중 하나
• energy source through oxidation
• to facilitate absorption of fat-soluble vitamins in the small bowel
• an essential part of cell membrane

 

지방의 구조

triglycerides + fatty acid, 이 때 fatty acid의 C수와 이중결합 수에 따라 종류가 다양함

탄소 수	2-4	6-12	12-24
종류	short chain fatty acid	medium chain fatty acid	long chain fatty acid

이중결합 수	0	1	≥ 2
종류	saturated fat; 포화 지방	monounsaturated fa	polyunsaturated fat

 

 

https://lpi.oregonstate.edu/mic/other-nutrients/essential-fatty-acids

 

4가지 지방산 전구체
palmitoleic acid	oleic acid	linoleic aicd (18:2w6)	linolenic acid
주된 파생 20개 탄소를 가지고 이중결합이 3개인 triene 종류		파생  arachidonic acid (20:4w6)	파생  eicosapentaenoic acid docosahexaenoic acid
		인간/고등 생물을 포함한 종에게 필수 지방산
각 전구체들은 long chain poly-unsaturated fatty acid로 대사됨 (desaturation과 chain elongation 과정을 거치면서)
만약 linoleic acid 결핍 시  linoleic acid → arachidonic acid pathway는 oleic acid(18:1w9) → 5,8,11-eicosatrienoic acid(20:3w9)로 대체됨

• 적절한 지방의 섭취로 혈장에 tetraene product이 주를 이룸
• linoleic / linolenic acid의 섭취가 감소하면서 triene formation ↑ & triene/tetraene ration in plasma ↑ 

 

 

 triene/tetraene ratio 

필수 지방산의 상태를 평가하는 지표

수치의 증가(0.4 이상) : 필수 지방산 결핍에 따른 tetraene에 비해 triene의 증가 👉 필수지방산의 결핍

 

 

 

필수지방산(essentil fatty acid;EFA) 결핍을 예방을 위한 보충 전략

1. TPN 투여받는 소아 환자의 EFA 결핍 예방을 위해 총칼로리의 2%에 해당하는 부분을 linoleic acid로 보충
2. 성인 환자에게서 fat free diet로 비정상적인 지방 수치를 보이거나 EFA 결핍 관련 피부 병변 완화를 위해 PN lipid 보충

 

EFAD risk factor

malabsorption 상태, 예를 들어

• inflammatory bowel disease
• massive bowel resection (특시 distal jejunun and ileum)
• enterocutaneous fistulas involving the small bowel
• cystic fibrosis
• pancreatic insufficiency
• bariatric surgery
• long-term parenteral nutrition with limited or no intravenous fat emulsion shortage
• carnitine deficiency
• extreme oral diet or enteral fat restriction
• chyle leaks requiring long term fat restricted diets

 

 

필수 지방산 결핍 예방을 위해 PN lipid를 주는 전략을 위해 과연 성인에게서 얼마나 주는 것이 적절한지가 가장 중요한 이슈이다. 특히 임상에서 low fat diet를 해야 하는 환자군들이 존재하기 때문이다.

 

HOW MUCH??

1975년, prospective study

항암 치료를 받는 8-68세에서 최소한 14일 TPN 투여받은 환자들의 triene:tetraene ratio를 추적관찰

triene/tetraene ratio 0.4 이상 시 필수지방산 결핍으로 간주

 

TPN : 20% dextrose, 4.25% Freamine-Ⅱ, supplemental electrolytes, trace metals and vitamin

Fat supplementation
a	b	c	d
none	10% soybean oil emulsion IV at a fixed dosage schedule	fat from an oral diet	IV & oral fat diet

*10% soybean oil emulsion : 54% linoelic acid 포함

*oral diet : 전체 칼로리의 약 7.5%를 linoelic acid 충족하는 식단

 

 

 

 

 

 

 

 

no fat group에서는 5일 만에 1명의 환자가 0.4 이상의 triene/tetraene 비율을 보였고 대부분의 환자(71%)가 둘 째 주 마지막에 0.4 이상으로 관찰되었다. [figure 1]

TPN 투여를 받는 환자에서 nonprotein-calorie의 약 3% 정도의 양을 fat supplement 받은 그룹에서는 EFA 결핍이 나타나는 시기가 다소 지연됨을 볼 수 있었다. [figure 2]

TPN 투여를 받는 환자에서 nonprotein-calorie의 3% 이상의 fat supplement 받은 그룹에서는 EFA 결핍이 발생하지 않았다.(예외: 3.1% fat supplement를 받은 환자에서 발생) [figure 3]

 

 

 

 

 

nonprotein calorie의 1.9% 이하로 fat supplement 투여 받았을 때 triene:tetranene ratio 0.4 이하가 상당히 correlation(p <0.001) 되어 있음을 알 수 있다. 실제 데이터에서는 3.2% 정도 투여받아야 이상치가 관찰되지 않았다.

 

 

 

 

1 unit (=500 mL 10% soybean oil emulsion)/week 초과로 lipid가 공급 되었을 때 EFAD가 관찰되지 않음을 알 수 있다.

1 unit/wk 초과로 lipid 공급 시 nonprotein calorie로 적어도 5.6%가 충족되었다.

 

 

 

 

23명의 환자가 TPN 투여동안 fat source를 경구로 투여받았다. 다른 그룹에 비해 TPN 양은 비슷하였지만 내약성 등의 이유로 fat oral diet 양은 상당히 다양했다. nonprotein calorie의 15% 이상/이하에 따라 EFA 결핍 발현도가 다름을 알 수 있다. [figure 5,6]

 

 

PN	EN(oral)
1000 mL (10% soybean emulsion) / wk 7.7g/day of linoleic acid linoleic acid로 1-2 % 의 nonprotein calorie 충족 nonprotein calorie의 3.2% lipid로 충족	nonprotein calorie의 15% lipid로 충족

🌱 결과적으로 soybean based로 100 g/wk

 

 

reference : 

(1) Barr, LOUIS H., G. DEWEY Dunn, and MURRAY F. Brennan. "Essential fatty acid deficiency during total parenteral nutrition." Annals of surgery 193.3 (1981): 304.

(2) Sardesai, Vishwanath M. "The essential fatty acids." Nutrition in Clinical Practice 7.4 (1992): 179-186.

(3) lpi.oregonstate.edu/mic/other-nutrients/essential-fatty-acids

(4) www.nutritionaldoublethink.com/lipid-digestion.html