The metabolism and availability of essential fatty acids in animal and human tissues

― Essential fatty acids (EFA), which are not synthesized in animal and human tissues, belong to the n-6 and n-3 families of polyunsaturated fatty acids (PUFA), derived from linoleic acid (LA, 18:2n-6) and a-linolenic acid (LNA, 18:3n-3). Optimal requirements are 3-6% of ingested energy for LA and 0.5-1% for LNA in adults. Requirements in LNA are higher in development. Dietary sources of LA and LNA are principally plants, while arachidonic acid (AA, 20:4n-6) is found in products from terrestrian animals, and eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) are found in products from marine animals. EFA are principally present in dietary triacylglycerols, which should be hydrolyzed by lipases in gastric and intestinal lumen. DHA seems to be released more slowly than the others. Its intestinal absorption is delayed but not decreased. Long-chain PUFAs are incorporated in noticeable amounts in chylomicron phospholipids. However, their uptake by tissues is no more rapid than uptake of shorter chain PUFA. In tissues, LA and LNA, which constitute the major part of dietary EFA, should be converted into fatty acids of longer and more unsaturated chain by alternate desaturation (A6, A5, A4)-elongation reactions. Animal tissues are more active in this biosynthesis than human tissues. Liver is one of the most active organs and its role is critical in providing less active tissues, particularly the brain, with long-chain PUFA secreted in VLDL (very low density lipoprotein). In liver, many nutritional, hormonal and physiological factors act on the PUFA biosynthesis. Dietary fatty acids exert a great influence and are often inhibitory. Dietary LNA inhibits A6 desaturation of LA. The desaturation products AA, EPA, and DHA inhibit A6 desaturation of LA and A5 desaturation of DGLA (dihomo-y-linolenic acid). With regard to hormones, insulin and thyroxin are necessary to A6 and A5 desaturation activities, whereas other hormones (glucagon, epinephrine, ACTH, glucocorticoids) inhibit desaturation. Concerning the physiological factors, the age of individuals is critical. In the fetus, the liver and the brain are capable of converting LA and LNA into longer-chain EFA, but these are also delivered by the mother, after synthesis in the maternal liver and placenta. Just after birth, in animals, the A6 desaturation activity increases in the liver and decreases in the brain. In aging, the capacity of the whole liver to desaturate LA and DGLA is equal at 1.5 and 25 months of age in rats fed a balanced diet throughout their life and the AA and DHA content of tissue phospholipids is unchanged in aging. Fatty acid oxidation in the liver is also likely to decrease the availability of EFA in tissues, in particular oxidation of long-chain PUFAs which is high in peroxisomes. However, in healthy individuals, despite the numerous factors likely to influence the availability of EFA, in most cases a regular and balanced diet meets the tissue requirements in n-6 and n-3 EFA essential fatty acids / dietary sources / desaturation / oxidation / nutritional factors / hormonal factors / physiological factors Rsum ― Mtabolisme et disponibilit des acides gras indispensables dans les tissus animaux et humains. Les acides gras indispensables (EFA), qui ne sont pas synthtiss dans les tissus animaux et humains, appartiennent aux 2 familles d'acides gras polyinsaturs (PUFA) n-6 et n-3, drivant de l'acide linolique (LA, 18:2n-6) et de l'acide a-linolnique (LNA, 18:3n-3). Les besoins optima sont de 3-6 % de l'nergie ingre pour LA et de 0,5-1 % pour LNA chez les adultes. Les besoins en LNA sont suprieurs au cours du dveloppement. Les sources alimentaires de LA et de LNA sont principalement vgtales, tandis que l'acide arachidonique (AA, 20:4n-6) est prsent dans les produits des animaux terrestres et les acides eicosapentanoique (EPA) et docosahexanoi'que (DHA) sont prsents dans les produits des animaux marins. Ces acides gras sont prsents principalement dans les tri- acylglycrols, qui doivent tre hydrolyss par des lipases dans la lumire gastrique et intestinale. Le DHA parat libr plus lentement que les autres. Son absorption intestinale est retarde mais non diminue. Les PUFA longue chane sont incorpors dans les phospholipides des chylomicrons en pro- portion notable. Toutefois, ils ne sont pas capts par les tissus plus rapidement que les PUFA plus courts. Dans les tissus, LA et LNA, qui constituent la majeure partie des EFA fournis par l'alimentation, doivent tre convertis en acides gras plus longue chane et plus insaturs par une srie alterne de dsa- turations (A6, A5 et A4 dsaturations) et d'longations. Dans cette biosynthse, les tissus animaux sont plus actifs que les tissus humains. Le foie est un des organes les plus actifs et son rle est primordial pour l'approvisionnement des autres organes moins actifs, comme le cerveau, en PUFA longue chane scrts avec les VLDL (very low density lipoprotein). Dans le foie, de nombreux facteurs nutritionnels, hormonaux et physiologiques interviennent sur la biosynthse des PUFA. Les acides gras du rgime ont une grande influence et sont souvent inhibiteurs. Ainsi LNA alimentaire inhibe la A6 dsa- turation de LA. De mme, AA, EPA et DHA, produits des dsaturations, inhibent la A6 dsaturation de LA et la A5 dsaturation de DGLA (dihomo-y linolnique). Parmi les hormones, l'insuline et la thy- roxine sont ncessaires l'activit des A6 et A5 dsaturation tandis que d'autres hormones (glucagon, adrnaline, ACTH, glucocorticoides) les inhibent. Concernant les facteurs physiologiques, l'ge est un facteur important. Chez le foetus, le foie et le cerveau sont capables de convertir LA et LNA en EFA plus longs mais ceux-ci sont aussi apports par la mre, synthtiss dans le foie et le placenta maternels. Juste aprs la naissance, chez l'animal, l'activit de A6 dsaturation augmente dans le foie et diminue dans le cerveau. Au cours du vieillissement, les capacits du foie entier dsaturer LA et DGLA sont les mmes 1,5 et 24 mois chez le rat recevant un rgime quilibr toute sa vie, et les contenus en AA et DHA des phospholipides tissulaires ne sont pas modifis avec l'ge. L'oxydation des acides gras dans le foie peut aussi diminuer la disponibilit en EFA dans les tissus en particulier l'oxydation des PUFA longue chane qui est leve dans les peroxisomes. Toutefois, chez les individus sains, en dpit des nombreux facteurs susceptibles d'influencer la biodisponibilit en EFA, un rgime rgulier et quilibr permet, dans la plupart des cas, de satisfaire les besoins des tissus en EFA n-6 et n-3. acides gras indispensables / sources alimentaires / dsaturations / oxydation / facteurs nutri- tionnels, hormonaux et physiologiques