INNOVATIVE FISH OIL FROM FRESHWATER HYBRID CATFISH ON METABOLIC SYNDROME RISK IN HUMAN

Abstract

Metabolic syndrome (MetS) is defined by a cluster of interconnected components characterized by abdominal obesity, hypertension, dyslipidemia and insulin resistance that directly increase the risk of coronary heart disease and diabetes mellitus type 2. It was found that dietary monounsaturated fatty acids and lifestyle modification are protective against metabolic syndrome and cardiovascular disease risk factors. This study aimed to analyze for physical and chemical properties, anti-inflammatory activity and antimicrobial activity of freshwater hybrid catfish fish oil (FFO) and Buk-Siam Fish Oil (BFO) and to investigate the effects of FFO on metabolic risk factors in human. The results revealed that these fish oils appeared as a yellow liquid form at room temperature, their saturated fatty acid contents were not much different. On the other hand, their polyunsaturated fatty acid contents were obviously different. FFO and BFO were containing the rich of omega-6 series of PUFA while marine fish oil (MFO) was appeared rich of omega-3 series. FFO, BFO and MFO of omega-9 fatty acid contents were 43.35, 46.69 and 11.24 g per 100 g, respectively. Interestingly, the omega-9 monounsaturated fatty acid contents of the FFO and BFO were four times higher than the MFO. Saponification numbers and peroxide value of FFO and BFO were analyzed to be within normal limit. Furthermore, heavy metal contents were in the very least amount or not detected, in addition Escherichia coli and Salmonella species were either in the very least amount or not detected at all.

For the anti-inflammatory effect, it was found that FFO inhibited the secretion and mRNA expression of the pro-inflammatory cytokines IL-6, IL-1β, TNF-α and suppressed the expression and secretion of the inflammatory mediator cyclooxygenase-2 and prostaglandin E2 in lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 macrophages. In addition, FFO also reduced apoptotic body formation and DNA damage. It was found that FFO had no antimicrobial activity against bacterial skin pathogens including, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis and Propionibacterium acnes.

The effects of FFO on metabolic risk factors were examined in 33 metabolic syndrome risks. The study consisted of 12 weeks intervention with 2 gram/day of FFO. Results showed that HDL– C and fasting plasma glucose increased on FFO treatment significantly (10.97, 5.42, p < 0.05) and plasma glucose was within normal limit. In addition, LDL-C decreased on FFO treatment significantly (-8.98, p < 0.05). There was a trend towards a lower TG ( -1.49, p > 0.05) but FFO had no effect on total cholesterol. Furthermore, there were significant reductions in body weight (-1.73 kg [71.01, 69.28]), body mass index (-0.66 kg/m² [26.62,25.96]), waist circumference (-2.87cm [89.62, 86.75]), systolic blood pressure (- 4.03 mmHg [130.30, 126.27]) and diastolic blood pressure (-2.31mmHg [85.06, 82.05]). The results of this study provided evidence that consuming enriched omega - 9 FFO can improve metabolic risk factors among subjects with metabolic syndrome risk and safety for human consumption. Therefore, it can be utilized for edible purposes and as a component in both food and pharmaceutical industries.

เมตาบอลิกซินโดรมเป็นกลุ่มโรคที่มีลักษณะเกี่ยวข้องกับภาวะอ้วนลงพุง ความดันโลหิตสูง ภาวะไขมันในเลือดผิดปกติและภาวะดื้อต่ออินซูลิน ส่งผลต่อการเพิ่มความเสี่ยงโดยตรงต่อโรคหลอดเลือดหัวใจและโรคเบาหวานชนิดที่ 2 ซึ่งมีรายงานการศึกษาพบว่า อาหารที่มีกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงเดี่ยว (MUFA) และการปรับเปลี่ยนวิถีชีวิต สามารถป้องกันภาวะเมตาบอลิกซินโดรมและปัจจัยเสี่ยงต่อการเกิดโรคหัวใจและหลอดเลือดได้ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของน้ำมันปลาจากปลาหนังลูกผสมน้ำจืด (Freshwater fish oil: FFO) และน้ำมันปลาจากปลาบึกสยาม (Buk Siam fish oil: BFO) ทดสอบฤทธิ์ชีวภาพในการต้านการอักเสบและการต้านจุลชีพ และการศึกษาผลของ FFO ที่มีต่อองค์ประกอบของภาวะเมตาบอลิกซินโดรมในอาสาสมัครที่มีภาวะเสี่ยง ผลการศึกษาพบว่าน้ำมันปลาน้ำจืดทั้งสองชนิดนี้มีลักษณะเป็นของเหลวสีเหลืองที่อุณหภูมิห้อง มีปริมาณกรดไขมันอิ่มตัว (SFA) ไม่แตกต่างกัน แต่มีปริมาณของกรดไขมันไม่อิ่มตัวแตกต่างกันอย่างชัดเจน โดยทั้ง FFO และ BFO มีปริมาณกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนชนิดโอเมก้า 6 สูง ในขณะที่น้ำมันปลาทะเล (Marine fish oil: MFO) นั้นจะมีกรดไขมันโอเมก้า 3 ปริมาณสูง ซี่งทั้ง FFO, BFO และ MFO พบปริมาณกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงเดี่ยว โอเมก้า 9 เท่ากับ 43.35, 46.69 และ 11.24 กรัมต่อ 100 กรัมตามลำดับ จะเห็นได้ว่าน้ำมันปลาน้ำจืดทั้งสองชนิดนี้มีค่าโอเมก้า 9 สูงกว่าน้ำมันปลาทะเลถึงสี่เท่า ส่วนค่าสะปอนนิฟิเคชัน (Saponification numbers) และค่าเปอร์ออกไซด์ (peroxide value) ของ FFO และ BFO อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานกำหนด และพบการปนเปื้อนโลหะหนักปริมาณที่น้อยมากหรือตรวจ ไม่พบเลย นอกจากนี้ยังพบเชื้อ Escherichia coli และ Salmonella ปริมาณน้อยที่สุดหรือตรวจไม่พบเลย

สำหรับฤทธิ์ต้านการอักเสบพบว่า FFO มีฤทธิ์ยับยั้งการหลั่งและการแสดงออกของ mRNA ของ cytokines ที่ทำให้เกิดการอักเสบ ได้แก่ IL-6, IL-1β และ TNF-α และมีฤทธิ์ยับยั้งการแสดงออกและการหลั่งของสารสื่อกลางการอักเสบ ชนิด cyclooxygenase-2 และ prostaglandin E2 ในเซลล์เพาะเลี้ยงมาโครฟาจ RAW 264.7 ที่ถูกกระตุ้นด้วยไลโพพอลิแซกคาไรด์ (lipopolysaccharide) นอกจากนี้ FFO ยังช่วยลดการสร้าง apoptotic body และลดการทำลายของ DNA ในเซลล์เพาะเลี้ยงมาโครฟาจ RAW 264.7 ได้ ส่วนฤทธิ์ต้านจุลชีพ พบว่า FFO ไม่มีฤทธิ์ทำลายเชื้อแบคทีเรียก่อโรคบนผิวหนัง ได้แก่เชื้อ Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis และ Propionibacterium acnes

จากการศึกษาฤทธิ์ของ FFO ในอาสาสมัครที่มีความเสี่ยงต่อภาวะเมตาบอลิกซินโดรมจำนวน 33 คน โดยการให้ FFO ขนาด 2 กรัม/วัน เป็นระยะเวลา 12 สัปดาห์ พบว่าอาสาสมัครมีระดับ HDL– C และ fasting plasma glucose ในเลือดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (10.97, 5.42, p < 0.05) แต่อย่างไรก็ตามระดับของ fasting plasma glucose ยังอยู่ในเกณฑ์ปกติ ส่วนระดับของไขมันในเลือดชนิด LDL–C นั้นพบว่าลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (-8.98, p < 0.05) และระดับของ TG มีแนวโน้มลดลง (-1.49, p > 0.05) นอกจากนี้ยังพบว่าอาสาสมัครมีน้ำหนักตัว (-1.731 กก. [71.01, 69.28]) ดัชนีมวลกาย (-0.66 กก./ตร.ม. [26.62, 25.96]) เส้นรอบเอว (-2.87 ซม. [89.62, 86.75]) ความดันโลหิตซิสโตลิค (-4.03 mmHg [130.30, 126.27] ) และความดันโลหิตไดแอสโตลิค (-2.31 mmHg [85.06, 82.75]) ลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการบริโภคน้ำมันปลาจากปลาหนังลูกผสมน้ำจืดที่อุดมด้วยกรดไขมัน โอเมก้า 9 มีความปลอดภัยในมนุษย์ และสามารถช่วยลดปัจจัยด้านต่าง ๆ ที่พบในผู้ที่มีความเสี่ยงต่อภาวะเมตาบอลิกซินโดรมได้ แสดงให้เห็นศักยภาพที่จะนำมาใช้เพื่อบริโภคและต่อยอดในอุตสาหกรรมอาหารและยาได้ต่อไป