Production of docosahexaenoic acid by Aurantiochytrium sp. ATCC PRA-276

Abstract The high costs and environmental concerns associated with using marine resources as sources of oils rich in polyunsaturated fatty acids have prompted searches for alternative sources of such oils. Some microorganisms, among them members of the genus Aurantiochytrium, can synthesize large amounts of these biocompounds. However, various parameters that affect the polyunsaturated fatty acids production of these organisms, such as the carbon and nitrogen sources supplied during their cultivation, require further elucidation. The objective of this investigation was to study the effect of different concentrations of carbon and total nitrogen on the production of polyunsaturated fatty acids, particularly docosahexaenoic acid, by Aurantiochytrium sp. ATCC PRA-276. We performed batch system experiments using an initial glucose concentration of 30 g/L and three different concentrations of total nitrogen, including 3.0, 0.44, and 0.22 g/L, and fed-batch system experiments in which 0.14 g/L of glucose and 0.0014 g/L of total nitrogen were supplied hourly. To assess the effects of these different treatments, we determined the biomass, glucose, total nitrogen and polyunsaturated fatty acids concentration. The maximum cell concentration (23.9 g/L) was obtained after 96 h of cultivation in the batch system using initial concentrations of 0.22 g/L total nitrogen and 30 g/L glucose. Under these conditions, we observed the highest level of polyunsaturated fatty acids production (3.6 g/L), with docosahexaenoic acid and docosapentaenoic acid ω6 concentrations reaching 2.54 and 0.80 g/L, respectively.

Effect of malate on docosahexaenoic acid production from Schizochytrium sp. B4D1

Background: Malate involves in the citrate/malate and transhydrogenase cycles to provide precursors for docosahexaenoic acid (DHA) synthesis. The optimal strategy was investigated for increasing DHA production in Schizochytrium species during fermentation. Results: DHA production increased by 47% and reached 5.51 g/L when 4 g malate/L was added during the rapid lipid accumulation stage in shake-flasks culture. Inducing effects of malate was further investigated through the analysis of three kinetic parameters, including specificcell growth rate(μ), specific glucose consumption rate (qGlu)and DHA formation rate (qDHA). DHA concentration was enhanced through a novel fed-batch strategy to a maximum value of 30.7 g/L, giving a yield of 0.103 g DHA/g glucose and a productivity of 284 mg L-1 h-1. Conclusion: A novel malate feeding strategy was developed that enhanced DHA yield and productivity of Schizochytrium species which may offer a desirable method for industrial applications.

Protective effect of eicosapentaenoic acid-docosahexaenoic acid and α–linolenic acid rich phytosterol ester on brain antioxidant status and brain lipid composition in hypercholesterolemic rats.

With a view to investigate the ameliorative effects of sitosterol esters against degenerative effects of hypercholesterolemia brain antioxidant enzyme assays, brain lipid profile, brain phospholipid compositional change and brain neurotransmitter concentrates (glutamic acid, asparctic acid, glycine) were measured in hypercholesterolemic rats. The results indicated that phytosterol esters have a role in countering hypercholesterolemia-related changes in the brain by decreasing the cholesterol levels, increasing the phospholipid levels and increasing the level of antioxidant enzymes. The results suggest that phytosterol esters may be of therapeutic significance and may offer new and effective options for the treatment of hypercholesterolemia-induced changes in the brain.

Correlation between the eicosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid and the aggressive behavior in mice / 法医学杂志

OBJECTIVE@#To explore the correlation between the eicosapentaenoic acid(EPA), docosahexaenoic acid (DHA) and the aggressive behavior in mice.@*METHODS@#Seventy-two male Kunming mice were divided into control group, fish oil group, simvastatin group and aggressive reference group randomly. The control group, fish oil group and simvastatin group were given normal saline, fish oil and simvastatin by irrigation respectively for 3 months consecutively, each mouse was raised isolatedly. The latent period of assault, the frequencies of tail swing and assault, and the cumulative time of assault were recorded at the beginning and the end of the intervention. Finally, the EPA and DHA in brain were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The aggressive reference group was raised without intervention and was evaluated as aggressive reference only.@*RESULTS@#(1) Before intervention, the latent period of assault, the frequencies of tail swing, the frequencies of assault, and the cumulative time of assault were not significantly different from each other group. After intervention, the differences were significant (P<0.05). (2) After the intervention, the content of EPA and DHA in mice brain was the most in the fish oil group, and the least in the simvastatin group. (3) The content of EPA was negatively related with the four indexes (P<0.05) before and after the intervention. The content of DHA was negatively related with the frequencies of tail swing and assault (P<0.05).@*CONCLUSION@#There is a correlation between the EPA, DHA and aggressive behavior in mice under stress.

El ácido docosahexaenoico (DHA): su esencialidad y requerimientos / Docosahexaenoic acid (DHA): essenciality and requirements

El ácido docosahexaenoico (C22:6, omega-3,DHA) es un ácido graso poliinsaturado de cadena larga que forma parte de los fosfolípidos de las membranas de los tejidos de mamíferos superiores, especialmente del tejido nervioso y visual, donde constituye más del 60 por ciento de la composición lipídica. El adulto humano sintetiza el DHA a partir del precursor ácido alfa-linolénico en cantidad suficiente para suplir los requerimientos metabólicos. El mayor requerimiento de DHA ocurre durante la vida intrauterina y en los primeros meses de vida, etapas en las consolida la formación del tejido nervioso y visual. La madre aporta el DHA requerido por el feto a través del transporte placentario durante el embarazo y a través de la leche después del parto. Se estima que el feto y el recién nacido no son capaces de suplir sus requerimientos nutricionales de DHA, por lo cual se les considera como grupos vulnerables a la deficiencia del ácido graso, siendo el aporte materno imprecindible. La embarazada utiliza sus reservas de DHA para transferírselas al feto, por lo cual este estado fisiológico constituye otra condición de vulnerabilidad a la deficiencia nutricional de DHA. La ausencia de lactancia materna post-parto y durante los primeros meses de vida puede producir una carencia fisiológica de DHA que conduce a transtornos en el desarrollo del sistema nervioso y de la función visual del lactante, afectando potencialmente su capacidad congenita y la agudeza visual. La leche de vaca no reemplaza a la leche materna en cuanto al aporte de DHA. Se recomienda que las fórmulas de reemplazo contengan DHA en cantidad similar al de la leche materna. Actualmente existen productos para la alimentación de recién nacido que en su formulación incorporan DHA y otros ácidos grasos requeridos por estos individuos

Participación del hígado en el suministro de ácidos grasos esenciales poliinsaturados de cadena larga durante el desarrollo postnatal del cerebro de rata / The liver as a cource of essential long chain polyunsatureted fatty acids for postnatal brain development in the rat

El presente trabajo tuvo por objeto estudiar el origen de los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPI-CL) necesarios para el desarrollo postnatal del cerebro. Ratas normales recién nacidas de 1,5,10 y 20 días de edad fueron decapitadas, inmediatamente después los hígados fueron procesados para obtener la fracción microsomal y determinar la compossición de ácidos grasos y la actividad de la enzima delta6 desaturasa. También se nalizaron: la composición de ácidos grasos en plasma, homogenizado de hemisferios cerebrales y en la leche tomada del estómago de las ratas recién nacidas. Nosotros encontramos que la actividad de la enzima delta6 desaturada en el hígado fue muy baja en comparación a la observada en ratas adultas. Durante el desarrollo postnatal se observaron cantidades apreciables de DHA y AA en la lehe, microsomas hepáticos, lípidos de plasma y hemisferios cerebrales. En conclusión proponemos que durante el desarrollo postnatal, la síntesis hepática contribuye poco en el aporte de DHA y AA para el crecimiento del cerebro, pero tiene la capacidad de concentrar estos ácidos grasos provenientes de la leche, en los microsomas hepáticos y secretarlos hacia el plasma para finalmente llegar al cerebro.

Metabolismo e biologia celular do ácido docosahexaenóico em retinas coladas e descoladas de coelhos / Metabolism and cellular distribution of docosahexaenoic acid in attached and detached retinas of rabbits

Propósito: Desenvolver um modelo experimental animal para analisar a incorporaçäo, metabolismo e distribuiçäo celular do ácido docohexaenóico (22:6 n-3) em retinas coladas e descoladas de coelhos. Materiais e Métodos: Foram utilizados 42 coelhos albinos New Zealand. As retinas desses animais foram separadas em 2 grupos: a. retinas coladas (controle). b. retinas que foram cirurgicamente descoladas após a injeçäo de soluçäo salina no espaço sub-retiniano. Com as amostras obtidas, estudos bioquímicos e auto-radiográficos foram realizados após a incubaçäo in vitro das mesmas por 4 h na presença do ácido docosahexaenóico marcado com trítio radioativo ([3H]22:6 n-3). Resultados: Nas amostras de retinas coladas de coelhos, o [3H]22:6 n-3 incorporado na via metabólica dos fosfolipídeos foi principalmente esterificado em fosfatidilcolina (PC) e fosfatidiletanolamina (PE), os principais fosfolipídeos dos fotorreceptores. Uma pequena esterificaçäo ocorreu em neutralipídeos, ou seja, diglicerídeos (DAG) e triglicerídeos (TAG). Nas amostras de retinas descoladas, a incorporaçäo, metabolismo e distribuiçäo celular do [3H]22:6 n-3 foram analisadas em funçäo do tamanho e tempo do descolamento de retina (DR) cirurgicamente induzido. Devido ao DR, ocorreu uma alteraçäo na via metabólica normal dos fosfolipídeos, havendo uma esterificaçäo preponderante do [3H]22:6 n-3 na forma de neutralipídeos. Quantidades menores de [3H]22:6 n-3 foram incorporadas e esterificadas em fosfolipídeos. As alteraçöes metabólicas induzidas pelo descolamento foram revertidas após 48 h, quando as retinas dos pequenos descolamentos espontaneamente se reaplicaram. O mesmo näo aconteceu nas amostras dos grandes descolamentos, onde as alteraçöes permaneceram e se tornaram mais significativas com o passar do tempo...

Los ácidos grasos esenciales y sus funciones / Essential fatty acids and their functions

Se realizó una recopilación sobre los ácidos grasos esenciales y su función en animales y en humanos. La composición de las series n-6, n-3, n-9 y n-7 fue descripta enfatizando la reacción de competición de las mismas, así como también las necesidades diarias de los ácidos n-6 y n-3 en humanos. También se señaló el mecanismo de inter-conversión de los distintos ácidos grasos esenciales. La contribución de las 5 y 6 desaturasas a la formación de los ácidos polinosaturados se ha comentado cuidadosamente, indicándose que nuevos trabajos descartarían la existencia de la 4 desaturasa. A su vez se detalla la estructura del sistema desaturante, su ubicación en el cuerpo del animal y su regulación por medio de factores dietarios y hormonales. Se comentaron la reacciones de elongación y retroconversión, así como también la formación de eicosanoides. La importancia de los ácidos grasos esenciales y sus productos de transformación en la bioquímica clínica se ha tratado detalladamente, focalizando el efecto sobre la epidermis, sistemas cardiovascular y reproductor, presión arterial, diabetes y cáncer

Reducción del ácido docosahexaenoico: DHA, 22:6w3, durante el período de rápido desarrollo del cerebro de ratas: I. Efecto de la dieta materna deficiente en ácido alfa linolénico y alta en ácido linolénico / Reduction of docosahexaenoic acid: DHA, 22:6w3, during the period of rapid development of rat brain: I. Effect of maternal deficient in alpha linolenic acid and high in linolenic acid diet

Uno de los ácidos grasos piliinsaturados más abundantes en los lípidos del cerebro es el ácido docosahexaenoico (DHA, C22:6w3). Este se incorpora al tejido nervioso principalmente durante la visa uterina y en los primeros días de vida en la rata. Con el propósito de diseñar un modelo experimental que provoque una severa deficiencia de DHA en cerebro fetal y postnatal sometimos por generaciones sucesivas a ratas preñadas y nodrizas al consumo de una dieta deficiente en ácido alfa linolénico (18:3w3) y alta en ácido linolénico (18:2w6). La dieta deficiente se preparó con aceite de girasol al 10% y proporcionó 7,2 g de 18:2w6 y 10 mg de 18:3w3/100 g dieta. La dieta control se preparó con aceite de soya al 10% la que proporcionó 5,6 g de 18:2w6 y 740 mg de 18:3w3/100 g dieta. El análisis de los ácidos grasos de los fosfolípidos de cerebro de fetos de 20 días de edad gestacional de 2ª generación y el de crías con 18 días de vida postnatal de primera y segunda generación mostraron una significativa disminución del 22:6w3 y una elevación del 22:5w6 en el cerebro de la progenie de madres que consumieron la dieta con aceite de girasol con respecto a las alimentadas con dieta con aceite de soya. Esta compensación no fue cuantitativa pues la instauración total permaneció baja. No se observaron disminuciones progresivas en el contenido de 22:6w3 del cerebro en el período de lactancia con respecto a la disminución observada en el período prenatal. Se sugiere que el desarrollo prenatal del cerebro es el período de mayor vulnerabilidad a una deficiencia de ácidos grasos omega 3 dietéticos. Se propone este diseño nutricional experimental, en donde podría evaluarse la potencialidad de los aceites vegetales o marinos, fuentes de 18:3w3 ó 22:6w3 en su capacidad para revertir la deficiencia de 22:6w3 tisular

Incorporacion de acidos grasos de aceite de calamar a lipoproteinas plasmaticas en ratas / Incorporation of squid oil fatty acids to plasma lipoproteins in rats

Se estudió la absorción e incorporación de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga de la serie n-3 (AGPI n-3) a lipoproteínas plasmáticas de ratas. Se suplementó la dieta de 2 grupos de 7 ratas durante 28 días con aceite de calamar (Ac) n=7 o con ácidos grasos libres de aceite de calamar (AGL) n=7. Ambos preparados tenían igual composición de ácidos grasos y 13,6% de elcosapentanoico, EPA 20:5 n-3 y 17.7% de docosahexaenoico, DHA 22:6 n-3. El grupo Ac ingirió 80 mg/día de AGPI n-3 el AGL 90 mg/día. Se verificó un similar incremento del EPA y DHA plasmáticos en ambos grupos (p < 0,01), descenso del ácido araquidónico, AA 20Ñ4 n-6 (Acp < y AGL p < 0,02) e incremento del linoleico, LA 18:2 n-6 (Ac p<0,01 y AGL p<0,02) y en menor grado del dihomogammalinolénico, DHGLA 20:3 N-6 (Ac p<0,05). Las modificaciones del AA, LA y DHGLA se deberían al efecto inhibidor de los AGPI n-3 sobre las d 6 y d 5 desaturasas, que produce disminución de la síntesis endógena de AA y acumulación de sus respectivos sustratos (LA y DHGLA). A pesar de que el aporte de DHA fue mayor que el de EPA el incremento porcentual del EPA fue mayor, lo que se debería a la retroconvensión del DHA. No se verificó modificación en los niveles de ácidos grasos no esteritificados, colesterol y triglicéridos plasmáticos ni en la seudocolinesterasa, alanino-amino-transferasa y aspartato-amino transferasa séricas. Se concluyó que la absorción intestinal de AGPI n-3 como AGL es equivalente a la de los aportados como triglicéridos

Effect of dietary eicosapentaenoic and docosahexaenoic free acids on human plasma phospholipid and triacylglycerol

Durante dos meses se estudió la absorción e incorporación en humanos de los ácidos grasos de la serie n-3, eicosa-5,8,11,14,17-pentenoico y docosa-4,7,10,13,16,19-hexenoico, en fosfolípidos y triacilgliceeroles del plasma. Ambos ácidos n-3 libres se absorbieron regularmente e immediatamente se observó un aumento de dichos ácidos en los contenidos de fosfolípidos y triacilgliceroles del plasma. Al cesar la administración de ácidos grasos n-3, se agotaron rápidamente los depósitos de dichos ácidos