综述：脂肪酸的神经生物学：代谢、信号传导及其在神经退行性疾病中的作用

《Progress in Lipid Research》：The neurobiology of fatty acids: Metabolism, signaling, and roles in neurodegenerative diseases

【字体：大中小】 时间：2026年02月09日 来源：Progress in Lipid Research 14.9

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　　脂肪酸作为神经退行性疾病的调控因子，在脑中通过维持膜结构、调节离子通道和突触传递发挥作用，其代谢异常与疾病进展密切相关。该综述系统阐述了脂肪酸的分类、合成代谢途径，及其对膜通道电生理特性的调控机制，并探讨了其在神经保护与病理损伤中的双重作用，为靶向治疗提供理论依据。

Rocío Rojas|Alicia Pellitero|Betül Arslan|Alberto Pérez-Samartín|Carlos Matute

西班牙巴斯克大学（UPV/EHU）神经科学系与IIS-Biobizkaia联合建立的神经退行性疾病网络生物医学研究中心（CIBERNED），地址：48940 Leioa，西班牙

摘要

近年来，脂肪酸作为神经退行性疾病发生和进展的关键调节因子而受到越来越多的关注。作为大多数脂质的基本构成单元，脂肪酸不仅维持着膜结构，还支持多种细胞功能。在这篇综述中，我们总结了它们的生化结构及主要分类，并描述了它们在大脑中的合成、摄取和运输途径。此外，我们还探讨了脂肪酸如何通过调节膜通道传导性、离子通道门控以及受体介导的信号传导来影响电生理过程，从而对突触传递和认知表现产生影响。最后，我们分析了脂肪酸在神经退行性病理生理学中的作用，强调了它们在维护大脑健康方面既有保护作用也可能带来危害的双重性。

引言

大脑是体内脂质含量最丰富的器官之一。脂肪酸（FAs）除了作为膜的基本构建单元外，还作为一种动态的信号分子，影响着神经元的兴奋性、突触传递和细胞代谢，进而影响其对神经退行性疾病的易感性。空间分辨脂质组学、分子药理学和机制神经科学的最新进展表明，脂肪酸的组成和代谢并非神经系统的被动特征，而是生理和病理过程的主动调节因素。因此，对脂肪酸神经生物学的综合性、机制性综述既及时又必要，有助于将分子发现、电生理机制和疾病相关变化整合到一个连贯的概念框架中。

目前有几种趋势表明需要进行专门的研究：首先，大规模的脂质组学研究正在以空间和时间上的高精度绘制大脑的脂质谱图，将特定区域和疾病的脂质特征与神经退行性变联系起来，并提出新的生物标志物和因果关系假说[78]；其次，分子研究表明脂肪酸和其他脂质可以直接调节离子通道和受体功能，从而对膜传导性和兴奋性产生可预测的影响，这架起了生物物理学与行为之间的桥梁[229]；最后，针对脂质代谢酶的选择性药物工具为治疗性调节脂质水平提供了可行的途径[314]。这些进展共同要求我们将脂肪酸的生化多样性转化为电生理和病理生理学结果。

综上所述，现在正是进行此类综述的恰当时机。

脂肪酸的生物化学

脂质及其中间体在大脑的结构和功能中起着至关重要的作用。大脑中的脂质含量仅次于脂肪组织，约占大脑干重的50%，其中多不饱和脂肪酸（PUFAs）占总脂质含量的35%[38][105][109]。

脂肪酸是许多脂质的主要成分，但并非所有这类分子都包含脂肪酸（例如，胆固醇属于脂质，但不属于脂肪酸）。

脂肪酸的合成

哺乳动物能够从头合成某些脂肪酸，特别是饱和脂肪酸（SFAs）和一些单不饱和脂肪酸（MUFAs）（图3）。这一过程发生在细胞质中，始于乙酰辅酶A（acetyl-CoA）被乙酰辅酶A羧化酶（ACCs）不可逆地羧化为丙二酰辅酶A（malonyl-CoA）。随后，通过脂肪酸合成酶（FASN）将七个丙二酰辅酶A分子和一个乙酰辅酶A依次缩合，生成第一个脂肪酸。进一步的延长和去饱和作用会产生不同长度和饱和度的脂肪酸。

脂肪酸对离子通道和突触的影响

多不饱和脂肪酸（PUFAs）能够直接调节电压门控（VG）离子通道的活性，这一特性已为人所知超过30年[108][124][243]。此后，大量研究表明PUFAs对多种VG离子通道具有调节作用，主要影响神经元和肌肉细胞。离子通道可以受到外源性或内源性化合物（如激素、毒素或药物）的调控，并能响应来自脂质分子的信号，从而改变其传导性。

在脑疾病中的治疗价值

神经退行性疾病的特点是神经元功能逐渐受损并最终丧失，这通常由慢性炎症、氧化应激和代谢失衡引起。虽然现有治疗方法主要侧重于症状管理，但人们对通过代谢和饮食干预来减缓疾病进展的兴趣日益增加。由于脂肪酸在大脑功能、膜完整性和细胞信号传导中的关键作用，它们已成为有前景的神经保护剂。

结论性评论

总之，脂肪酸作为多方面的调节因子，在脂质代谢和神经生理学之间起着桥梁作用。它们的影响范围从基本的膜结构延伸到突触信号的精细调节，表明它们既能作为神经保护剂，也可能促进神经退行性过程。了解脂肪酸如何精确调控神经元活动和认知结果，为相关研究提供了新的方向。

作者贡献声明

Rocío Rojas：负责撰写初稿、进行实验研究及概念构建。Alicia Pellitero：负责撰写初稿、进行实验研究及概念构建。Betül Arslan：负责撰写初稿。Alberto Pérez-Samartín：负责撰写初稿、审稿与编辑工作，以及整体指导与概念构建。