毫无悬念：在我们要系统了解对人脑来说什么营养素至为重要时，首当其冲的总是DHA。

DHA含有22个碳原子，其中有6个双键（与亚甲基交替出现）。

在生命体内，这是已知最长的脂肪酸之一（24碳的脂肪酸极为罕见），更是最不饱和的脂肪酸（没有之一）。

起源

要造出长长的多不饱和脂肪酸，需要很多氧气（无氧代谢会用不饱和脂肪酸来接收氢原子，由此产生饱和脂肪酸和反式脂肪酸）——合成DHA中的6个双键就需要6个氧原子，因此在出现氧气之前，地球上应该还没有DHA（至少极少）。

氧气出现后，海洋中的藻类（非植物）终于能用氧气来制造DHA了——这种“复杂的”脂类使得细胞能用来构建复杂的细胞结构，比如内质网、核膜、线粒体内的电子传递链，以及带有各种受体、转运蛋白、抗氧化酶的（流动性极佳的）细胞膜——细胞结构由此开始急剧复杂化。

细胞膜中嵌入的多不饱和脂肪酸，主要是AA、dGLA、EPA、DHA，它们一般位于甘油磷脂上的sn-2位置上。

复杂的结构（尤其是复杂的细胞膜）带来了复杂的功能，比如“信息处理”——DHA让动物们开始长出眼睛（视网膜的电活动需要DHA）和脑子——越来越“高级”的生命体开始涌现，头足动物、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和兽类陆续登场，而DHA一直都是它们的视网膜细胞、神经细胞内不可替代的油脂。

因此动物的眼和脑是DHA最集中的地方，尤其是脑内的灰质，更尤其是神经元之间形成连接的地方，最需要复杂的细胞膜结构的地方，也是生命体内的化学信号和电信号最集中的地方——突触。

灰质以多不饱和脂肪酸为主，其中DHA多于AA；而白质中则以单不饱和脂肪酸为主，AA多于DHA。

因此，当古人类终于来到海边采集“潮汐带”食物，从而能稳定、大量摄入DHA时，其脑内的灰质部分也急剧膨胀，直到自诩为“最高等生命”的智人出现。

具体功能

漫长的演化史中，DHA的功能越来越复杂（背后是生命发展出了越来越多样的DHA受体）；具体来说，这种古老的脂类能够：

影响生命的基础代谢率。通过对兽类（哺乳动物）和鸟类的脑、心、肾组织的研究，发现细胞膜中的DHA水平越高，其中的钠钾ATP酶（运输钠钾离子通过细胞膜，维持细胞内外的钠钾平衡，其能耗往往占整个生命体基础代谢率的1/5）的活性就越高（呈线性相关）——动物的脑是这种酶活性最高的地方，从而也是最需要（也最富含）DHA的地方。

钠钾ATP酶的能耗占整个脑部能耗的3/5！因为要不断发射电信号（靠改变钠钾离子的分布来实现）的神经元，极其依赖于及时维持的钠钾平衡。

影响细胞通讯。通过增强细胞膜上的G蛋白的可溶性，DHA能够影响G蛋白偶联受体的行为，从而间接影响各种细胞信号。比如，视网膜内的细胞膜上的视紫质就是一种G蛋白，DHA使其能够快速地接收光线（在此过程中DHA会与光受体分离，然后再被回收）。

消除体内炎症。DHA可以直接抑制NF-κB（细胞核转录因子κB）——这是免疫细胞（B细胞、T细胞）中的一种蛋白质，对氧化压力非常敏感——比如当活性氧簇水平升高时，或者其他炎症信号分子（比如主要由AA氧化成的类花生酸）出现时，它就会被激活，然后进入细胞核，上调许多促炎基因（比如白介素2、白介素6、白介素8、肿瘤坏死因子）的表达。而DHA可以直接抑制这个炎症的源头，从而降低全身的炎症水平。

DHA还可以间接抑制NF-κB。比如通过影响G蛋白偶联受体，减少磷脂酶A2的释放，从而减少类花生酸的合成；还有：

在局部炎症中，DHA（还有EPA）会从磷脂中被释放，转化成消炎的信号分子：消退素，它能下调NF-κB，从炎症部位驱除嗜中性粒细胞；和保护素（尤其是神经保护素），它主要出现在神经细胞、星形胶质细胞、循环组织和肺组织中，能促进神经再生，减少白细胞渗透，减少促炎和促进细胞凋亡的信号分子，从而保护神经细胞和视网膜细胞。

DHA还能上调细胞内的谷胱甘肽水平，进而降低细胞内的炎症水平。

促进神经发生。通过提升脑源性神经营养因子的水平，DHA能让脑内产生新的神经细胞和新的神经连接，并维持现有神经细胞的良好状态。

参与神经信号传递、形成记忆。当神经信号出现在突触时，此处的DHA（还有AA）会被（从磷脂中）释放进细胞液中，其中一部分转化成二级信号分子（类22碳酸——AA的话则是类花生酸），极少量被燃烧掉（β氧化），绝大部分则被磷脂迅速重新收纳——细胞膜借此过程得以重组，从而能强化神经通道，形成新的记忆。

改变基因表达、调节激素水平。DHA（还有EPA）会通过影响PPARγ、RXR、NF-κB来改变基因表达，从而增强生命体的整体适应能力、抗压能力；DHA水平还相关于瘦素水平和激素平衡。

将甲状腺素运输进脑。DHA参与合成甲状腺素转运蛋白，后者可以让甲状腺素穿过血脑屏障，从而让脑获得另一种对它至为紧要的营养素——碘。

不可替代

生命体如此需要DHA，一般认为，是因为作为最不饱和的脂肪酸， DHA的6个双键可以让其分子呈微螺旋结构，从而能让细胞膜有最高的流动性。

但这似乎并非DHA最擅长的：DHA在低于零下44℃时就会凝固，相比来说，AA要到零下50℃才会凝固，EPA更要到零下54℃。

是的，DHA有着独特的分子形态：很长，很多双键。

不过DPA也是这样：同样有22个碳，只是比DHA少了一个双键（根据缺少的双键的位置，有ω-3和ω-6两种DPA）；从化学角度看，这种差异本不会造成迥异的分子特性。

何况在陆地食物链中，DHA非常少，相比之下DPA却丰富多了——生命为何要去依赖一种稀有的，而不去（试图通过进化）开发利用另一种富庶的资源？毕竟只差了一个双键而已……

我们看到，虽然在大型陆兽（比如大象）的身体组织内有大量的DPA；但是在其脑内，在其中的神经细胞膜内，却仍然谨守着可怜的那一丁点DHA……对DHA的“愚忠”大大限制了陆兽的相对脑容量（其脑容量相对于体型呈指数下降）。

为了理解这种愚忠，也许需要我们深入到量子生物学中（这是一个人类大体上还在摸黑的、全新的知识领域）：比如6个双键的结构可能让π电子云出现极化，甚至能在双键之间传输，这使DHA能有奇特的、独一无二的电学特性；比如6个双键可能允许神经微管的伽马相干（γ coherence）……

不过即使还不能完全理解DHA的不可替代性，我们只需要知道这点也就够了：

登上陆地后3亿多年的演化，也没能让陆地动物摆脱对DHA的依赖。

如果有意地将动物体内的DHA换成DPA，其组织功能就会明显恶化。

难以合成

合成DHA似乎成了海藻们的绝技，陆地植物完全不解其中奥妙：后者擅长的是制造很短（18个碳）的多不饱和脂肪酸，尤以ω-6的LA为主，偶尔有少量的ALA。

淡水藻类由于会进行很多无氧代谢（产生饱和脂肪酸和反式脂肪酸），能制造的DHA也非常少。

是的，ALA与DHA一样都是光荣的ω-3，理论上是可以转化为后者的。于是对DHA不离不弃的陆生动物被迫接手了这个转化大业（主要在动物的营养中心——肝脏内进行）。

但这个转化的过程（ALA > EPA > DPA > DHA）漫长而繁琐，其中一些步骤的效率非常低，比如给ALA添加两个双键（“去饱和”），比如将EPA延长为DPA，但效率最低的还是给DPA再添加最后一个双键的过程——要完成这神奇一跃所需的“Δ6去饱和酶”非常少……所以转化往往都停滞在了DPA上——这就是陆兽们体内会有大量DPA的原因。

现代人饮食中大量的ω-6尤其是其中的LA，还会跟ALA竞争去饱和酶，更是大大拉低了ALA本就可怜的转化效率。

于是我们看到，虽然在陆兽的肝脏内有大量的ALA，少量的EPA，不少的DPA，但DHA却仍然稀有。