许多流行病学的研究显示鱼油主成分EPA与DHA等ω-3多元不饱和脂肪酸(n-3 PUFAs)在预防动脉粥状硬化与心血管疾病有显著的功效。EPA 与 DHA 除了调节血脂质的功效，可以透过抑制发炎反应、调节心脏的离子通道、影响细胞膜的脂质组成并调控下游细胞讯息传递、减少血栓形成、诱导血流动力学变化，改善血管内皮功能以及抗心律失常等作用达到保护心脏的功用。发挥这些有利心血管健康作用的分子机制还没有完全理解。据信，n-3 PUFAs 的许多作用是藉由干扰讯息传递途径的方法所调节的。n-3 PUFAs 透过自身或是其代谢产物二十碳酸(eicosanoids)调控许多基因的表现，包括脂质和碳水化合物代谢、细胞分化和生长、cytokine,_adhesion与 eicosanoid的制造、氧化以及免疫系统的作用。在 in vitro 和动物研究中所观察到的抑制发炎反应被认为是 n-3 PUFAs 能够改善心血管健康的主要机制之一。然而，n-3 PUFAs 的消炎效果在人类受试者中并没有完全被证实。
最近几项研究利用华联 Human OneArray® (HOA) 进行基因表达谱的分析可以推论，鱼油透过抗氧化、抑制发炎免疫反应以及调节脂质代谢等途径，达到减少高血脂症患者罹患心血管疾病风险的作用。虽然鱼油具备这些功效，但是并不能把它当作药物使用来控制心血管疾病的病情，只能够当做具有保健功效的机能性食品，预防胆固醇在血管内堆积。
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