El primer mecanismo a través del cual se ha visto mejora algunos daños metabólicos como la resistencia a la insulina, ligado a la interrupción del paso de glucosa a la célula, es su capacidad de volverla flexible. Este mecanismo hace que algunos de las proteínas incrustadas en la membrana celular que actúan como receptores los vuelve más receptivos a los estímulos externos de la célula. Es el caso del receptor de la insulina que al estar más expuesto con el medio aumenta su sensibilidad y por lo tanto el paso de glucosa hacia la célula. Otro efecto, es el antiinflamatorio por medio del cual se ha visto previene o mejora algunas enfermedades. La respuesta inflamatoria implica la interacción de varios tipos de células, así como de producción de los derivados de lípidos como prostanglandinas, leucotrienos, citoquinas proinflamatorias, entre otras.

Algunas enfermedades tienen como principal condición la inflamación de base y por lo tanto de una elevada concentración de estas sustancias proinflamatorias. Los ácidos grasos omega 3 realizan su efecto antiinflamatorio a partir de la producción de sustancias llamadas protectinas y resolvinas. La síntesis de estas sustancias comienza con una serie de reacciones de elongación y desaturación por parte de dos enzimas muy importantes: D6 desaturasa y D5 desaturasa. La producción de estas sustancias se ha descrito que provocan varias modificaciones benéficas en el proceso de la inflamación como reducción del número de neutrófilos y citoquinas proinflamatorias. Se ha encontrado que en ratones genéticamente modificados sin el receptor de GPR 120, alimentados con 50 y 100 mg de EPA y DHA respectivamente, se detectó un aumento en la sensibilidad a la insulina en músculo, hígado y tejido adiposo en los ratones control sin la modificación genética comparados con los genéticamente modificados.

Estos resultados demuestran que la suplementación con omega 3 puede tener una variedad de efectos benéficos en diversos tejidos al mismo tiempo, a través de los mismos mecanismos. Diversas investigaciones han probado que el consumo de omega 3 beneficia a pacientes con enfermedades relacionadas con un estado inflamatorio como lupus eritomatoso, artritis, cáncer, síndrome metabólico, diabetes mellitus, entre otras. En el caso de la diabetes tipo 2 y el síndrome metabólico, en animales de laboratorio se ha mostrado que la suplementación con DHA y EPA mejora parámetros metabólicos como la glucosa, insulina, colesterol, lipoproteínas de baja densidad y triglicéridos en sangre. Además, presentan una disminución en el tamaño de los adipocitos, y el aumento en la expresión de genes de vías como la lipolisis (degradación de los ácidos grasos) y β-oxidación (conversión de los ácidos grasos en energía) en este mismo tejido.

En el caso del hígado, los omega 3, han mostrado disminuir el proceso de hígado graso y de regular receptores nucleares como el receptor que enlaza elementos regulatorios (SREBP-1) que controla el metabolismo del colesterol, además de otras vías glicolíticas. En cuanto a sus efectos benéficos en otros tejidos, se ha encontrado en el sistema nervioso que el aumento de los ácidos grasos omega 3 en las membranas, tiene importantes repercusiones en diversas funciones cerebrales tanto durante la gestación como en etapas tempranas del desarrollo. Niños de madres que fueron suplementadas con omega 3 durante el embarazo, presentaron mayor coordinación y memoria comparados con niños de madres sin suplementar ante pruebas de habilidades cognitivas (memoria y coordinación).

Un estudio en niños mexicanos demostró que los hijos de madres primerizas suplementadas con 400 mg/día de DHA a las 20 semanas de gestación tuvieron neonatos más grandes y con mayor circunferencia de cabeza que las madres no suplementadas. También se ha demostrado que el consumo de estos ácidos grasos tiene efectos benéficos en funciones motoras y de aprendizaje, mejora de la agudeza visual, así como la prevención de alergias y enfermedades autoinmunes.