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Der Fettsäure-Status Grundlagen, Diagnostik, Indikationen, diätetische und therapeutische Beeinflussung

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Der Fettsäure-Status: Grundlagen, Diagnostik, Indikationen, diätetische und therapeutische Beeinflussung

Impressum


Autor: Dr. rer. nat. Wolfgang Bayer

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Herausgeber:Laboratorium für spektralanalytische und biologische Untersuchungen Dr. Bayer Zweigniederlassung der synlab MVZ Leinfelden-Echterdingen GmbHMax-Lang-Straße 58D-70771 Leinfelden-Echterdingen

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Einleitung

Essentielle Fettsäuren haben neben anderen Mikronährstoffen eine wichtige biomedizinische Bedeutung. Sie sind Energieträger, Baustoffe der Biomembranen von Zellen und Prostaglandine oder Leukotriene, Metabolite der Fette, sind hormonähnliche Substanzen mit wichtigen Regulationsfunktionen. Obwohl der menschliche Organismus dazu befähigt ist, zahlreiche Fettsäuren selbst zu synthetisieren, ist die nutritive Aufnahme von Fetten die Hauptquelle bezüglich der Versorgung mit Fettsäuren. Dies gilt vor allem für essentielle mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die vom menschlichen Organismus nicht gebildet werden können. Da die einzelnen Fettsäuren in sehr unterschiedlichen Nahrungsmitteln vorkommen, beeinflusst die Nahrungsauswahl den Fettsäurestatus.

Moderne diagnostische Methoden, wie die Gaschromatographie, erlauben eine sensitive und genaue Darstellung des Fettsäurestatus, der gleichzeitig ein Spiegelbild der Fettaufnahme darstellt. Spezifische Veränderungen eines solchen Fettsäureprofils sind bei verschiedenen Grunderkrankungen bekannt.

Der Fettsäurestatus kann durch diätetische Maßnahmen entscheidend beeinflusst werden, wobei vor allem Leinöl, Fischöl und Algenöl Anwendung finden. Während Leinöl eine wichtige Quelle für die essentielle Fettsäure αLinolensäure darstellt, werden über Fischöl vor allem die längerkettigen Omega3Fettsäuren Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure zugeführt. Da Aufnahme und weitere Metabolisierung zugeführter Fettsäuren individuell sehr unterschiedlich sein können, ist die Erhebung eines Fettsäurestatus eine wichtige diagnostische Maßnahme für den gezielten diätetischen bzw. therapeutischen Einsatz von Fettsäuren.

Fette werden in großen Mengen verzehrt und ihr Anteil an der Energiezufuhr in Mitteleuropa beträgt ca. 35 bis 40 %. Fette sind wichtige Geschmacksträger und fettarme Kost wird von vielen Menschen als wenig schmackhaft empfunden. Dennoch haben Fette in der allgemeinen Öf-fentlichkeit einen schlechten Ruf. Sie gelten als „Dickma-cher“ und als Risikofaktor im Hinblick auf Erkrankungen wie Arteriosklerose mit nachfolgendem Herzinfarkt und Schlaganfall. Diese Betrachtungsweise ist jedoch einsei-tig. Fette erfüllen in Zellen und Geweben lebenswichtige Funktionen. Sie sind wichtige Energieträger und stel-len die mengenmäßig bedeutendste Energiereserve des Menschen dar. Sie sind Quelle essentieller Fettsäuren, unersetzliche Baustoffe der Biomembranen von Zellen und Organellen, sie dienen der mechanischen und elek-trischen Isolierung von Zellen und Metabolite der Fette wie Prostaglandine oder Leukotriene sind hormonähn-liche Substanzen mit wichtigen Regulationsfunktionen.

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Struktur der Fette und Nomenklatur der Fettsäuren

Natürliche Fette und Öle bestehen aus Glycerinestern der höheren geradzahligen Fettsäuren. Wird der dreiwertige Alkohol Glycerin (Glycerol) mit drei Fettsäuren veres-tert, so spricht man von Triglyceriden (Triacylglycerolen). Da diese Verbindungen keine Ladung tragen, werden sie auch Neutralfette genannt.

Die drei Fettsäurereste der Triglyceride können hinsicht-lich ihrer Kettenlänge und der Zahl ihrer Doppelbin-dungen sehr unterschiedlich sein. Hieraus resultiert eine Vielzahl möglicher Fettmoleküle. Länge der Fettsäure-reste sowie Zahl der Doppelbindungen bestimmen auch den Schmelzpunkt der Fette. Dieser ist umso niedriger, je kürzer die Fettsäurereste sind und je mehr Doppelbin-dungen sie enthalten.

Spaltet man Triglyceride, so erhält man neben Glycerin freie Fettsäuren unterschiedlicher Struktur. Nach einer groben Klassifikation können diese in gesättigte, einfach ungesättigte und mehrfach ungesättigte Fettsäuren unter-teilt werden (Abbildung 1).

Abbildung 1: Systematik der Fettsäuren

Nomenklatur der Fettsäuren

Fettsäuren können entweder über Trivialnamen oder über ihre chemische Struktur bezeichnet werden. Die korrekte Bezeichnung der in Abbildung 2 dargestellten Fettsäure lautet cis-9,12,15-Octadecatriensäure. Die Zahlen 9, 12 und 15 bezeichnen die Stellungen der drei Doppelbin-dungen. Von den möglichen cis-trans-Isomeren kommt in natürlichen Lipiden ganz überwiegend die cis-Form vor. In der Bezeichnung 18:3, ω-3 bedeutet die Zahl 18 die Anzahl der C-Atome, die Zahl 3 die Anzahl der Doppel-

bindungen und ω-3 die Position der ersten Doppelbin-dung gerechnet vom ω(Omega)-Ende der Fettsäure. Die in Abbildung 2 dargestellte Fettsäure hat den Trivialnamen α-Linolensäure.

Abbildung 2: Nomenklatur von Fettsäuren am Beispiel der αLinolensäure

Vorkommen der Fettsäuren im menschlichen Organismus

Fettsäuren kommen im menschlichen Organismus in ver-schiedenen Verbindungen vor, wobei vor allem die nachfol-gend aufgeführten Substanzgruppen hervorzuheben sind.

1. Triglyceride2. Phospholipide3. Sphingolipide4. Glycolipide.

Triglyceride sind, wie bereits erwähnt, Ester des Glycerins mit drei Fettsäuren.

Bei den Phospholipiden ist das Glycerin nur mit zwei Fettsäuren verestert, während die dritte Hydroxylgruppe des Glycerins mit Phosphorsäure verestert ist und dadurch einen Phosphat-Rest enthält. Dieser Phosphat-Rest kann nun mit verschiedenen Aminoalkoholen oder auch zykli-schen Alkoholen weiter verestert werden und es entstehen Verbindungen wie das Phosphatidyl-Cholin (Lecithin) oder das Phosphatidyl-Serin. Solche Phospholipide sind Bestandteile biologischer Membranen und spielen eine wichtige Rolle im Gehirnstoffwechsel.

Sphingolipide basieren nicht auf dem dreiwertigen Alko-hol Glycerin, sondern auf dem Aminoalkohol Sphingosin. Die Sphingomyeline, die z. B. in den Nervenscheiden vor kommen, stellen das wichtigste Sphingolipid dar. Das Sphingosin ist hier mit einer Fettsäure sowie mit Phos-phorsäure verestert, wobei der Phosphatrest ein daran ge-bundenes Cholin trägt.

Fettsäuren

gesättigte Fettsäuren

ungesättigte Fettsäuren

einfach unge-sättigte Fettsäuren

mehrfach unge-sättigte Fettsäuren

ω-3-Fettsäuren ω-6-Fettsäuren

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Glycolipide basieren ebenfalls auf dem Sphingosin und einer Fettsäure. Es fehlt jedoch der Phosphatrest der Phos-pholipide. Diese Verbindungen tragen vielmehr einen zum Teil recht großen Oligosaccharidrest. Zu dieser Sub-stanzfamilie gehört z.B. das Gangliosid oder das Cerebro-sid. Glykolipide gehören zu den Membranlipiden und sie kommen z.B. auf der Außenseite der Plasmamembran vor.

Nahrungsaufnahme von Fettsäuren

Nahrungsfette bestehen fast ausschließlich aus Triglyce-riden. Nach den aktuellen Empfehlungen der Deutschen, Österreichischen und Schweizer Gesellschaft für Ernäh-rung (D.A.CH., 2000) sollte die Fettaufnahme des er-wachsenen Menschen mit maximal 30% zur Gesamtnah-rungsenergie beitragen. Wie bereits eingangs erwähnt, liegt dieser Wert aktuell bei 35 bis 40%, so dass die Zufuhr an Nahrungsfetten insgesamt abgesenkt werden sollte. Wichtig ist die Art der zugeführten Fettsäuren. Gesättigte Fettsäuren sollten einen Anteil von einem Drittel der als Fett zugeführten Energie nicht überschreiten. Jeweils ein weiteres Drittel sollte aus einfach ungesättigten und mehr-fach ungesättigten Fettsäuren zusammengesetzt sein.

Gesättigte Fettsäuren werden vor allem über fettes Fleisch, Wurst, Sahne und fetten Käse zugeführt. Fett kann im Säugetierorganismus auch aus Kohlenhydraten aufgebaut werden, so dass eine kohlenhydratreiche Ernäh-rung zu einer hohen Bildung von gesättigten Fettsäuren führt (siehe: Biosynthese von Fettsäuren).

Hauptquelle für die einfach ungesättigten Fettsäuren, deren wichtigster Vertreter die Ölsäure ist, ist das Olivenöl.

Der Mensch ist nicht in der Lage mehrfach ungesättigte Fettsäuren wie α-Linolensäure oder Linolsäure zu bilden. Diese sind daher essentiell und müssen über die Nahrung ständig und in ausgewogenem Verhältnis zugeführt werden. Nach den aktuellen Emp-fehlungen (D.A.CH., 2000) sollte bezüglich der Nahrungsaufnahme das Verhältnis von Omega-6- zu Omega-3-Fettsäuren 5:1 be-tra gen. Dieses Verhältnis liegt aktuell bei etwa 10:1, was zum Teil auf einen hohen Konsum von Ölen beziehungsweise deren industrielle Verwendung (Margarine) zu-rück zuführen ist, die reich an Omega-6-

Fettsäuren sind wie z.B. Sojaöl, Weizenkeimöl, Mais-keimöl, Sonnenblumenöl und Distelöl. Besonders reich an Omega-3-Fettsäuren ist das Leinöl, das ca. 55% α-Linolensäure enthält. Wichtige Quelle für die länger-kettigen Omega-3-Fettsäuren Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA) sind fette Fische.

Betrachtet man die Änderung der Fettzufuhr im 19. und 20. Jahrhundert (Abbildung 4), so fällt zum einen die zu-nehmende Fettaufnahme mit einer gleichzeitigen Erhö-hung des Verzehrs an gesättigten Fettsäuren auf, zum an-deren eine Steigerung des Verhältnisses von Omega-6- zu Omega-3-Fettsäuren auf einen aktuellen Wert von ca. 10 :1, während dieses Verhältnis Ende des 19. Jahrhun-derts noch etwa bei 2 :1 lag.

Abbildung 3: Strukturen von Triglyceriden, Phospholipiden und Glycolipiden

Abbildung 4: Änderung der Fettzufuhr im 19. und 20. Jahrhundert

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Biokinetik der Fettsäuren

Aufnahme und Resorption

Die oral aufgenommenen Nahrungsfette werden sehr gut resorbiert, wenn keine gastro-intestinalen Erkrankun gen vorliegen, die mit einer gestörten Fettresorption einher-gehen. Bei präexistierenden Grunderkrankungen wie z.B. einer exokrinen Pankreasinsuffizienz kann die Fettsäure-resorption jedoch stark beeinträchtigt sein. Im Duode-num werden die Nahrungsfette (überwiegend Triglyce-ride) durch Gallensalze emulgiert und durch Lipasen zu Monoglyceriden und freien Fettsäuren gespalten. Nach Resorption der freien Fettsäuren und Monoglyceride, überwiegend durch passive Diffusion werden in der Mu-kosa die Triglyceride resynthetisiert und durch Chylo-mikronen zu Geweben transportiert bzw. im Fettgewebe gespeichert.

Biosynthese von Fettsäuren

Der menschliche Organismus ist zu einer endogenen Synthese von Fettsäuren befähigt. Aus Grundbausteinen wie Glukose können in der Leber (und einigen anderen Geweben) Fettsäuren durch das Enzym Fettsäuresynthase gebildet werden. Ausgehend von Acetyl-Coenzym A kommt es in jedem Reaktionszyklus zu einer Verlängerung um zwei Kohlenstoffeinheiten. Auf diesem Weg entste-hen gesättigte Fettsäuren bis zu einer Kettenlänge von maximal 16 Kohlenstoffatomen, also mit dem Endprodukt Palmitinsäure (16:0). Nachfolgende Reaktionen führen dann zu verlängerten gesättigten oder einfach ungesättig-ten Fettsäuren. Die mehrfach ungesättigten Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren können auf diesem Weg jedoch nicht gebildet werden.

Abbildung 5: Metabolisierungswege der Omega3, Omega6 und Omega9Fettsäuren aus den Ausgangssubstanzen Ölsäure, Linolsäure und αLinolensäure

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Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren können nicht inei-nander umgewandelt werden. Pflanzen sind jedoch in der Lage, zusätzliche Doppelbindungen in Ölsäure einzufü-gen und hieraus α-Linolensäure und Linolsäure zu bilden. Nach dem in Abbildung 5 aufgeführten Schema können dann prinzipiell vom menschlichen Organismus über En-zyme wie Desaturasen und Elongasen weitere längerket-tige mehrfach ungesättigte Fettsäuren gebildet werden.

Das Ausmaß der Bildung dieser längerkettigen mehr-fach ungesättigten Fettsäuren, z. B. Arachidonsäure aus Linolsäure oder Eicosapentaensäure aus α-Linolensäure ist jedoch limitiert. Dies kann zum Teil darauf beruhen, dass die für diese Metabolisierungsschritte erforderlichen Desaturasen beim Menschen – im Gegensatz zu man-chen Tierspezies – eine vergleichsweise geringe Aktivität aufweisen.

Speicherung von Fettsäuren

Die Speicherung der Fette erfolgt in den Fettzellen (Adi-pozyten). Die Menge an Körperfett beträgt ca. 8 bis 15 kg beim Mann und ca. 10 bis 20 kg bei der Frau. Fette bilden die wichtigste Energiereserve des tierischen Organismus. In den Fettzellen unterliegen die Fette einem ständigen Auf- und Abbau. Der Abbau von Fetten (Lipolyse) in den Adipozyten wird durch eine Hormon-sensitive Lipase reguliert.

Fettsäureabbau

Im Blutplasma werden Fettsäuren in freier Form transpor-tiert. Diese Fette können zum einen in Adipozyten zum Aufbau von Fetten inkorporiert werden, zum anderen dienen sie der Energiegewinnung durch oxidativen Ab-bau. Dieser findet vor allem in den Mitochondrien der Hepatozyten der Leber statt. Der Transport der Fett-säuren in die Mitochondrien ist ein Carnitin-abhängiger Stoffwechselschritt, d. h. Carnitin wird für den Transport in die Mitochondrien benötigt.

Der Fettsäureabbau erfolgt über einen oxidativen Zyklus, der am C-3 des Fettsäurerestes (dem β-C-Atom) zur Keto-gruppe beginnt und als β-Oxidation bezeichnet wird. In jedem Reaktionszyklus wird die Fettsäure um zwei C-Atome verkürzt. Zum vollständigen Abbau z. B. für Stea-rinsäure (18:0) muss der Zyklus also acht mal durchlaufen werden. Als Abbauprodukt entsteht Acetyl-Coenzym A, das entweder im Citratzyklus zu CO2 und ATP meta bo-lisiert wird und damit der Energiegewinnung dient oder in Ketonkörper umgewandelt wird (Ketogenese), die der Energieversorgung anderer Gewebe dienen. Die Um-wandlung in Ketonkörper findet dann statt, wenn die Acetyl-Coenzym-A-Produktion den Energiebedarf des Hepatozyten übersteigt. Der vollständige oxidative Ab-bau von Palmitinsäure liefert 106 mol ATP, entsprechend 3300 kJ/mol. Fette sind daher ideale Speicherformen für Energie. Die Bedeutung der Fettsäuren für die Energiege-winnung ist zusammenfassend in Abbildung 6 dargestellt.

Abbildung 6: Bedeutung der Fettsäuren für die Energiegewinnung

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Diagnostik

Mit der Gaschromatographie bzw. Gaschromatographie/Massenspektrometrie steht eine moderne Methode zur Bestimmung der Fettsäuren zur Verfügung. Bestimmt werden können die freien Fettsäuren und die Gesamt-fettsäuren in Serum, Erythrozyten oder auch in Geweben wie dem Fettgewebe. Die meisten Literaturarbeiten be-ziehen sich auf die Bestimmung der Gesamtfettsäuren im Serum. Die Triglycerid-gebundenen Fettsäuren werden dabei durch Hydrolyse freigesetzt und zu ihren Methyl-estern umgesetzt. Die Fettsäuremethylester können dann über gaschromatographische Methoden getrennt und quantitativ bestimmt werden.

Im Rahmen des Fettsäurestatus werden fünf gesättigte, zwei einfach ungesättigte, drei mehrfach ungesättigte Omega-3- und vier mehrfach ungesättigte Omega-6-Fettsäuren bestimmt. Gleichzeitig werden Verhältnisse der einzelnen Fettsäuregruppen zueinander erhoben:

– der Omega-6-/Omega-3-Quotient – der Quotient AA/EPA– der Omega-3-Index.

Interpretation:Hervorstechendes Befundmerkal ist die niedrige Versorgungslage der längerkettigen Omega3Fettsäuren EPA und DHA. Bei den Omega6Fettsäuren ist gleichzeitig eine Erhöhung der Arachidonsäure nachzuweisen. Beide Veränderungen resultieren in signifikanten Verschiebungen des Verhältnisses von Omega6 zu Omega3Fettsäuren, des Quotienten AA/EPA und des Omega3Index (siehe nachfolgendes Kapitel: Interpretation der Quotienten).

Abbildung 7: Beispiel eines Fettsäurestatus

Fettsäure-Status / Musterbefund

Untersuchung Ergebnis Vorbefund Referenzbereich Einheit Diagramm

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Interpretation der Quotienten

Der Omega-6-/Omega-3-Quotient

Bei den mehrfach ungesättigten Fettsäuren sollte bezüg-lich der Nahrungsaufnahme ein Verhältnis von Omega-6- zu Omega-3-Fettsäuren von maximal 5 :1 angestrebt werden. Eine Auswertung der bei uns erhobenen Fettsäure-befunde an Hand von 3.500 Einzelanalysen ergab für dieses Verhältnis die in Abbildung 8 dargestellte Vertei-lung mit einem Mittelwert von 9,7. 44 % der untersuchten Patienten wiesen einen Quotienten von >10 mit einem Spitzenwert von 32 auf. Nur bei 9,2 % der Proben lassen sich Quotienten von <5 nachweisen. In aller Regel erfolgte bei diesen Patientinnen/Patienten praktisch durchgängig eine vorausgegangene Einnahme von Omega-3-Fett-säuren in Form von Leinöl und/oder Fischöl (Abbildung 8).

Der AA/EPA-Quotient

Die Omega-3-Fettsäure Eicosapentaensäure (EPA) ist Ausgangspunkt für die Bildung gering- beziehungsweise antiinflammatorischer Eicosanoide der Dreierreihe wie z. B. Prostaglandin E3 (PGE3) oder Leukotrien B5 (LTB5). Die Omega-6-Fettsäure Arachidonsäure (AA) ist hin-gegen Ausgangspunkt für die Bildung proinflammatori-scher Eicosanoide der Zweierreihe wie Prostaglandin E2 (PGE2) oder Leukotrien B4 (LTB4). Der Quotient AA/EPA ist daher ein Biomarker der Entzündungsbereitschaft. Hohe Werte sind auf ein Überwiegen von AA beziehungsweise auf Defizite bei EPA (oder beides) zurückzuführen und weisen auf eine pro inflammatorische Situation im Hinblick auf diese Fettsäuremetabolite hin. Untersuchungen von Herrn Prof. Adam (Prof. Adam, LMU München, persönliche Mitteilung) an Patienten mit rheumatoider Arthritis haben gezeigt, dass diejeni-gen Patienten mit einem AA/EPA-Quotienten <4 einen deutlich besseren klinischen Verlauf aufweisen als solche mit einem Quotienten >4.

Abbildung 8: Verteilungskurve für das Verhältnis von Omega6 zu Omega3Fettsäuren

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Interpretation der Quotienten

Der Omega-3-Index

Zahlreiche epidemiologische Studien zeigen, dass die Versorgungslage bezüglich der längerkettigen Omega-3-Fettsäuren EPA und DHA mit einer ganzen Reihe kardio vaskulärer Ereignisse invers korreliert ist wie plötz-licher Herztod, schwere ischämische Herzerkrankungen, tödlicher und nicht tödlicher Herzinfarkt und schwere ventrikuläre Arrhythmien. Zur Charakterisierung der Versorgungslage mit länger-kettigen Omega-3-Fettsäuren wurde der Omega-3-Index etabliert, der sich wie folgt errechnet: EPA (mg/l) + DHA (mg/l) Omega-3-Index (%) alle Fettsäuren (mg/l)

Daten epidemiologischer Studien (Superko et al., 2013) haben ergeben, dass ein Omega-3-Index im Serum >6 mit einem verminderten Risiko für kardiovaskuläre Erkran-kungen assoziiert ist, wobei andere Arbeiten (Laidlaw et al., 2014) darauf hinweisen, dass bereits ein Omega-3-Index im Serum >4,5 mit einem niedrigen Risiko kardio-vaskulärer Ereignisse korreliert ist.

Die Relevanz dieser Quotienten ist in Abbildung 9 zusam-menfassend dargestellt.

Abbildung 9: Die Quotienten im Fettsäureprofil

Indikator für die Nahrungsaufnahme mehrfach ungesättigter Fettsäuren

Biomarker der Entzündungsbereitschaft

Kardiovaskulärer Risikomarker

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Indikationen zur Erhebung eines Fettsäure-Status

Kardiovaskuläre Erkrankungen

Eine große Zahl epidemiologischer Studien zeigt eine klare inverse Beziehung zwischen den Serumkonzentra-tionen langkettiger Omega-3-Fettsäuren und dem Risiko für verschiedene kardiovaskuläre Ereignisse. Beispielhaft kann die Physicians‘ Health Study (Albert et al., 2002) ge-nannt werden. Zirka 2.000 männliche Ärzte in einem Alter von 40 bis 84 Jahren wurden in die Studie eingeschlossen und bis zu siebzehn Jahre beobachtet. 94 Männer, bei de-nen ein plötzlicher Herztod als Erstmanifestation einer kardiovaskulären Erkrankung auftrat, wurden mit 184 Kontrollpersonen gleichen Alters, gleicher Rauchge-wohnheiten etc. verglichen. Die Blutkonzentrationen der längerkettigen Omega-3-Fettsäuren zu Beginn der Studie waren invers korreliert mit dem Risiko für plötzlichen Herztod, wobei die Männer in der Quartile mit den höchsten Konzentrationen der Omega-3-Fettsäuren nur ein relatives Risiko von 0,19 hatten im Vergleich zu der Quartile mit den niedrigsten Konzentrationen der Omega-3-Fettsäuren (Abbildung 10).

Diese Untersuchungsergebnisse wurden in vielen weite-ren epidemiologischen Studien bestätigt. Es liegt auch eine große Zahl randomisierter, kontrol-lierter Interventionsstudien mit längerkettigen Omega-3-Fettsäuren (EPA+DHA) vor, die als klinische Endpunkte Gesamtmortalität beziehungsweise schwerwiegende kar-dio vaskuläre Ereignisse hatten. Bei den ersten Interven-tionsstudien an Patienten mit Zustand nach Herzinfarkt konnte bei einer Gabe von Omega-3-Fettsäuren zusätz-lich zur Standardtherapie eine signifikante Absenkung kardiovaskulärer Ereignisse gezeigt werden. So wurde in der GISSI-Präventionsstudie (Marchioli et al., 2002) eine Reduktion des plötzlichen Herztodes um 50 % nach einem Jahr festgestellt. Auch in einer neueren Studie (Kromhout et al., 2014) konnte bei Diabetikern mit Zustand nach Herzinfarkt eine deutliche Reduktion des Risikos für töd-lichen Herzinfarkt beziehungsweise schwerer Arrhythmien durch Gabe von längerkettigen Omega-3-Fettsäuren gezeigt werden, wobei eine zusätzliche Gabe von alpha-Linolensäure die Ergebnisse weiter verbesserte.

In anderen Studien der letzten Jahre konnten solche pro-tektiven Effekte nicht nachgewiesen werden (Rauch et al., 2010; The origin trial investigators, 2012). Auch in neueren Metaanalysen konnten keine signifikanten Wir-kungen auf Gesamtmortalität, kardiovaskuläre Mortalität oder schwere kardiovaskuläre Ereignisse nachgewiesen werden (Chowdhury et al., 2012; Rizos et al., 2012). Wie können diese Unterschiede erklärt werden? Die Bio-verfügbarkeit von längerkettigen Omega-3-Fettsäuren wie EPA und DHA hängt stark von der Bindungsform ab. Dabei sind an Phospholipide bzw. an Triglyceride ge-bundene langkettige Omega-3-Fettsäuren besser verfüg-bar als synthetisch hergestellte Ethylester (Laidlaw et al., 2014; Schuchardt et al., 2013). Gleichzeitig ist die Biover-fügbarkeit stark von der galenischen Zubereitung abhän-gig. Auch die Nahrung hat einen wesentlichen Einfluss, da eine Einnahme von Omega-3-Fettsäuren (in der Regel in Form von Kapseln) zusammen mit einer fettreichen Ernährung die Resorption verbessert. Nicht unterschie-den wird in den verschiedenen Studien zwischen Patienten, die mit Omega-3-Fettsäuren primär gut versorgt sind und solchen, die schlecht versorgt sind. Alle Patienten erhal-ten eine feste Medikation, die die individuelle Bioverfüg-barkeit und Metabolisierung der Omega-3-Fettsäuren nicht berücksichtigt. In den allermeisten Studien werden keine Zielwerte für die Blutkonzentrationen von Omega-3-Fettsäuren festgelegt, die im Rahmen der Studie er-reicht werden sollten.

Abbildung 10: Risiko für plötzlichen Herztod in Abhängigkeit von der Versorgungslage mit längerkettigen Omega3Fettsäuren

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Fazit für die Praxis: Da die Bioverfügbarkeit längerket-tiger Omega-3-Fettsäuren in verschiedenen galenischen Zubereitungen unterschiedlich ist und die Metaboli-sierung der Fettsäuren starke individuelle Unterschiede aufweist, sollte bei Koronarpatienten versucht werden, durch Gabe längerkettiger Omega-3-Fettsäuren einen Omega-3-Index im Serum in einem Zielbereich von 6 bis 8 (mindestens 4,5; Laidlaw et al., 2014) einzustellen. In diesem Bereich ist eine protektive Wirkung längerkettiger Omega-3-Fettsäuren bei Koronarpatienten zu erwarten. Von großer Bedeutung sind auch die ausgeprägten an-tiarrhythmischen Wirkungen längerkettiger Omega-3-Fettsäuren. Diese verbessern bei Patienten mit schweren Arrhythmien die Fähigkeit zur Aufrechterhaltung des normalen Sinusrhythmus (Nodari et al., 2011).

Die kardioprotektiven Wirkungen der Omega-3- Fettsäuren können wie folgt zusammengefasst werden:

– ausgeprägt antiarrhythmische Wirkungen – Blutdrucksenkung – Verminderung der Herzfrequenz – Senkung der Triglyceride – verminderte Thrombozytenaggregation – antiinflammatorische Wirkungen.

Chronisch entzündliche Erkrankungen mit autoimmuner Komponente

Während die Omega-6-Fettsäure Arachidonsäure Aus-gangspunkt für die Bildung proinflammatorischer Eico-sanoide wie Prostaglandine der Serie 2 und Leukotriene der Serie 4 ist, werden aus der Omega-3-Fettsäure Ei-cosapentaensäure gering inflammatorische beziehungs-weise antiinflammatorische Eicosanoide gebildet wie Prostaglandine der Serie 3 und Leukotriene der Serie 5 (Abbildung 11). Eine Erhöhung der Zufuhr an EPA bei gleichzeitiger Einschränkung der Arachidonsäure führt daher zu ausge-prägten antiinflammatorischen Effekten. In experimentellen Studien konnte gezeigt werden, dass die Gabe der Omega-3-Fettsäure alpha-Linolensäure in Form von Leinöl an freiwillige Probanden zu einer ver-minderten Bildung des proinflammatorischen Zytokins Interleukin-1-beta geführt hat. Die Gabe von länger-kettigen Omega-3-Fettsäuren in Form von Fischöl führt darüber hinaus zu einer weitaus stärkeren Unterdrückung der Bildung dieses proinflammatorischen Zytokins. In klinischen Studien beim Morbus Crohn konnte ge-zeigt werden, dass eine zusätzliche Gabe von 600 mg EPA plus DHA oder Placebo über zwölf Monate in Ergänzung zu einer Standardtherapie mit Mesalazin die Rückfallrate erheblich absenkte (Romano et al., 2005 – Abbildung 12).


Abbildung 11: Bildung von Eicosanoiden aus den mehrfach ungesättigten Omega3 und Omega6Fettsäuren mit zwanzig CAtomen und ihre Nahrungsquellen.

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Abbildung 12: Senkung der Rezidivrate bei Patienten mit M. Crohn durch EPA und DHA

Bei Patienten mit rheumatoider Arthritis führte eine an-tiinflammatorische Ernährungstherapie mit der Gabe von Fischöl (30 mg/kg KG) und einer zusätzlichen Reduktion der Aufnahme von Arachidonsäure über die Nahrung zu einer deutlichen klinischen Verbesserung mit einer statis-tisch signifikanten Abnahme der Anzahl schmerzhafter und geschwollener Gelenke (Adam et al., 2003). Es ist da-bei wichtig, nicht nur die Aufnahme an Omega-3-Fett-säuren zu berücksichtigen, sondern auch die Aufnahme von Arachidonsäure (AA). Hohe AA-Aufnahme führt zu einer vermehrten Bildung proinflammatorischer Eicosa-noide und zu einer hohen Bildung proinflammatorischer Zytokine. Gleichzeitig zeigt sich eine statistisch hoch signifikante Korrelation zwischen den Konzentrationen von hsCRP und den Arachidonsäurekonzentrationen. Hohe Arachidonsäure ist damit als proinflammatorisch einzustufen (Itariu et al., 2012). Während man lange Zeit annahm, dass Omega-3-Fett-säuren nur in der Phase der Ausbildung einer Entzün-dung antientzündliche Wirkungen haben, so weiß man inzwischen, dass Omega-3-Fettsäuren über die Synthese von Lipidmediatoren wie Resolvinen, Protektinen und Maresinen auch für eine programmierte Beendigung von Entzündungen unerlässlich sind (Richter und Hamm, 2012 – Abbildung 13).

Abbildung 13: Antientzündliche Wirkungen von Omega3 Fett säuren in der Phase der Ausbildung einer Entzündung und der programmierten Beendigung.

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Weitere Indikationen

a) Altersbedingte Makuladegeneration

In einer ausführlichen Übersichtsarbeit (San Giovanni, 2005) wird die Bedeutung mehrfach ungesättigter Omega-3-Fettsäuren für verschiedene Augenerkrankungen be-schrieben. Besonders hervorzuheben ist der Einfluss von längerkettigen Omega-3-Fettsäuren auf die altersbedingte Makuladegeneration. In einer ganzen Reihe von Studien konnte gezeigt werden, dass eine hohe Aufnahme von EPA und DHA mit einer 40- bis 70 %-igen Reduktion der altersbedingten Makuladegeneration einhergeht (Augood et al., 2008; San Giovanni et al., 2008)

b) Abnahme kognitiver Leistungen

Bereits in älteren Studien konnte gezeigt werden, dass ein hoher Fischkonsum die Einschränkung kognitiver Fähig-keiten bei Älteren verlangsamt (Kalmijn et al., 1997), wäh-rend eine hohe Aufnahme von gesättigten Fettsäuren und der Omega-6-Fettsäure Linolsäure zu einer Verschlech-terung führen (Kalmijn et al., 2000). Weitere Studien zeigten, dass höhere Werte der Omega-3-Fettsäuren mit einem um 40 % verminderten Risiko für die Abnahme kognitiver Leistungen bei Älteren einhergehen (Heude et al., 2003).

c) Antidepressive Wirkungen

In zwei Metaanalysen auf der Basis von zehn doppelt-blinden placebokontrollierten Studien (Lin et al., 2007) beziehungsweise auf der Basis von fünfzehn randomi-sierten kontrollierten Studien (Sublette et al., 2011) ergab sich eine signifikante Besserung von Depressionen und bipolaren Störungen bei zirka 30 % der Patienten unter Gabe langkettiger Omega-3-Fettsäuren. Dabei dürfte be-sonders der EPA-Anteil wichtig sein.

Indikationen zur Erhebung eines Fettsäurestatus

Die Indikationen zur Erhebung eines Fettsäure-status können wie folgt zusammengefasst werden:

– koronare Herzerkrankungen, Z.n. Herzinfarkt, Arrhythmien

– chronisch entzündliche Erkrankungen/ Autoimmun erkrankungen: Morbus Crohn, Colitis ulcerosa, rheumatoide Arthritis, Morbus Bechterew, Multiple Sklerose

– Hypertriglyceridämien

– Schwangerschaft und Stillzeit (Bedeutung von DHA für Entwicklung von Nervensystem und Gehirn des Feten)

– ADS/ADHS, Autismus

– altersbedingte Makuladegeneration

– Depressionen, auch unter Einnahme von Antidepressiva

– Schizophrenie

– metabolisches Syndrom und Diabetes mellitus.

Von allgemeiner Bedeutung ist die Erhebung eines Fett-säureprofils im Rahmen präventivmedizinischer Unter-suchungen, da es einen Überblick über die Fettsäureauf-nahme des Patienten gibt, Defizite erkennen lässt und gleichzeitig einen Ansatzpunkt für die Einleitung diäte-tischer und therapeutischer Maßnahmen darstellt.

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Diätetische und therapeutische Beeinflussung des Fettsäurestatus

Für eine diätetische Optimierung des Fettsäurestatus ist es wichtig zu wissen, in welchen Nahrungsmitteln die mehrfach ungesättigten Omega-3- und Omega-6-Fett-säuren vorkommen:

Omega-3-Reihe

a) alpha-Linolensäure: Leinöl, Rapsöl, Hanfölb) EPA + DHA: fette Fische sowie als Nahrungsergän-

zungen in Form von Fischöl, Algenöl oder Krillöl.

Omega-6-Reihe

a) Linolsäure: pflanzliche Öle wie Sonnenblumenöl, Maisöl etc.

b) Arachidonsäure: tierische Fette, Innereien, Ei.

Die Fettsäureverteilung in Speiseölen ist in Abbildung 14 dargestellt.

Zur Verbesserung der Versorgungslage mit der Omega-3- Fettsäure alpha-Linolensäure dient vor allem das Leinöl, das bis zu 55 % alpha-Linolensäure enthält. Aber auch Rapsöl hat noch ein günstiges Verhältnis von Omega-6- zu Omega-3-Fettsäuren. Öle wie Sojaöl, Weizenkeimöl, Maiskeimöl, Sonnenblumenöl und Distelöl enthalten hingegen überwiegend Omega-6-Fettsäuren und tragen zu einer, in der Regel unerwünschten, Verschiebung zu-gunsten der Omega-6-Fettsäuren bei.

Arachidonsäure als Ausgangssubstanz für die Bildung pro-inflammatorischer Eicosanoide findet sich überwiegend in tierischen Produkten, vor allem in Innereien. Extrem hohe Werte für Arachidonsäure lassen sich im Schweine-schmalz nachweisen. Auch Hühnereier sind reich an Ara-chidonsäure. Eine Einschränkung des Konsums dieser Nahrungsmittel vermindert die Zufuhr an dieser Fettsäure, was auch anti-inflammatorische Wirkungen hat.

Nachfolgend sollen die Möglichkeiten zur Verbesserung der Versorgungslage mit Omega-3-Fettsäuren besprochen werden.

Leinöl

Leinöl ist mit ca. 55 % alpha-Linolensäure eine besonders gute Quelle für diese Omega-3-Fettsäure. Allerdings kann der Mensch – im Gegensatz zu Fischen – alpha-Lino-lensäure nur in sehr begrenztem Umfang zu den länger-kettigen Omega-3-Fettsäuren metabolisieren. Dies kann an dem nachfolgenden Befundbeispiel einer 41-jährigen Patientin dargestellt werden, die seit drei Monaten täglich zwei Esslöffel Leinöl einnimmt (Abbildung 15, Seite 16).

Betrachtet man die Omega-3-Fettsäuren im Vergleich zum Vorbefund, so zeigt sich unter Leinölkonsum eine Erhö-hung der alpa-Linolensäure um den Faktor 10. Verbessert werden konnte auch die zunächst niedrige Konzentration von EPA, wobei der Wert in den oberen Normalbereich ansteigt. DHA bleibt hingegen praktisch unverändert.

Abbildung 14: Fettsäuregehalte verschiedener gebräuchlicher Speiseöle im Hinblick auf gesättigte, einfach ungesättigte und mehrfach ungesättigte Omega3 und Omega6Fettsäuren.

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Gleichzeitig kommt es zu einer sehr erfreulichen Ab-senkung des Verhältnisses von Omega-6- zu Omega-3-Fettsäuren und des Quotienten AA/EPA. Der Omega-3-Index konnte zwar angehoben werden, liegt aber noch immer unterhalb des optimalen Bereichs.

Den Einfluss von Leinöl auf den Fettsäurestatus haben wir in einer kleinen Studie an 17 Patienten untersucht (Stossier und Bayer, 2009), deren Ergebnisse in Abbildung 16 (Seite 17) dargestellt sind.

Die Einnahme von Leinöl führte zu einem Anstieg der alpha-Linolensäure von im Mittel ca. 18 auf ca. 83 mg/l, während EPA von 30 auf 54 mg/l zunahm und DHA unverändert blieb. Auch an diesem größeren Kollektiv kann damit gezeigt werden, dass der Mensch alpha- Linolensäure nicht zu DHA metabolisieren kann. Paral-lel zum Anstieg von alpha-Linolensäure und EPA kam es zu einem Rückgang der Arachidonsäure von 224 auf 184 mg/l, so dass die Gabe von alpha-Linolensäure einen eindeutig antiinflammatorischen Effekt hat.

Fischöl

Das meist in Form von Nahrungsergänzungen angebotene Fischöl ist reich an EPA und DHA, wobei die meisten Fischölprodukte ca. 60 bis 70 % EPA und 30 bis 40 % DHA enthalten. Zu beachten ist, dass die handelsüblichen Pro-dukte sehr unterschiedliche Mengen an Fischöl und den vorgenannten Fettsäuren enthalten können. Abbildung 17 (Seite 17) zeigt den Einfluss einer Einnahme von 2x1 g Fischöl für vier Wochen.

Unter der Fischölgabe kommt es zu einem weitaus stär-keren Anstieg bei EPA im Vergleich zu Leinöl und auch DHA zeigt jetzt einen deutlichen Anstieg. Betrachtet man die Quotienten, so kann das Verhältnis von Omega 6- zu Omega-3-Fettsäuren stärker abgesenkt werden als bei Leinöl und der Omega-3-Index wurde unter der Fischölgabe auf 13,1 angehoben. Die Auswirkungen einer Gabe von Fischöl auf die längerkettigen Omega-3-Fett-säuren und die Quotienten sind daher weitaus stärker ausgeprägt als dies bei Leinöl der Fall ist.


Abbildung 15

Fettsäure-Status / vor und nach Konsum von 2 Esslöffeln Leinöl für 12 Wochen

Untersuchung Ergebnis Vorbefund Normalbereich Einheit Diagramm

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Abbildung 16: Konzentratio nen von αLinolensäure, EPA und DHA sowie von Arachidonsäure (AA) vor und nach sechs Wochen einer Einnahme von täglich zwei Esslöffeln Leinöl aus ökologischem Anbau mit schonender kalter Pressung.

Abbildung 17Fettsäure-Status / nach Einnahme von 2 x 1 g Fischöl für 4 Wochen

Untersuchung Ergebnis Vorbefund Referenzbereich Einheit Diagramm

17



Algenöl und Krillöl

Manche Patienten finden Geruch und Geschmack von Fischöl als störend und nehmen entsprechende Produkte nur ungern ein. Als weitere Quelle für Omega-3-Fettsäuren steht Algenöl zur Verfügung, das aus der Alge Schizochy-trium sp. gewonnen wird. Dieses Öl enthält ca. 35 % DHA, jedoch kaum EPA. Eine weitere Alternative ist das Krillöl, das in etwa gleichen Mengen EPA und DHA enthält.

EPA und DHA als Arzneimittel

Aufgereinigte Fischöle sind in Deutschland auch als Arz-neimittel zugelassen (Omacor®, Zodin®). Bei der Her-stellung werden die natürlich vorkommenden Triglyce-ri dester der Fettsäuren gespalten, die freigesetzten Fettsäuren gereinigt und anschließend zu Ethylestern wieder verestert. Diese Produkte haben den Vorteil einer sehr konstanten Zusammensetzung und sind frei von un-erwünschten Begleitstoffen wie Schwermetallen und or-ganischen Chemikalien.

Vergleicht man die erreichten Blutkonzentrationen be-züglich EPA und DHA unter vierwöchiger Einnahme von Fischöl, einem synthetischen Fettsäureethylester und Krillöl, so ergeben sich gemäß Abbildung 18 erhebliche Unterschiede (Laidlaw et al., 2014), wobei die Resorption der Fettsäureethylester niedriger liegt, als dies bei nativem Fischöl der Fall ist.

Zudem ist die Resorption von Fettsäuren in verschie-denen Zubereitungen individuell stark unterschiedlich und hängt von der Nahrungsaufnahme ab. Fettreiche Nahrung dürfte dabei die Resorption verbessern. Vor die-sem Hintergrund ist es wichtig, dass entsprechende diäte-tische und therapeutische Maßnahmen durch Laborkon-trollen überprüft werden und darauf geachtet wird, dass die in dieser Broschüre aufgeführten Zielbereiche, insbe-sondere im Hinblick auf die Quotienten erreicht werden.

Dosierungsempfehlungen

Orientierende Dosierungsempfehlungen für mehrfach ungesättigte Omega-3-Fettsäuren werden in Abbildung 19 gegeben. Es sollte jedoch immer eine Dosierungsopti-mierung anhand eines Fettsäurestatus erfolgen.

Abbildung 18: Bioverfügbarkeitsstudie zu Fischöl, einem Präparat mit Fettsäureethylestern und Krillöl

Abbildung 19: Dosierungsempfehlungen für EPA/DHA und Leinöl

Dosierungsempfehlungen für EPA/DHA

Primärprävention 500 mg/die

Schwangerschaft und Stillzeit

500 mg/die (EPA + DHA oder DHA)

Hypertriglyceridämie2–4 g/die (Senkung auch bei 1g/die)

Sekundärprophylaxe (Z.n.HI)

1g/die (AHA, ISSFAL)

Chron. entz. Erkrankungen 2– 4 g/die

Dosierungsempfehlungen für Leinöl

2 Esslöffel täglich als Basisversorgung mit Omega-3-Fettsäuren

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