Ernährungsphysiologischer Wert von Fettsäuren in der Humanernährung

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1 Ernährungsphysiologischer Wert von Fettsäuren in der Humanernährung Prof. Dr. Peter Stehle Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften (IEL) Ernährungsphysiologie

2 Ernährungsphysiologischer Wert von Fettsäuren in der Humanernährung Gliederung Ernährungsphysiologische Einteilung Absorption, Transport und endogener Stoffwechsel Ernährungsphysiologische Funktionen Ernährungsphysiologische Bewertung von Nahrungsfetten (Präventive Aspekte) Referenzwerte und deren Umsetzung Schlussfolgerungen - Ausblick

3 Ernährungsphysiologischer Wert von Fettsäuren in der Humanernährung Gliederung Ernährungsphysiologische Einteilung Absorption, Transport und endogener Stoffwechsel Ernährungsphysiologische Funktionen Ernährungsphysiologische Bewertung von Nahrungsfetten (Präventive Aspekte) Referenzwerte und deren Umsetzung Schlussfolgerungen - Ausblick

4 Lipide (Fette und fettähnliche Substanzen) von lipos (griech.) = Fett Sammelbezeichnung für eine heterogene Klasse von Verbindungen mit zwei Gemeinsamkeiten: Lipophilie: löslich in organischen Lösungsmitteln (z.b. Hexan, Chloroform, Ether, Benzol) Ausgangssubstanz bei endogener Bildung: Acetyl-CoA

5 Lipide Klassifizierung nach chemischer Struktur (I) hydrolysierbare ( verseifbare ) Lipide (enthalten mind. 1 Fettsäure) Einfache Ester: Acylglycerole (Fette) Wachse Sterolester Gemischte Ester: Phospholipide Glycolipide

6 Lipide Klassifizierung nach chemischer Struktur (II) nicht-hydrolysierbare Lipide Kohlenwasserstoffe: Squalen Alkohole: Säuren: Carotinoide Fettalkohole Sterole Retinol Tocopherole, -trienole Ubichinone Fettsäuren Eicosanoide

7 Fettsäuren Definition/Einteilung aliphatische, unverzweigte Monocarbonsäuren in Nahrungsfetten: überwiegend geradzahlige Fettsäuren der Kettenlänge C4-C24 Weitere Klassifizierungen: nach Anzahl, Position und Konfiguration von Doppelbindungen

8 Fettsäuren Definition/Einteilung nach Anzahl der Doppelbindungen (Sättigungsgrad): Gesättigte FS (0; saturated fatty acids, SFA) Einfach ungesättigte FS (1; monounsaturated fatty acids, MUFA) Mehrfach ungesättigte FS (>1; polyunsaturated fatty acids, PUFA)

9 Fettsäuren Definition/Einteilung nach Position der ersten Doppelbindung, ausgehend vom Methylende ( omega ): Omega(n)-9 (erste Doppelbindung am C9; Ölsäure- Reihe) Omega(n)-6 (erste Doppelbindung am C6; Linolsäure- Reihe) Omega(n)-3 (erste Doppelbindung am C3; α-linolensäure-reihe)

10 cis-konfiguration

11 Fettsäuren Definition/Einteilung nach Konfiguration der Doppelbindung: Cis-Fettsäuren: ungesättigte Fettsäuren mit ciskonfigurierten Doppelbindungen Trans-Fettsäuren: ungesättigte Fettsäuren mit mind. einer trans-konfigurierten Doppelbindung MonoentransFA

12 Bildung von trans-fettsäuren - Monoene

13 Fettsäuren Definition/Einteilung Trans-Fettsäuren: Diene Konjugierte Linolsäuren (CLA) (18:2; n-6) mit konjugierter Doppelbindung (16 mögliche Positionsisomere)

14 Konjugierte Linolsäuren (CLA) Bildung von trans-fettsäuren - Diene Vorkommen: Depot- und Milchfett von Wiederkäuern gehärtete Fetten erhitzte Fetten Aufnahme (geschätzt): mg/tag (0.4% der Gesamt-FS)

15 Ernährungsphysiologischer Wert von Fettsäuren in der Humanernährung Gliederung Ernährungsphysiologische Einteilung Absorption, Transport und endogener Stoffwechsel Ernährungsphysiologische Funktionen Ernährungsphysiologische Bewertung von Nahrungsfetten (Präventive Aspekte) Referenzwerte und deren Umsetzung Schlussfolgerungen - Ausblick

16 Verdauung/Absorption von Fetten Biesalski/Grimm: Taschenatlas der Ernährung

17 Verdauung/Absorption von Fetten Biesalski/Grimm: Taschenatlas der Ernährung

18 Biesalski et al: Ernährungsmedizin

19 Lipoproteine - Zusammensetzung

20 Fettsäuren Stoffwechsel Essenzielle (lebensnotwendige) Fettsäuren: Doppelbindungen können im menschlichen Stoffwechsel nur zwischen dem C9 und dem Carboxylende, nicht jedoch zwischen C9 und dem Methylende eingebaut werden (Nur) die beiden Fettsäuren Linolsäure (18:2, ω-6; LA) α-linolensäure (18:3, ω-3; ALA) sind biochemisch essenzielle Nahrungsbestandteile

21 Fettsäurenreihen - Desaturierung und Elongation essenzielle FS Zufuhr ernährungsphysiologisch sinnvoll

22 Ernährungsphysiologischer Wert von Fettsäuren in der Humanernährung Gliederung Ernährungsphysiologische Einteilung Absorption, Transport und endogener Stoffwechsel Ernährungsphysiologische Funktionen Ernährungsphysiologische Bewertung von Nahrungsfetten (Präventive Aspekte) Referenzwerte und deren Umsetzung Schlussfolgerungen - Ausblick

23 Ernährungsphysiologische Funktionen Speicher- und Transportform von Energie (Triglyceride/FS: kj/ kcal pro g) strukturelle Bestandteile von Membranen bzw. Zelloberflächen (z.b. Fettsäuren, Cholesterol) (Rezeptoren; Zell-Erkennung, Gewebe-Immunität, Art-Spezifität) Vorstufe für Mediatoren (z.b. Eicosanoide aus n-3 und n-6 C20-Fettsäuren)

24 Funktionen - Membranbestandteil Carpentier & Dupont, 2000

25 Funktionen - Eicosanoidvorstufen Spezifische Oxidationsprodukte von n-3 und n-6 C 20 - Polyensäuren (Arachidonsäure, Eicosapentaensäure) mit hormonähnlichen Wirkungen ( Gewebshormone, lokale Mediatoren) Prostaglandine (ubiquitär) Prostazykline (Endothelzellen von Blutgefäßen) Thromboxane (Thrombocyten) Leukotriene (Leukocyten)

26 Eicosanoidsynthese aus Fettsäuren der n6- und der n3-reihe Linolsäure C18:2 n6 α-linolensäure C18:3 n3 Arachidonsäure C20:4 n6 Eicosapentaensäure C20:5 n3 Lipoxygenase Lipoxygenase Cyclooxygenase Leukotriene Serie 4 Prostanoide Serie 2 Prostanoide Serie 3 Leukotriene Serie 5 pro-inflammatorisch pro-thrombotisch anti-inflammatorisch anti-thrombotisch

27 Funktionen - Mediatorfreisetzung PAF Omega3-Fettsäuren reduzieren die Freisetzung des PAF (platelet-activating factor: Phospholipid) Vermindertes Risiko für Gerinnungsstörungen

28 Ernährungsphysiologischer Wert von Fettsäuren in der Humanernährung Gliederung Ernährungsphysiologische Einteilung Absorption, Transport und endogener Stoffwechsel Ernährungsphysiologische Funktionen Ernährungsphysiologische Bewertung von Nahrungsfetten (Präventive Aspekte) Referenzwerte und deren Umsetzung Schlussfolgerungen - Ausblick

29 Die Fischöl-Story Grönland-Eskimos: geringe Rate an Herzinfarkten in DK lebende Eskimos: gleiche Infarkthäufigkeit wie Mitteleuropäer Ernährung der Grönland-Eskimos * hochenergetische Kost * reich an Fett (40en%) und tierischem Protein * arm am Ballaststoffen * geringer Gehalt an n6-fettsäuren (5%) * hoher Gehalt an n3-fettsäuren (14%) Bang & Dyerberg 1976

30 Fischöl und Arteriosklerose Epidemiologische Beobachtungen: Zufuhr an n3-fs: kardiovaskuläre Mortalität: Gesamtmortalität im Beobachtungszeitraum: Klinische Beobachtungen: Triglycerid-Spiegel Gesamt-Cholesterin HDL-Cholesterin LDL-Cholesterin ( ) Lipoprotein a Blutdruck Thrombo-Aggregation IL-1β, TNF-α

31 Fettsäuren - Cholesterol Einfluss verschiedener FS auf Plasma-Cholesterol Laurinsäure (12:0) Myristinsäure (14:0) Palmitinsäure (16:0) Stearinsäure (18:0) Ölsäure (18:1, ω9) Linolsäure (18:2, ω6) Eicosapentaensäure (20:5, ω3) zusammengestellt nach Wolfram, 1995

32 Monoen-trans-Fettsäuren ernährungsphysiologische Wirkungen: Verdauung, Absorption, Abbau (Oxidation) wie cis-isomere Einbau in Triglyceride und Phospholipide möglich Effekte auf Zellmembran-Fluidität und Blutlipidspiegel ähnlich wie gesättigte FS!

33 DGE-Leitlinie Fettkonsum und Prävention ausgewählter ernährungsmitbedingter Krankheiten Vorgehensweise Anlehnung an Vorgaben der evidence-based medicine (EBM) und etablierten Systematiken Anpassung einzelner Vorgehensschritte an die Anforderungen der Ernährungsprävention ( evidence-based nutrition, EBN) Vollständige Transparenz der Prozesse

34 DGE-Leitlinie Vorgehensweise Schlüsselfrage Wie sind die Beziehungen zwischen Menge und Qualität von Nahrungsfett und der Entstehung von Krankheiten wie Adipositas, Diabetes, Dyslipoproteinämie, Hypertonie, Herzinfarkt, Schlaganfall und Krebs zu bewerten und wie lauten die sich daraus ergebenden praxisnahen Empfehlungen zur primären Prävention?

35 Erhöhte Zufuhr von KHK Gesamtfett SFA MUFA n3:n6 FA Evidenz langkettigen n3-pufa trans-fa Risiko Risiko kein Zusammenhang erhöhend senkend überzeugend wahrscheinlich möglich unzureichend ~ ~ keine Studie

36 Ergebnisse der Leitlinie - Zusammenfassung Erhöhung von Diabetes mellitus KHK Adipositas Dyslipoproteinämie Hypertonie Schlaganfall Krebs Gesamtfett 1,2 ~ SFA 1 MUFA ~ ~ 6 6 PUFA/n-6 FA ~ 1 ~ langkettigen n-3 PUFA ~ trans-fa ~ ~ 1 Hyperbetalipoproteinämie, 2 durch gesättigte Fettsäuren, 3 Hypertriglyceridämie, 4 ischämischer Schlaganfall, 5 hämorrhagischer Schlaganfall, 6 Brustkrebs, 7 Darmkrebs

37 Ernährungsphysiologischer Wert von Fettsäuren in der Humanernährung Gliederung Ernährungsphysiologische Einteilung Absorption, Transport und endogener Stoffwechsel Ernährungsphysiologische Funktionen Ernährungsphysiologische Bewertung von Nahrungsfetten (Präventive Aspekte) Referenzwerte und deren Umsetzung Schlussfolgerungen - Ausblick

38 Referenzwerte für die Fettzufuhr Zusammenfassung (D-A-CH 2000) Richtwert: ca. 30 en% Fett max. 10 en% SFA > 10 en% MUFA U/S: ca. 2 ca. 7 en% PUFA Empfehlung: n6 FS 2,5 en% Schätzwert: n3 FS 0,5 en% n-6/n-3: ca. 5 Richtwert: max. 300 mg Cholesterin Schätzwert: 12/15 mg Tocopheroläquivalente

39 Ernährungsphysiologische Bewertung von Nahrungsfetten (Präventive Aspekte) Kriterien: Gehalt an essenziellen Fettsäuren Anteil an gesättigten, einfach ungesättigten (MUFA) und mehrfach ungesättigten (PUFA) Fettsäuren Gehalt an langkettigen n3-pufa Verhältnis n6:n3 Gehalt an Fettbegleitstoffen Gehalt an trans-fettsäuren

40 DGE-Ernährungspyramide Stehle et al, 2005

41 Ernährungsphysiologischer Wert von Fettsäuren in der Humanernährung Gliederung Ernährungsphysiologische Einteilung Absorption, Transport und endogener Stoffwechsel Ernährungsphysiologische Funktionen Ernährungsphysiologische Bewertung von Nahrungsfetten (Präventive Aspekte) Referenzwerte und deren Umsetzung Schlussfolgerungen - Ausblick

42 Schlussfolgerung Zufuhr an ungesättigten Fettsäuren (Gesamtmenge, Verhältnis n6:n3, Menge an n3) beeinflusst Organstrukturen (Zellmembranen) und wichtige Stoffwechselwege (Eicosanoidsynthese) Fettsäurenmuster beeinflusst das Risiko für bestimmte (chronische) Erkrankungen Fettmenge und qualität entscheidend für die Bewertung einer Kostform/eines Lebensmittels

43 Ist-Situation Soll-Werte für die absolute omega3-fettsäurenzufuhr als auch für das Verhältnis n6:n3 werden in Deutschland/in Europa im Durchschnitt nicht erreicht! (Ist: ca. 7.5!)

44 Durchschnittliche Fettaufnahme der deutschen Bevölkerung Männer 100,5 g Fett (36,4 En%) 40,4 g SFA (14,6 En%) 37,5 g MUFA (13,6 En%) 15,9 g PUFA (5,8 En%) 13,5 g Linolsäure 1,8 g Linolensäure = 7.5:1 Konsequenzen?? Frauen 87,9 g Fett (36,1 En%) 35,9 g SFA (14,7 En%) 32,4 g MUFA (13,3 En%) 13,7 g PUFA (5,6 En%) 11,6 g Linolsäure 1,6 g Linolensäure = 7.25:1 DGE-Ernährungsbericht 2000/2004

45 Adults y Elmadfa: Ann Nutr Metab 2004

46 Konsequenz Soll-Werte für die absolute omega3-fettsäurenzufuhr als auch für das Verhältnis n6:n3 werden in Deutschland/in Europa im Durchschnitt nicht erreicht! (Ist: ca. 7.5!) Lebensmittel mit verbessertem Fettsäurenmuster (n3 ) müssen in der Kost berücksichtigt werden!

47 Anreicherung von Lebensmitteln mit (langkettigen) omega3-fettsäuren

48 Ausblick Erfolgreiche Präventionssstudien wurden meist mit langkettigen n3-fettsäuren durchgeführt Ungelöste Fragen: Wirkt α-linolensäure ähnlich oder müssen die langkettigen n3-fettsäuren zugeführt werden? Welche Bedeutung hat das Gesamt-Verhältnis von n6:n3 in einem Lebensmittel?

49 für ihre Aufmerksamkeit! Many thanks for your attention!