Omega in Ihrem Körper

Oxidation von Lipiden

‚Lipidoxidation‘ ist ein Begriff, der verschiedene Arten von Reaktionen erklärt, die sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf den menschlichen Körper haben. Im Körper ist die Lipidoxidation für verschiedene physiologische Reaktionen wichtig, zum Beispiel bei der Nutzung von Fettsäuren zur Energieerzeugung durch β-Oxidation. Oxidation ist auch an der Produktion von Signalstoffen beteiligt

Eicosanoide genannt. Diese werden aus der Omega-3-Fettsäure Eicosapentaensäure (EPA) und der Omega-6-Fettsäure Arachidonsäure (AA) durch Einwirkung spezifischer Enzymsysteme gebildet. Die Lipidoxidation könnte sich auch auf den unkontrollierten oxidativen Abbau von Lipiden beziehen, der durch freie Radikale ausgelöst wird, die Elektronen stehlen, was der erste Schritt bei der Bildung mehrerer zytotoxischer und mutagener Substanzen im Körper ist. Unkontrollierte oxidative Schäden wirken sich auch auf Lebensmittelprodukte aus und beeinflussen die Gesamtqualität.

Fettsäuren und Oxidation – beeinflusst durch die Anzahl der Doppelbindungen

Fettsäuren sind lange aliphatische Ketten, die aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Die Kohlenstoffkette variiert in Länge, Ungesättigtheitsgrad und Struktur. In Lebensmitteln kommen Fettsäuren hauptsächlich in Lipidkomplexen vor, die als Triglyceride bezeichnet werden (lesen Sie mehr in „Verdauung von Lipiden“). Einige Fettsäuren sind gesättigt, während andere unterschiedliche Sättigungsgrade aufweisen. Wenn es jedoch um Lipidoxidation geht, sind nur die mehrfach ungesättigten Fettsäuren von Interesse. Mehrfach ungesättigte Fettsäuren enthalten zwei oder mehr Doppelbindungen, und diese Doppelbindungen neigen zur Oxidation. Folglich steigt das Oxidationsrisiko mit der Anzahl der in der Fettsäure vorhandenen Doppelbindungen. Zum Beispiel ist EPA (C20: 5) mit fünf Doppelbindungen anfälliger für Oxidation als Linolensäure (C18: 3) mit nur drei Doppelbindungen.

Oxidation in Lebensmitteln – sensorische und ernährungsphysiologische Veränderungen

Aufgrund der Oxidation sind Speiseöle, die ungesättigte Fettsäuren enthalten, in der Lebensmittelindustrie von großer Bedeutung. Der Abbau ungesättigter Fettsäuren durch Oxidation steht in direktem Zusammenhang mit wirtschaftlichen, ernährungsphysiologischen, Geschmacks-, Sicherheits- und Lagerungsproblemen. Es gibt zwei Hauptoxidationsreaktionen, die in Lebensmitteln auftreten können, die Lipide enthalten; Autooxidation und Photooxidation, von denen die Autooxidation am häufigsten ist. Die Autooxidation tritt in Gegenwart von Sauerstoff auf und wird als autokatalytische Erzeugung freier Radikale beschrieben. Es wird initiiert, wenn ein Wasserstoffatom in Gegenwart von Initiatoren wie Licht, Wärme, Metallen oder Sauerstoff abstrahiert wird und ein Lipidradikal bildet, das mit Sauerstoff zu einem Lipidperoxidradikal reagiert. Diese Peroxidradikale reagieren mit einem zweiten Lipid, wobei ein Lipidradikal und ein Hydroxyperoxid erhalten werden. Die Reaktion kann gestaffelt sein, indem Antioxidantien eine Kombination von Radikalspezies erzeugen, um nichtradikale und nicht vermehrende Spezies zu erhalten. Photooxidation tritt auf, wenn Norma-Triplettsauerstoff durch Einwirkung von UV-Strahlung in Singulettsauerstoff umgewandelt wird. Der Singulettsauerstoff interagiert mit mehrfach ungesättigten Fettsäuren unter Bildung von Hydroxyperoxid, das die Autooxidationsreaktion initiiert.

Der Lipidoxidationsprozess führt zur Bildung mehrerer Komponenten, die Geschmacksstörungen und eine verminderte Nährstoffqualität verursachen. Unter diesen Verbindungen sind die freien Radikale, die als ‚Wasserstoffdiebe‘ bekannt sind und Wasserstoff aus anderen Molekülen stehlen. Dadurch wird die oben beschriebene autokatalytische Oxidationsreaktion initiiert, die zur Bildung von primären Oxidationsprodukten wie Hydroxyperoxiden führt . Die Hydroxyperoxide werden in sekundäre Oxidationsprodukte mit schlechtem Geruch und Geschmack zersetzt, die auch das Aussehen von Lebensmitteln beeinflussen. Es wurde auch vermutet, dass die sekundären Oxidationsprodukte wie reaktive Aldehyde, Alkohole und Ketone aufgrund ihrer zytotoxischen, mutagenen und neurotoxischen Wirkung negative Auswirkungen auf die Gesundheit haben . Die Lipidoxidation kann auch die Ernährungsqualität von Lebensmitteln stark verändern, indem Vitamine und mehrfach ungesättigte Fettsäuren beeinträchtigt werden.

Diätetische PUFAs sind sowohl bei der Verarbeitung als auch bei der Lagerung oxidationsanfällig. Die oxidativen Reaktionen sind abhängig von der Umgebung. Erstens beeinflusst die Fettsäurezusammensetzung die Oxidationsrate, da eine Zunahme der verfügbaren Doppelbindungen in PUFAs auch bedeutet, dass es mehr Stellen gibt, an denen die Oxidationsreaktion auftreten kann. Im Allgemeinen gibt es auch einige andere Prooxidantien in Lebensmitteln, wie Sauerstoff und Metallionen. Hohe Temperaturen sind auch ein Faktor, der die Lipidoxidation auslösen kann. Daher werden für Produkte, die PUFAs enthalten, besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen, um die Nährstoffqualität zu erhalten und die Haltbarkeit zu verlängern. Ein Ansatz besteht darin, Umweltprooxidationsmittel wie Licht, hohe Temperaturen und Sauerstoff zu vermeiden. Ein weiterer Ansatz besteht darin, oxidative Produkte und Prooxidationsmittel durch Raffination von Ölprodukten zu entfernen (lesen Sie mehr in ‚Fischöl und Gesundheit‘). Es ist auch möglich, die Oxidation zu verzögern, indem Antioxidantien hinzugefügt werden, die selbst oxidiert werden.

Oxidation im Körper (in vivo)

Beim Verzehr von Lebensmitteln setzt sich die Oxidation in den Magen-Darm-Trakt fort. Frühere Studien haben gezeigt, dass im Magen Prooxidationsmittel wie Sauerstoff, Metallionen (z. B. Fe2 + und Cu2 +), reaktiver Stickstoff, Sulfit- und Nitritspezies vorhanden sind. Dies, kombiniert mit einem niedrigen pH-Wert, freien Fettsäuren aus der Wirkung der Magenlipase und der Anwesenheit von Sauerstoff, macht den Magen zu einer potenziell guten oxidativen Umgebung . Daher ist es wahrscheinlich, dass die Oxidation von Nahrungslipiden auch im Körper anhält. Bestimmte Gallensalze haben sich als gute Prooxidantien erwiesen. Dies, kombiniert mit der Emulgierung von Lipiden im Dünndarm, die Erhöhung der Lipidtropfenoberfläche, deutet darauf hin, dass es ein Potenzial gibt, Oxidation auch innerhalb des Dünndarms zu initiieren .

Oxidativer Stress

Wie oben erwähnt, ist Oxidation ein natürlicher Prozess, wenn der Körper Energie aus Fettsäuren oder Signalmolekülen wie den Eicosanoiden produziert. Da die Bildung von freien Radikalen im Körper zu potenziellen Schäden führen kann, haben die menschlichen Zellen mehrere Schutzmechanismen gegen die schädlichen Auswirkungen der Oxidation entwickelt. Zum Beispiel die Anwesenheit von Antioxidantien, die die Akkumulation von freien Radikalen hemmen, und spezifische Enzymsysteme, die die Lipidperoxide in Sauerstoff und Wasser aufspalten, wobei beide harmlose Moleküle sind. Die Schutzsysteme des menschlichen Körpers sind jedoch begrenzt. Ein Ungleichgewicht zwischen reaktiven Sauerstoffspezies und der Fähigkeit des Organismus, die freien Radikale zu neutralisieren und zu eliminieren, kann zu einer Anhäufung von oxidativen Schäden führen, die allgemein als oxidativer Stress bezeichnet werden und bekanntermaßen potenziell schädlich sind. Oxidativer Stress verstärkt die oxidative Reaktion, indem er Proteine unterdrückt, die in der oxidativen Abwehr enthalten sind, und indem er die zelluläre Speicherung von Antioxidantien wie Vitamin E und Carotinoiden erschöpft . Dies ist der Grund, warum es bei der täglichen Einnahme von Lebensmitteln, die Antioxidantien enthalten, besonders für Atlets während der Restitutionsphase so wichtig ist. Polyphenole aus Oliven, wie Hydroxytyrosol, sind sehr aktive und gut dokumentierte Antioxidantien, die reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies im Körper abfangen .

Essen Sie weiterhin Fisch und Fischöle

Es wurde bereits vermutet, dass oxidierte Lipide an der Pathologie und Entwicklung chronischer Krankheiten beteiligt sind , und es wurde Skepsis hinsichtlich einer erhöhten Aufnahme mehrfach ungesättigter Fettsäuren geäußert. Aufgrund dieser Bedenken bewertete der norwegische Ausschuss für Lebensmittelsicherheit (VKM) die positiven und negativen gesundheitlichen Auswirkungen von Omega-3-Fettsäuren in Nahrungsergänzungsmitteln und angereicherten Lebensmitteln anhand der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA)-Richtlinie zur Nutzen-Risiko-Bewertung von Lebensmitteln . Die norwegischen Gesundheitsbehörden kamen zu dem Schluss, dass der Verzehr der essentiellen marinen Omega-3-Fettsäuren EPA und DHA durch die Einnahme von fettem Fisch oder Fischölen unbedenklich ist.

Geschrieben von Dr. Kristi Ekrann Aarak und Dr. Linda Saga, BioActive Foods

1. Frankel, E.N., Lipidoxidation, Hrsg. E.N. Frankel. Vol. 10. 2005, Bridgewater, UK: Die ölige Presse.
2. Gueraud, F., et al., Chemie und Biochemie von Lipidperoxidationsprodukten. Free Radic Res, 2010. 44(10): S. 1098-124.
3. Esterbauer, H., R.J. Schaur und H. Zollner, Chemie und Biochemie von 4-Hydroxynonenal, Malonaldehyd und verwandten Aldehyden. Kostenlos Radic Biol Med, 1991. 11(1): S. 81-128.
4. Long, E.K. und M.J. Picklo, Sr., Trans-4-hydroxy-2-hexenal, a product of n-3 fatty acid peroxidation: make some room HNE. Kostenlos Radic Biol Med, 2010. 49(1): S. 1-8.
5. Uchida, K., Rolle des reaktiven Aldehyds bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Kostenlos Radic Biol Med, 2000. 28(12): S. 1685-96.
6. Halliwell, B., K. Zhao und M. Whiteman, Der Gastrointestinaltrakt: ein wichtiger Ort der antioxidativen Wirkung? Freie Radic Res, 2000. 33(6): S. 819-30.
7. Larsson, K., et al., Oxidation von Lebertran während der gastrointestinalen In-vitro-Verdauung. J Agric Food Chem, 2012. 60(30): S. 7556-64.
8. Jones, P.J.H. und S. Kubow, Lipide, Sterole und ihre Metaboliten, in Modern Nutrition in Health and Disease, M.E. Shils, et al., Herausgeberanmerkung. 2006, Lippincott Williams und Wilkins: USA.
9. Cicerale, S., L. Lucas und R. Keast, Biologische Aktivitäten phenolischer Verbindungen in nativem Olivenöl. Int J Mol Sci, 2010. 11(2): S. 458-79.
10. Kanner, J., Dietary advanced lipid oxidation endproducts are risk factors to human health. Mol Nutr Lebensmittel Res, 2007. 51(9): S. 1094-101.
11. Sohn, Y., et al., Mitogen-aktivierte Proteinkinasen und reaktive Sauerstoffspezies: Wie können ROS MAPK-Signalwege aktivieren? J Signal Transduct, 2011. 2011: S. 792639.
12. Cohn, J.S., Oxidiertes Fett in der Ernährung, postprandiale Lipämie und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. In: Curr Opin Lipidol, 2002. 13(1): S. 19-24.
13. Drake, J., et al., 4-Hydroxynonenal verändert Histone oxidativ: Implikationen für die Alzheimer-Krankheit. Neurowissenschaften, 2004. 356(3): S. 155-8.
14. Hu, W., et al., Das Hauptlipidperoxidationsprodukt, trans-4-Hydroxy-2-nonenal, bildet bevorzugt DNA-Addukte am Codon 249 des humanen p53-Gens, einem einzigartigen Mutations-Hotspot im hepatozellulären Karzinom. Karzinogenese, 2002. 23(11): S. 1781-9.
15. Frøyland, L., et al., Bewertung der negativen und positiven gesundheitlichen Auswirkungen von n-3-Fettsäuren als Bestandteile von Nahrungsergänzungsmitteln und angereicherten Lebensmitteln. 2011, Norwegisches Wissenschaftliches Komitee für Lebensmittelsicherheit.
16. Barlow, S., et al. Leitlinien zur Nutzen-Risiko-Bewertung von Lebensmitteln für die menschliche Gesundheit. 2010, Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA).