FettsäurestoffwechsFettsäurestoffwechselel

Dr.rer.nat.Wolfgang Dr.rer.nat.Wolfgang BayerBayer

AK-Weltkongress, Mai 2006, AK-Weltkongress, Mai 2006, WienWien

H2-C-OH + HOOC-(CH2)14-CH3

H-C-OH + HOOC-(CH2)14-CH3

H2-C-OH + HOOC-(CH2)14-CH3

Glycerin Palmitinsäure

H2-C-OOC-(CH2)14-CH3

H-C-OOC-(CH2)14-CH3

H2-C-OOC-(CH2)14-CH3

Triglycerid

Natürliche Fette und Öle bestehen aus Natürliche Fette und Öle bestehen aus Glycerinestern der höheren geradzahligen Glycerinestern der höheren geradzahligen

FettsäurenFettsäuren

= = TriglycerideTriglyceride

- 3 H2O

Fett – was ist das?Fett – was ist das?

Gly

ceri

n

Gly

ceri

n

PCholin

Fettsäurerest 1

Fettsäurerest 2

Fettsäurerest 3

Fettsäurerest 1

Fettsäurerest 2

Cholin

P

Fettsäurerest

Sphingosin

P =Phosphat

Fettsäurerest

Sphingosin

Zucker

Triglycerid Phospholipid (Phosphatidylcholin)

Sphingolipid (Sphingomyelin)

Glycolipid (Cerebrosid)

FettsäurenFettsäuren

gesättigtegesättigte FettsäurenFettsäuren

ungesättigteungesättigte FettsäurenFettsäuren

einfach unge-einfach unge-sättigte Fettsäurensättigte Fettsäuren

mehrfach unge-mehrfach unge-sättigte Fettsäurensättigte Fettsäuren

ωω-3-Fett--3-Fett-säurensäuren

ωω-6-Fett--6-Fett-säurensäuren

Nomenklatur von Nomenklatur von FettsäurenFettsäurenWie kann man diese Fettsäure Wie kann man diese Fettsäure bezeichnen?bezeichnen?

118

cis-9,12,15-Octadecatriensäure

91215δ-Endeω-Ende

18:3, ω-3

α-Linolensäure

Stearinsäure, 18:0

gesättigtgesättigt

einfach einfach ungesättigungesättigtt

mehrfach mehrfach ungesättigungesättigtt

α-

H3C CH3 H3C H

C C C C

H H H CH3

cis trans

cis-Fettsäuren sind die natürlich cis-Fettsäuren sind die natürlich vorkommenden Fettsäurenvorkommenden Fettsäuren

trans-Fettsäuren entstehen bei der trans-Fettsäuren entstehen bei der Härtung von Fetten (Margarine). Sie Härtung von Fetten (Margarine). Sie haben starre Strukturen und es wird ihnen haben starre Strukturen und es wird ihnen ein atherogener Stellenwert beigemessen.ein atherogener Stellenwert beigemessen.

cis- und trans-cis- und trans-FettsäurenFettsäuren

Aufnahme und Synthese von Aufnahme und Synthese von Fettsäuren (1)Fettsäuren (1)

Im Duodenum werden Nahrungsfette Im Duodenum werden Nahrungsfette (Triglyceride) durch Lipasen zu Monoglyceriden (Triglyceride) durch Lipasen zu Monoglyceriden und freien Fettsäu-ren gespalten.Nach und freien Fettsäu-ren gespalten.Nach Resorption werden Triglyceride resynthetisiert Resorption werden Triglyceride resynthetisiert und durch Chylomikronen zu Geweben und durch Chylomikronen zu Geweben transportiert, bzw. im Fettgewebe gespeichert.transportiert, bzw. im Fettgewebe gespeichert.Ausgehend von Glucose können Fettsäuren Ausgehend von Glucose können Fettsäuren endogen durch das Enzym endogen durch das Enzym Fettsäure-Synthase Fettsäure-Synthase gebildet werden. Es entstehen gesättigte gebildet werden. Es entstehen gesättigte Fettsäuren von bis zu 16 C-Atomen - Fettsäuren von bis zu 16 C-Atomen - Palmitinsäure (16:0). Palmitinsäure (16:0).

Aufnahme und Synthese von Aufnahme und Synthese von Fettsäuren (2)Fettsäuren (2)

Aus den in der Leber gebildeten Fettsäuren Aus den in der Leber gebildeten Fettsäuren können Triglyceride aufgebaut werden. Sie können Triglyceride aufgebaut werden. Sie werden gebunden an VLDL´s an das Blut werden gebunden an VLDL´s an das Blut abgegeben.abgegeben.

Die Speicherung der Fette erfolgt in den Die Speicherung der Fette erfolgt in den Fettzellen (Adipozyten). Dort unterliegen sie Fettzellen (Adipozyten). Dort unterliegen sie einem ständigen Auf- und Abbau. Die Menge an einem ständigen Auf- und Abbau. Die Menge an Körperfett beträgt ca. 8 – 15 kg beim Mann und Körperfett beträgt ca. 8 – 15 kg beim Mann und ca. 10- 20 kg bei der Frau.ca. 10- 20 kg bei der Frau.

Nachfolgende Reaktionen führen zu Nachfolgende Reaktionen führen zu verlängerten gesättigten und einfach verlängerten gesättigten und einfach ungesättigten Fettsäuren, ungesättigten Fettsäuren, nicht jedoch zu den nicht jedoch zu den mehrfach ungesättigten C 18 – Fettsäuren (mehrfach ungesättigten C 18 – Fettsäuren (ωω--3 und 3 und ωω-6).-6).

= Coenzym A

Fettsäureab-bau durch ß-Oxidationß-OxidationVerkürzung der Verkürzung der Fett-säure um 2 Fett-säure um 2 C-Atome in jedem C-Atome in jedem Reaktions-zyklus.Reaktions-zyklus.

Es entsteht Es entsteht Acetyl-CoA, das Acetyl-CoA, das im Citrat-zyklus zu im Citrat-zyklus zu COCO22 und ATP und ATP metabolisiert metabolisiert werden kann.werden kann.

1 Mol 1 Mol Palmitinsäure Palmitinsäure liefert 106 Mol liefert 106 Mol ATP, ATP, entsprechend entsprechend 3300 KJ/Mol3300 KJ/Mol

Fettgewebe

Fett

Lipolyse

Fettsäuren

PlasmaFettsäuren

Leber Fettsäuren

ß-Oxidation

Acetyl-CoA

Ketogenese

Ketonkörper

Muskel Ketonkörper

Acetyl-CoA

Ox.Phos.

ATP

ATP

Fettsäureabbau und Energiegewinnung

Darm Triglyceride

Spaltung

Fettsäuren

Physiologische Funktionen von Physiologische Funktionen von FettsäurenFettsäuren

EnergiegewiEnergiegewin-nung in n-nung in den den MitochondriMitochondrienenIsolation: Isolation: mechaniscmechanisch, h, elektrischelektrisch

Bausteine Bausteine von von ZellmembranZellmembranenenEicosanoid-Syn-Eicosanoid-Syn-these: these: ImmunregulatioImmunregulation, Regulation n, Regulation vonvonVaso-und Brochotonus

Beeinflussen Lipidstoffwechsel, senken Beeinflussen Lipidstoffwechsel, senken TriglycerideTriglyceride Regulieren zentralnervöse und sensorische Regulieren zentralnervöse und sensorische FunktionenFunktionen Wichtig in der Schwangerschaft: Entwicklung von Wichtig in der Schwangerschaft: Entwicklung von Nervensystem und Gehirn des FetenNervensystem und Gehirn des Feten

αα-Linolensäure und Linolsäure, die -Linolensäure und Linolsäure, die Basissubstanzen der ω-3- und ω-6-Fettsäuren Basissubstanzen der ω-3- und ω-6-Fettsäuren können vom mensch-lichen Organismus nicht können vom mensch-lichen Organismus nicht synthetisiert werden.synthetisiert werden.

Omega-3- und Omega-6-Omega-3- und Omega-6-FettsäurenFettsäuren

Es handelt sich um Es handelt sich um essen-tielle Fettsäuren, essen-tielle Fettsäuren, die regel-mäßig über die die regel-mäßig über die Nahrung in einem Nahrung in einem ausgewogenen Ver-ausgewogenen Ver-hältnis zugeführt hältnis zugeführt werden müssen. werden müssen. D.A.CH.-Empfeh-lung D.A.CH.-Empfeh-lung ωω--6/6/ωω-3: 5 : 1. -3: 5 : 1.

Verhältnis Verhältnis ωω-6-/-6-/ωω-3--3-FettsäurenFettsäuren

Weitere Information: www.labor-bayer.de

Omega-3- und Omega-6-Omega-3- und Omega-6-FettsäurenFettsäuren Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren

können nicht ineinander umgewandelt können nicht ineinander umgewandelt werden.werden. Aus Aus αα-Linolensäure und Linolsäure können -Linolensäure und Linolsäure können durch Desaturierungs- und durch Desaturierungs- und Elongationsschritte weitere längerkettige Elongationsschritte weitere längerkettige Fettsäuren gebildet werden. Fettsäuren gebildet werden. (Dies finden wir (Dies finden wir immer wieder in der Literatur, aber stimmt das immer wieder in der Literatur, aber stimmt das wirklich?)wirklich?)

Weitere Information: www.labor-bayer.de

ÖlsäureÖlsäure 18:1, 18:1, ωω-9-9

Linolsäure18:2, ω-6

α-Linolensäure18:3, ω-3

δ-6-Desaturase

18:2, ω-9γ-Linolensäure

18:3, ω-618:4, ω-3

Elongation

20:2, ω-9Dihomo-γ-Linolen-säure 20:3, ω-6 20:4, ω-3

δ-5-Desaturase

Eicosatriensäure20:3, ω-9

Arachidonsäure20:4, ω-6

Eicosapentaen-säure 20:5, ω-3

Elongation

22:5, ω-3

δ-4-Desaturase

Docosahexaen-säure 22:6, ω-3

Omega-9-Reihe Omega-6-Reihe Omega-3-Reihe

Eicosanoide der Eicosanoide der Eicosanoide der Eicosanoide der Eicosanoide derEicosanoide der1er-Reihe 2er-Reihe 3er-Reihe1er-Reihe 2er-Reihe 3er-ReihePGE1,PGI1,TXA1PGE1,PGI1,TXA1 PGE2,PGI2,TXA2 PGE2,PGI2,TXA2 PGE3,PGI3,TXA3PGE3,PGI3,TXA3

LTB4, LTC4LTB4, LTC4 LTB5, LTC5LTB5, LTC5anti-inflammatorisch

pro-inflammatorisch

1.1. ProstaglandineProstaglandine können in zahlreichen Geweben können in zahlreichen Geweben gebildet werden und besitzen gewebsspezifische gebildet werden und besitzen gewebsspezifische Wirkungen, z.B. in Enzymsystemen.Wirkungen, z.B. in Enzymsystemen.

2.2. ProstacyclineProstacycline werden in Endothelzellen der werden in Endothelzellen der Blutgefäße gebildet, sie hemmen die Blutgefäße gebildet, sie hemmen die Thrombozytenaggregation und bedingen eine Thrombozytenaggregation und bedingen eine Gefäßerweiterung.Gefäßerweiterung.

3. 3. ThromboxaneThromboxane als Antagonisten der Prostacycline als Antagonisten der Prostacycline werden in Thrombozyten gebildet. Sie führen zu werden in Thrombozyten gebildet. Sie führen zu Thrombozytenaggregation und Gefäßverengung.Thrombozytenaggregation und Gefäßverengung.

4. 4. LeukotrieneLeukotriene werden in Leukozyten und anderen werden in Leukozyten und anderen Zellen gebildet und sind an allergischen und Zellen gebildet und sind an allergischen und entzündlichen Reaktionen beteiligt.entzündlichen Reaktionen beteiligt.

Die Eicosanoide

ω-6

ω-3

anti-inflammatorisch pro-inflammatorisch

+ 9 g Fischöl

+ 9 g Fischöl

Omega-3-Fettsäuren und Omega-3-Fettsäuren und EntzündungsmarkerEntzündungsmarker

James, M.J. et al.: James, M.J. et al.: Am. J. Clin. Nutr. Am. J. Clin. Nutr. 71, 343S-348S, 71, 343S-348S, 20002000

Sonnenblumenöl, ω-6

Leinöl, ω-3

41-jährige Patientin, mehrmonatiger Verzehr von 3 Esslöffeln Leinöl 5 mal wöchentlich