Lipidstoffwechsel – Fett als Energieträger
Um den ganzen Prozess des Lipidstoffwechsels nicht zu kompliziert auszuführen, beschränke ich mich auf den Weg der Energiebereitstellung der Lipide. Leider muss ich für diesen Abschnitt ein wenig Grundwissen voraussetzen, ansonsten würde sich dieser zu umfangreich gestalten.Nach der Verdauung der Lipide (siehe Lipide Teil 1) werden Triglyceride durch Lipasen in Glycerin und freie Fettsäuren gespalten. Der eigentliche Stoffwechselprozess findet in einer Zelle statt, genauer gesagt in der Matrix des Mitochondriums der Zelle. Das Glycerin wird durch ATP (Adenosintriphosphat) und verschiedenen Prozessen zu Glycerinaldehyd-3-phosphat. Dieses kann über Umstellungen in die Glycolyse (Kohlenhydratstoffwechselweg - Glucoseabbau) einfließen und so durch den Glucosestoffwechsel Energie liefern. Fettsäuren hingegen gelangen nach der Zerlegung der Fettpartikel in die Zelle. Im Mitochondrium erfolgt die Aktivierung der Acyl-Gruppe, welche durch ATP stattfinden kann. Die aktivierten Fettsäuren können so mit CoA (Coenzym A, Aktivierungsenzym) reagieren und bilden somit Acyl-CoA, welches durch Carnitin in die Mitochondrien der Zelle (Kraftwerke) transportiert wird, um dort an der Beta-Oxidation teilzunehmen. Die so aktivierte Fettsäure bezeichnet man als CoA-Fettsäure. Sie wird in die Beta-Oxidation eingespeist, um als Energieträger genutzt zu werden. Speist man die Fettsäure ein, so durchläuft die Fettsäure 4 Schritte, in welchen diese um- und abgebaut wird. Am Ende steht meist ein Acetyl-CoA, welches in den Citratzyklus einfließt und somit Energie in Form von 10-12 ATP liefert. Bei einer Umrundung der Beta-Oxidation entstehen außerdem zwischen 1,5 und 2,5 ATP durch Coenzyme, welche nach der Beta-Oxidation durch die Atmungskette verarbeitet werden. Durch eine Abspaltung von je zwei C-Atomen wird einmal die Beta-Oxidation umlaufen. Das bedeutet an dem Beispiel der Palmitinsäure, dass bei 16 vorhandenen C-Atomen ganze 8-Mal der Umlauf stattfindet. Somit wird durch eine Fettsäure eine Vielzahl an Energie gewonnen. Nehmen wir als Beispiel Tripalmitin mit 51 C-Atomomen würde das bis zu 409 ATP bedeuten. Zum Vergleich bekommen wir durch eine Einheit Glucose gerade mal 38 ATP. Der Unterschied ist riesig, jedoch verbraucht der Vorgang der Beta-Oxidation auch sehr viel Sauerstoff und kann ohne diesen nicht stattfinden.
Du siehst, Fett ist als Energiequelle sehr nützlich. Diese hohen Energiereserven nutzt der Körper, denn für ihn ist es kein Fett, was er an unserem Körper speichert, sondern pure Energie.
Was sind Ketonkörper?
Ketonkörper sind Metaboliten des Lipidstoffwechsels. Beispiele für Ketonkörper sind: Acetonacetat, Beta-Hydroxybutyrat oder Aceton. Die Ketonkörperbildung hängt immer vom Fettsäurenangebot ab und richtet sich an die Leber. Ketonkörper dienen der Energiekonservierung.Einfach gesagt, ohne das ganze auszuführen, benutzen wir Ketonkörper als Energieträger, wenn nicht genug Energie zur Verfügung steht. Dies ist meist bei einem Katabolen Stoffwechsel der Fall. Bei einer Diät zum Beispiel wird so das wichtigste Organ, unser Gehirn, bei Energiemangel trotzdem versorgt. Bei Insulinmangel oder zu langem Hungern kann es zu einer Ketoazidose kommen, was bedeutet, dass der pH-Wert des Blutes sehr stark sinkt. Folgen können Müdigkeit, Erbrechen, bis hin zu Bewusstlosigkeit sein, es können jedoch auch andere Symptomen auftreten.
Welche Rolle spielt das Fettgewebe im Fettstoffwechsel?
Diese Frage ist durch vorherige Artikelstellen zu beantworten. Das Fettgewebe ist das wichtigste Organ der Energiespeicherung und Energiemobilisierung unseres Körpers. Regulation der Fettmasse findet durch Leptin statt, auf welches ich gleich eingehen werde. Das Fettgewebe macht durchschnittlich bei der Frau einen Anteil von 20 - 29,9% aus und beim Mann zwischen 10 – 19,9%. Veranschaulichen wir das Ganze an einem Beispiel, so wären das ca. 11kg Lipide, bei einem 70kg Mann. Wenn wir dieses Wissen auf unseren Energieträgerteil des Artikels beziehen, so könnten wir uns mit diesen 11kg Fett theoretisch mehr als 100Tage lang mit Energie versorgen. Dies ist natürlich keine realistische Sichtweise, soll dir aber die unglaublichen Reserven des Körpers vor Augen führen.Das Fettgewebe hat einen aktiven Anteil am Gesamtstoffwechsel und es laufen ständig verschiedenste Prozesse ab, welche das Fettgewebe beeinflussen. Da hätten wir zum einen die Lipogenese (Fettaufbau) wird auch als Triacylglycerin-Biosynthese bezeichnet. Sie reguliert den Aufbau von Fetten in unserem Körper. Lipolyse ist der "Gegenspieler dazu", sie ist als Abbau von Lipiden aus dem Fettgewebe bekannt. Die Lipogenese hingegen, wird meist aus Glucose in der Leber gewonnen. Auch eine Reveresterung von Fettsäuren ist möglich, welche aus der Lipolyse stammen.
Alle diese drei Wege, welche sich auf unser Fettgewebe beziehen, bestimmen den Anteil an nicht veresterten Fettsäuren in Adipocyten (der Fettzelle) und damit auch im Blut!
Wann bauen wir Fettgewebe auf?
Fettgewebe wird dann genutzt, wenn der Körper eine Energiearmut erleidet/erahnt oder eine Diät abgeschlossen wurde. Bei untrainierten und oft adipösen Personen ist der Körper so sehr auf das Fett fixiert, dass genau diese Fettansammlung nach einer Diät zu dem typischen JOJO-Effekt führt. Der Körper befürchtet einen Energiemangel, welchen er nicht gewohnt ist und leitet somit Gegenmaßnamen ein, welche zur Speicherung von Lipiden führen. Die einfachste Form einer Fettansetzung ist jedoch der Energieüberschuss, nehmen wir zu viel Energie zu uns, wird unser Körper diese durch Lipogenese oder durch direktes Fett, welches durch Chylomikronen angesetzt wird, speichern. Ein Stimulatiuon von Insulin und Catecholamin bewirkt das Aktivieren der beiden wichtigsten Enzyme der Lipogenese - Lipoproteinlipase und die Acetyl-CoA-Carboxylase. Nehmen wir zu wenig Energie zu uns, verbrennen wir Fett und Muskeln, je nach Körperveranlagung, Trainiertheitsgrad und getroffenen Gegenmaßnahmen. Die Lipolyse wird in diesem Fall das Fett abbauen und in Energie umwandeln. Bei der Lipolyse erfolgt die Stimulation des Schlüsselenzyms Triacylglycerin-Lipase durch Catecholamine, Glukagon (Gegenspieler von Insulin) und Insulin. Eine Steigerung der Lipolyse findet ebenfalls durch Schilddrüsenhormone statt. Ich möchte darauf nicht weiter eingehen. Im sportbezogenen Teil III wird das Thema im Sportbereich weiter behandelt. previewRegulation durch Leptin
Das stimulierende Leptin ist ein ausschlaggebender Faktor bei der Ein- und Ablagerung von Lipiden. Nehmen wir an, dass unser Fettgewebe durch eine Diät an Masse verliert - was bewirkt dann Leptin?Die Skretion von Leptin wird sinken und die physiologische Antwort auf dieses Sinken bewirkt, dass wir ein steigendes Hungergefühl verspüren. Der Energieverbrauch wird ebenso wie Reproduktionsfunktionen abfallen. Auch die Temperatur im Körper wird etwas niedriger. Alles in allem kann man sagen, dass der Körper auf Sparflamme schaltet und trotzdem die Nahrungsaufnahme steigt. Die Physiologische Antwort auf das Hungern ist somit ein Senken der Leptinproduktion.
Bei einer Fettgewebszunahme hingegen passiert genau das Gegenteil. Eine mehr Produktion von Leptin führt dazu, dass die Nahrungsaufnahme und das Hungergefühl abnimmt. Der Energieverbrauch des Körpers nimmt hingegen zu. Die Antwort auf Übergewicht wäre somit eine vermehrte Leptinsekretion, welche durch das vermehrte Auftreten von Fettzellen produziert wird.
Leptin ist auch an der Frequentierung des Blutdrucks und der Herzfrequenz beteiligt. Versuche dem Körper Leptin zuzuführen, haben bisher keine ausschlaggebenden Ergebnisse erbracht, wobei eine Erhöhung des Leptinspiegels in unserem Körper von vielen Wissenschaftlern als mögliche Methode zum Fettabbau gesehen wird.
Fettsäuren
Eine Einteilung der Fettsäuren wird folgender Maßen vorgenommen:- Gesättigte Fettsäuren: Dabei sind alle Doppelbindungen mit Wasserstoffatomen gesättigt.
- Einfach ungesättigt: Besitzen eine Doppelbindung.
- Mehrfach ungesättigt:Besitzen mehrere Doppelbindungen.
Fettsäuren können die Funktionen von den glatten Muskeln, Monocyten, Thrombozyten, Entzündungsreaktionen und Immunreaktionen beeinflussen und wirken zum Teil antagonistisch.
Allgemein kann man die Zufuhr in Deutschland durchschnittlich positiv bewerten. Durch den leider zu hohen Fettkonsum nehmen wir meist genügend der verschiedenen Fettsäuren zu uns.
Quellen für Essentielle Fettsäuren sind sehr unterschiedlich. Ich möchte dir zu den wichtigsten Fettsäuren ein paar Beispiele nennen, welche besonders viele der spezifischen Fettsäuren enthalten.
- Linolesäure: Sonnenblumenöl, Maiskeimöl, Sojaöl
- Linolensäure: Leinöl, Walnussöl, Rapsöl, Sojaöl
- Eicosapentaen- und Docosahexaensäure: Hering, Lachs, Makrele
Fettsäureempfehlung:
Die Empfehlungen beruhen auf den D-A-C-H-Referenzwerten und werden weltweit nicht großartig unterschiedlich dargestellt. Die Empfehlungen beziehen sich auf den Gesamtenergiebedarf, wie schon erwähnt, ist dieser bei Fetten bis zu 30%. Die Fettsäurezufuhrempfehlung setzt sich folgendermaßen zusammen:- Langkettige gesättigte Fettsäuren: 7 – 10% der Energie
- Trans-Fettsäuren: < 1% der Energie
- Omega-6- und Omega-3-Fettsäuren: 7 – 10% der Energie (Verhältnis n-6 zu n-3 = 5:1)
Pflanzliche und tierische Fette
Pflanzliche Fette bestehen aus reinem Fett und haben einen hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren, weshalb sie einen sehr niedrigen Schmelzpunkt besitzen. Vergleicht man dies mit tierischem Fett, dann haben tierische Fette viele Begleitstoffe und liegen meist in Emulsion. Die Gewinnung von Pflanzenfett wird meist durch Pressen verschiedenster Naturalstoffe, meist Samen und Nüsse, gewonnen und aufbereitet. Dagegen gelangt das Schlachttierfett durch Ausschmelzung zu uns. Die Fetthärtung wird in der heutigen Zeit mit jeglichen Fetten durchgeführt und dient zur besseren Lagerung und zu verschiedenen Gebrauchsmöglichkeiten. Speiseöle sind hingegen immer flüssig. Fette verderben sehr unterschiedlich stark. Je reiner und ungesättigter das Fett, desto anfälliger ist dieses auf verschiedene Einflüsse. Typisches Fettverderben wird durch Überhitzung ausgelöst. Eine Überhitzung ist je nach Fett schnell passiert, durch Erreichen des Rauchpunktes bilden sich im Fett verschiedene gesundheitsschädliche Stoffe. Ein anderer Verderb kann durch Oxidation mit Sauerstoff stattfinden. Fette sollten möglichst sauerstoffarm gelagert werden. Auch Licht kann Fett verderben, deshalb sind meist anfällige Öle in dunklen Flaschen abgefüllt. Ebenso wie normale Lebensmittel, wird auch Fett bei Befall von Mikroorganismen schnell schlecht und sollte deshalb nicht ungünstig gelagert werden.Sichtbare und versteckte Fette
Sichtbare Fette
Wie die Überschrift schon sagt, kannst du diese Gruppierung der Fette sehen. Alle Fette, die nicht im Lebensmittel verarbeitet sind und direkt mit dem Auge zu sehen sind, fallen in diese Rubrik. Fett ist natürlich nicht gleich Fett, deshalb sollte nicht bei Ölen an der Qualität und somit an der falschen Stelle gespart werden. Raps- und Olivenöl sind besonders empfehlenswert, sie besitzen ein besonders günstiges Fettsäureverhältnis. Mit sichtbaren Fetten kann man seinem Körper zum Beispiel bei einem Salatdressing etwas Gutes tun, indem man ein Essig- & Öldressing selber herstellt und das fertige Sahne- oder Schmanddressing, aus dem Supermarkt, im Regal lässt - somit sparst du nicht nur Geld. Ebenso kannst du bei sichtbaren Fetten, wie zum Bespiel Butter oder Margarine aufpassen, dass sie bekömmlich sind und Margarine eine empfehlenswerte Fettsäurezusammensetzung besitzt. Allgemein kannst du bei sichtbaren Fetten die Qualität selbst bestimmen, indem du darauf achtest was du kaufst. Im Gegensatz dazu ist diese Kontrolle bei versteckten Fetten leider schwierig und oft nicht möglich.Versteckte Fette
Bei versteckten Fetten handelt es sich immer um Fette, welche in Produkten verarbeitet wurden und nicht direkt mit dem Auge wahrzunehmen sind. Vorsicht ist bei gesättigten und gehärteten Fetten geboten – denn diese werden oft bei industrieller Herstellung eingesetzt und dienen nicht deiner Gesundheit!Typische Quellen für versteckte und oft nicht sehr gesundheitsbewusste Fette sind:
- Fleisch und Wurst, Milch und Milchprodukten
- Kokosfett, feste Pflanzenfette
- (billige) Backwaren und fettreiche Süßigkeiten
- Convenience-Produkte (Tütensuppen und Fertigprodukte)
- Chips, Nougatcreme, Frittiertes
Vergleichen wir verschiedene Lebensmittel miteinander hat ein Schokoriegel mit Nüssen oft fast 14g Fett. Eine Apfeltasche von einer bekannten Fast Food-Kette hat auch noch stolze 12g und selbst ein Fruchtjoghurt hat bis zu 8g Fett. Es gibt unzählige Beispiele die einen hohen Fettanteil aufweisen und das schon bei kleinen Mengen. Sehr oft ist das versteckte Fett bei den Produkten, bei denen der Verbraucher sie nicht vermutet. Fett wird von der Industrie gerne eingesetzt, nicht nur als lebensmitteltechnisches Einsatzmittel, sondern auch als Geschmacksverstärker, denn der Geschmacksträger "Fett" macht viele Produkte einfach schmackhafter.
Fettkonsum und die Prävention ausgewählter Krankheiten
negativ:
Eine Steigerung der Gesamtfettzufuhr wirkt sich mit hoher Wahrscheinlichkeit auf ein erhöhtes Risiko von Adipositas aus. Nebenbei erhöht sich überzeugend das Risiko auf eine Dyslipoproteinämie, dies konnte auch für gesättigte Fettsäuren nachgewiesen werden. Gesättigte Fettsäuren stehen im Verdacht Krebszellen zu fördern, ferner besteht ein möglicher Zusammenhang zwischen Herzkrankheiten. Trans-Fettsäuren haben hingegen eine besonders negative Auswirkung auf koronare Herzkrankheiten.positiv:
Einfach ungesättigte Fettsäuren wirken nachgewiesen gegen eine Dislipoproteinämie und könnten möglicherweise gegen Krebs präventive Einflüsse haben. Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, wie zum Beispiel Omega-6-Fettsäuren, haben neben einer positiven Wirkung auf Herzkrankheiten ebenfalls eine ähnliche Wirkung, wie ungesättigte Fettsäuren. Langkettige mehrfach ungesättigte Fettsäuren, wie zum Beispiel Omega-3-Fettsäuren, haben die größten positiven Wirkungen auf deinen Körper. Neben den positiven Aspekten der Omega-6-Fettsäuren, senken sie außerdem das Risiko auf Schlaganfälle und Hypertonie, eine positive Wirkung auf Herzkrankheiten ist ebenfalls überzeugend nachgewiesen.Fassen wir diese Fakten zusammen kommen wir zum Entschluss, dass je länger und ungesättigter Fettsäuren sind, je positiver die Wirkung auf deinen Körper ist. Hingegen können Fettsäuren, welche gesättigt sind, genauso wie trans-Fettsäuren deinen Körper unnötig belasten und sich negativ auswirken.
Zusammenfassung
Wie du sehen kannst, ist das Thema "Lipide" ein weitreichender wissenschaftlicher Ansatz, welcher in vielen wissenschaftlichen Arbeiten neu bearbeitet wird und bearbeitet wurde. Die komplex gestalteten Stoffwechselwege, sind neben dem komplexen Zusammenspiel von Körper und Fettreserven, ein sehr umfangreiches Thema, was ich versucht habe dir etwas vereinfacht darzustellen. Viele Aussagen die heutzutage im Bereich der Fettsäuren im Zusammenhang mit Prävention und Krankheiten getroffen werden sind evidenzbasiert und sind daher für dich ein gutes Leitbild. Vergiss nicht, dass der Großteil an industriellen Produkten nicht nur mit Kohlenhydraten, Salzen, Aromastoffen, Zusatzstoffen und sonstigen Stoffen versetzt wird, sondern dass auch Fett eine große Rolle spielt!Fettkonsum ist in Deutschland weit ausreichend, deshalb achte darauf welche Fette du zu dir nimmst und wie sich diese zusammensetzen.
Vorschau
Der Dritte Teil der Lipidreihe wird dich rund um den Sport informieren. Nach der Einführung im Bereich der Fette möchte ich dir auf diesem Gebiet gute Tipps und praktische Anwendungen geben. Es gibt viele Ansätze, wie du mit Fett umgehen sollst, wenn deine Leistung im Vordergrund steht. Ein Einblick in dieses doch oft sportfreie Gebiet der Lipide soll dir zeigen, dass auch für Sportbewusste, Fett eine große Rolle spielen kann.Nutze dein Wissen - um deinem Körper durch Fettsäuren etwas Gutes zu tun!
Quellen
- Prof. Dr. Kathrin Kohlenberg-Müller: Lipide, Humanernährung (WS 2011/2012)