Omega-3 Fettsäure-Status – wie bestimmen und warum

Fettsäuren bilden wesentlich die Membranen aller Zellen. Bis vor kurzem wusste man wenig über die Bedeutung der Fettsäurezusammensetzung der Zellmembranen, da es keine standardisierte Bestimmungsmethode gab.

Dies hat sich in den letzten Jahren geändert, und man erkennt nun, dass die Fettsäurezusammensetzung der Zellmembranen von fundamentaler Bedeutung für das ganze Leben ist.

Im Folgenden wird die standardisierte Bestimmungsmethode vorgestellt, und über ihre Anwendungen auf der Basis entsprechender Forschungsergebnisse berichtet.

Fettsäuren kann man in den verschiedensten Kompartments messen – im Vollblut, in Blutbestandteilen wie Plasma oder Serum, in Blutzellen, in Biopsien verschiedenster Organe, usw. Erythrozyten bauen bei der Zellneubildung Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA) ein, und tauschen Fettsäuren nur sehr gering mit dem umgebenden Blutplasma aus.

Deshalb ist die biologische Variabilität der Fettsäuren niedrig. Andere Fettsäurekompartments haben entweder eine hohe biologische Variabilität (z. B. Plasma), oder bauen EPA oder DHA kaum ein (z.B. Fettgewebe).

Der HS-Omega-3 Index wurde definiert als Prozentsatz von EPA plus DHA in Erythrozyten, wobei gleichzeitig 24 weitere Fettsäuren bestimmt werden. Erforderlich ist eine kleine Menge EDTA-Blut.

Die analytische Variabilität dieser Bestimmungsmethode liegt im von der Klinischen Chemie akzeptierten Bereich von 4%.

Übrigens geht bei der Fettsäureanalytik die Methode sehr stark ins Ergebnis ein: die Ergebnisse verschiedener Labors differierten um den Faktor 3,5. Aufgrund der methodischen Vorteile entschieden sich zahlreiche erstklassige wissenschaftliche Arbeitsgruppen in der ganzen Welt dafür, den HS-Omega-3 Index in ihre Fragestellungen einzubeziehen, was zu 159 Publikationen in internationalen Journalen sowie zu mehr als 50 laufenden Forschungsprojekten führte – der weitaus größten Datenbasis einer Fettsäureanalytik.

Unter anderem wurde gezeigt, dass der Anteil von EPA und DHA im Erythrozyten mit dem Anteil von EPA und DHA in verschiedenen Geweben korreliert – beim Menschen mit dem Herz, beim Versuchstier mit Gehirn, Muskel, Lunge, Leber, Darm und anderen Organen.

Deshalb lässt sich mit der Erfassung von EPA und DHA im Erythrozyten mit der analytischen Methode des HS-Omega-3 Index der Status einer Person an EPA und DHA erfassen.

Wie sich in den zahlreichen Forschungsprojekten weiter herausstellte, hat der Fettsäurestatus erhebliche Bedeutung für die Gesundheit und Funktion von Herz, Gehirn, Muskeln und vermutlich weiteren Organen.

Vor allem auf Basis der Daten aus dem kardiovaskulären Bereich wurde für den HS-Omega-3 Index ein Zielbereich von 8 – 11% vorgeschlagen. (Ausführlicher in 1).

Ähnliche Daten existieren für die Entwicklung von Vorhofflimmern. Mechanistische Studien am Menschen zeigten, dass eine Erhöhung des HS-Omega-3 Index viele Surrogatparameter kardiovaskulärer Erkrankungen bessert.

Dazu gehört u.a. eine Senkung von Herzfrequenz, Blutdruck, Triglyceriden, sowie zahlreicher pro-atherogener und pro-entzündlicher Cytokine und Eicosanoide, und eine Erhöhung der Herzfrequenzvariabilität.

Auch Intermediärparameter, wie die Entwicklung koronarer Gefäßläsionen, werden durch eine Erhöhung des Anteils von EPA und DHA in Erythrozyten positiv beeinflusst.

Hiermit erfüllt ein niedriger HS-Omega-3 Index die Kriterien der American Heart Association für einen kardiovaskulären Risikofaktor.

Dazu passt nicht, dass die Meta-Analysen der großen Interventionsstudien mit klinischen Endpunkten kein positives Ergebnis zeigten. Im Design dieser Studien wurde der Fettsäurestatus nicht berücksichtigt.

Rekrutieren der Studienteilnehmer unabhängig vom omega-3 Fettsäurestatus und die große inter-individuelle Variabilität der Antwort des HS-Omega-3 Index auf eine gegebene Dosis EPA plus DHA führten gemeinsam dazu, dass sich der omega-3 Fettsäurestatus von Verum- und Kontroll- oder Placebogruppe während der Studiendauer kaum unterschied – was nicht nur ein neutrales Studienergebnis garantiert, sondern auch eine neue, HS-Omega-3 Index-basierte, Studiengeneration erfordert.

Amerikanische und europäische Regulierungsbehörden betrachten EPA plus DHA bis 3 g/Tag (USA) bzw. 5 g/Tag (Europa) als sicher. Diese Sicherheit trägt dazu bei, dass sowohl die amerikanische als auch die europäische Kardiologengesellschaft EPA und DHA in ihren aktuellen Leitlinien zur Vorbeugung und Behandlung kardiovaskulärer Erkrankungen empfehlen. (Ausführlicher in 2).

DHA ist die wichtigste Strukturfettsäure des Gehirns, EPA moduliert die Blutversorgung des Gehirns, und entzündliche Prozesse werden von EPA und DHA stark beeinflusst.

Das Gehirn des Kindes wird im dritten Trimester der Schwangerschaft aufgebaut, wächst stark in den ersten beiden Lebensjahren, und ist frühestens Mitte zwanzig in seiner Entwicklung abgeschlossen.

Das Gehirn nimmt das ganze Leben DHA auf, um seine Struktur zu erhalten, während die Funktion wesentlich von der Blutversorgung abhängt. Manche Erkrankungen, wie die majore Depression, sind durch regionale entzündliche Prozesse charakterisiert.

Es ist daher nicht verwunderlich, dass ein niedriger HS-Omega-3 Index oder niedrige Spiegel von EPA und DHA assoziiert sind mit einer schlechten Entwicklung des Gehirns hinsichtlich Struktur und Funktion bei Babys, Kindern und Jugendlichen, einer suboptimalen Struktur und Funktion des Gehirns bei Erwachsenen jeden Alters und kognitiven Einschränkungen im höheren Alter, sowie majorer (nicht bipolarer) Depression bei Jugendlichen und Erwachsenen.

Wohl aufgrund der bereits diskutierten Probleme im Studiendesign sind die Ergebnisse der Interventionsstudien nicht in allen Themenbereichen konsistent.

Allerdings waren die Ergebnisse der entsprechenden Interventionsstudien in der Schwangerschaft so klar, dass die meisten Ernährungsgesellschaften eine Erhöhung der Zufuhr von DHA um mindestens 200 mg/Tag in der Schwangerschaft empfehlen.

Meta-Analysen zeigen, dass das Aufmerksamkeitsdefizit-hyperkinetische Syndrom (ADHS), die majore Depression und kognitive Einschränkungen durch erhöhte Zufuhr von EPA und DHA gebessert werden können.

Wenn gemessen, korrelierten die Besserungen mit der Erhöhung von EPA und DHA in den Erythrozyten.

Deswegen und aufgrund der bereits angesprochenen großen inter-individuellen Variabilität der Antwort des HS-Omega-3 Index auf erhöhte Zufuhr von EPA und DHA ist nach der persönlichen Meinung des Autors das Anstreben eines HS-Omega-3 Index von 8 – 11% durch

entsprechende Zufuhr von EPA und DHA wohl effektiver. (Ausführlicher in 3).

Leistungssportler haben häufig einen niedrigen HS-Omega-3 Index: von 106 Olympia-reifen deutschen Athleten hatte nur einer einen HS-Omega-3 Index im Zielbereich.

Muskelkater mit der damit verbunden Muskelschwäche tritt ausgeprägter auf, wenn EPA und DHA in Erythrozyten niedrig sind. Von 8 Interventionsstudien zeigten 6, dass eine erhöhte Zufuhr von EPA und DHA Muskelkater und der damit verbundenen muskulären Schwäche vorbeugen kann.

In einer ersten Interventionsstudie wurde der „altersabhängige“ Muskelschwund mit EPA und DHA nicht nur aufgehalten sondern sogar umgekehrt. Zudem sind Athleten vom plötzlichem Herztod und majorer Depression mehr bedroht als die Durchschnittsbevölkerung.

Nach Meinung des Autors sollten daher auch bei Athleten der HS-Omega-3 Index im Zielbereich von 8 – 11% liegen. (Literatur 4,5,6)

Weil unmerklich EPA und DHA aus unserer Ernährung verschwinden, und wir sie weder ersetzen noch in ausreichenden Mengen herstellen können, sinkt der HS-Omega-3 Index insbesondere in westlichen Populationen. Entsprechend steigt die Inzidenz von Erkrankungen wie majorer Depression und kognitiven Einschränkungen.

Vor diesem Hintergrund wirkt das Dogma, dass eine ausgewogene Ernährung normalerweise ausreicht, antiquiert.

Neben den traditionellen Quellen für EPA und DHA – Fisch und Fischöl – werden gegenwärtig weitere Quellen erschlossen, wie Krillöl, Algenprodukte, evtl. genetisch modifizierte Pflanzen (für die Tierfütterung) und andere.

Mindestens ebenso wichtig sind Aspekte der Bioverfügbarkeit: die Aufnahme von EPA und DHA zu einer fettreichen Mahlzeit – in der Regel die Hauptmahlzeit – ist bis zu 13-fach höher, als zu einer fettarmen Mahlzeit.

EPA und DHA sind in Emulsion bis zu 21-fach besser bioverfügbar, als ohne Emulsion in der Kapsel. Beachtung der Aspekte der Bioverfügbarkeit ermöglicht eine effektivere Nutzung der Quellen von EPA und DHA.

Auch deshalb ist eine HS-Omega-3 Index basierte Einnahme von EPA und DHA (Bestimmung vor Steigerung der Zufuhr, Kontrolle nach 3 – 4 Monaten) sinnvoll.

Außer dem Fettsäurestatus an EPA und DHA werden mit einer Analyse gemäß dem HS-Omega-3 Index 24 weitere Fettsäuren quantifiziert. Diese umfassen unter anderem die als gesundheitsschädlich geltenden Trans-Fettsäuren.

Neue, unveröffentlichte Daten zeigen, dass Trans-Fettsäuren aus natürlichen Quellen (Milch, Rindfleisch) mit geringerer Mortalität assoziiert sind, während von den niedrigen Spiegeln von Transfettsäuren aus der Lebensmittelproduktion, wie sie in Europa üblich sind, keine Gefahr ausgeht.

Die nähere Betrachtung der bisherigen Ergebnisse birgt sicher weitere Überraschungen. Allerdings kann man schon jetzt sagen, dass die biologische Wirksamkeit einzelner Fettsäuren, auch innerhalb der gleichen Gruppe, sehr unterschiedlich ist.