HINTERGRUNDINFORMATIONEN
Bedeutung der trans-Fettsäuren in der Ernährung
Zusammenfassung
Trans-Fettsäuren sind ungesättigte Fettsäuren mit
mindestens einer Doppelbindung in trans-Konfiguration. In der Ernährung
finden sie sich in relativ niedrigen Konzentrationen im Fleisch von
Wiederkäuern und Milchprodukten sowie in sehr geringen Mengen
in Margarine. Trans-Fettsäuren erhöhen LDL-Cholesterin und
senken bei sehr hoher Zufuhr HDLCholesterin. Die Daten zu Veränderung
der Lipoprotein-(a)-Konzentration sind heterogen. Epidemiologische
Untersuchungen zeigten eine Beziehung zwischen der Höhe des Konsums
von trans-Fettsäuren und dem kordiovaskulären Risiko. Wurde
der Konsum jedoch durch biochemische Marker (trans-Fettsäuren
im Fettgewebe oder Plasma) erfasst, konnte keine Beziehung gefunden
werden. Schon 1991 lag in Deutschland der Konsum an trans-Fettsäuren
mit 0,8-0,9 Energieprozent sehr niedrig. Daher muss in der Schulung
des Patienten mit Hypercholesterinämie nicht eigens auf die trans-Fettsäuren
eingegangen werden. Denn mit der Empfehlung, weniger tierische Fette
(gesättigte Fettsäuren) zu sich zu nehmen, wird LDL-Cholesterin
am deutlichsten gesenkt und darüber hinaus auch die Zufuhr an
trans-Fettsäuren weiter vermindert. Auch enthalten heute in Deutschland
hergestellte Margarinen keine nennenswerten Mengen an trans-Fettsäuren
(um 1%).
Fettsäuren liegen entweder in gesättigter (keine Doppelbindung)
oder ungesättigter (eine oder mehrere Doppelbindungen) Form vor.
Weist eine dieser Doppelbindungen trans-Konfiguration auf, spricht
man von trans-Fettsäuren. Zwei Konfigurationen der Doppelbindungen
sind prinzipiell möglich: die cis-Konfiguation, bei der sich
die Wasserstoffatome an der gleichen Seite der AcyIkette finden und
die trans-Konfiguration mit den beiden Wasserstoffatomen jeweils an
den gegenüberliegenden Seiten (Abb. 1). Die Konfiguration der
Doppelbindung bestimmt entscheidend die räumliche Struktur der
Fettsäure, da im Vergleich zur cis-Konfiguration die trans-Konfiguration
in einem größeren Winkel in der Acylkette resultiert. Dies
bedeutet, dass eine trans-Fettsäure in weitgehend gestreckter
Konformation vorliegt und sich damit in ihrer räumlichen Struktur
jener einer gesättigten Fettsäure annähert. Diese Konformation
ist stabil, da sich Doppelbindungen nicht um die Achse drehen können,
und bestimmt die physikalischen Eigenschaften der Fettsäure entscheidend,
so z.B. die Fluididät.
Trans-Fettsäuren kommen in Fleisch und Milchprodukten vor (12,
26). Sie werden im Magen von Wiederkäuern durch Fermentation
gebildet, aus dem Darm absorbiert und in die Gewebe und in die Milch
übergeführt. Trans-Fettsäuren können auch bei
der Härtung (der sog. Hydrogenierung) von Pflanzenölen entstehen.
Allerdings sind in Deutschland die Methoden heute so weit entwickelt,
dass dabei nur sehr geringe Mengen gebildet werden.
Trans-Fettsäuren und Serum Lipoproteine
Vor mehr als 50 Jahren wurde erstmals entdeckt, dass gehärtetes
Fett gegenüber natürlich vorkommendem Pflanzenfett zu einer
höheren Cholesterinkonzentration im Blut führt (11). Der
ungünstige Effekt war jedoch nicht so ausgeprägt wie jener
von gesättigten Fettsäuren. Später folgende Untersuchungen
zeigten, dass die cholesterinsteigernde Wirkung von gehärteten
Fetten sowohl auf die Zunahme von gesättigten Fettsäuren
als auch die Verminderung von mehrfach ungesättigten Fettsäuren
zurückzuführen war. Allerdings fand sich auch noch ein davon
unabhängiger Effekt durch Fettsäuren, die eine Doppelbindung
in trans-Konfiguration aufwiesen (11, 42). Neues Interesse fand dieses
Problem erst wieder Anfang 1990, als es durch Fortentwicklung der
Methoden möglich wurde, die Veränderung der Serum-Lipoproteinkonzentrationen
unter hoher Zufuhr von trans-Fettsäuren zu untersuchen. Es konnte
gezeigt werden, dass der Ersatz von Ölsäure (18 C-Atome,
einfach ungesättigt, eine cis-Doppelbindung) durch Elaidinsäure
(18 CAtome, einfach ungesättigt, eine transDoppelbindung) in
der Ernährung zu einem Anstieg der Cholesterin- und LDL-Cholesterinkonzentration
im Serum führte, gleichzeitig jedoch HDL-Cholesterin vermindert
wurde. Das als ein Prädiktor für das kardiovaskuläre
Risiko heranziehbare LDL-/HDL-Cholesterinverhältnis wurde verschlechtert
(24). Dieses Ergebnis wurde in einer weiteren Studie bestätigt,
in der zusätzlich Linolsäure (18 C-Atome, mehrfach ungesättigt,
2 cis-Doppelbindungen) Ölsäure oder trans-Fettsäuren
ersetzte (41).
Die Mehrzahl der heute vorliegenden Studien (5, 8,16, 21-23, 28, 29,
33, 34, 40) zeigt, dass trans-Fettsäuren zu einem Anstieg der
LDL-Cholesterinkonzentration im Blut führen. Das Ausmaß
des Anstieges ist vergleichbar jenem durch gesättigte Fettsäuren.
Dies bedeutet, dass bei Verzehr von trans-Fettsäuren anstelle
von gesättigten Fettsäuren sich die LDL-Cholesterinkonzentration
nicht verschlechtert. Dies kann nur dann beobachtet werden, wenn trans-Fettsäuren
anstelle von einfach oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren
konsumiert werden. Anders herum gedacht bedeutet dies auch, dass der
Ersatz von trans-Fettsäuren durch gesättigte Fettsäuren
die LDL-Cholesterinkonzentration im Serum nicht verändert, dazu
müsste schon auf einfach oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren
übergegangen
werden.
Weniger eindeutig ließ sich der ungünstige Effekt von trans-Fettsäuren
auf das HDL-Cholesterin nachweisen. Wahrscheinlich sinkt HDL-Cholesterin
nur bei sehr hoher Zufuhr an trans-Fettsäuren (>6,5 Energie%)
(11,22,41). Die Effekte im Bereich des HDL-Cholesterins sind aufgrund
der unterschiedlichen Wirkungen der verschiedenen Fettsäuren
auf die HDL-Cholesterinkonzentration im Serum viel schwieriger zu
beurteilen. So würde z.B. der Ersatz von einfach oder mehrfach
ungesättigten Fettsäuren durch gesättigte Fettsäuren
zu einem gering ausgeprägten Anstieg des HDL-Cholesterins führen.
Dies bedeutet, dass der HDLCholesterin senkende Effekt beim Ersatz
von gesättigten Fettsäuren durch trans-Fettsäuren besonders
ausgeprägt wäre, sich LDL-Cholesterin jedoch nicht ändern
würde. Beim Ersatz von einfach oder mehrfach ungesättigten
Fettsäuren durch trans-Fettsäuren hingegen würde LDL-Cholesterin
deutlich erhöht, HDL-Cholesterin weniger ungünstig beeinflusst.
Die Beurteilung des Effektes auf das HDL-Cholesterin erfordert daher
nicht nur die Angabe der Zufuhr an trans-Fettsäuren sondern auch
die Kenntnis der Zusammensetzung der anderen in der Nahrung enthaltenen
Fettsäuren und der vorgenommenen Änderung. Diese Problematik
ist sicher für die nicht einheitlichen Daten zur Änderung
des HDL-Cholesterins unter trans-Fettsäuren verantwortlich.
Der LDL-/KDL-Cholesterinquotient kann in diesem Zusammenhang die Beurteilung
vereinfachen, da sowohl die eindeutig negativen Effekte auf das LDL-Cholesterin
als auch die schwieriger zu beurteilenden Veränderungen auf das
HDL-Cholesterin mit eingehen (7). Aufgrund des eindeutig ungünstigen
Effektes von trans-Fettsäuren auf das LDL-Cholesterin wird er
sich jedoch unter trans-Fettsäuren immer verschlechtern. Die
diätetischen Strategien zur Verbesserung des LDL-HDLCholesterinquotienten
konzentrieren sich im allgemeinen auf die Senkung des LDL-Cholesterins
(Ersatz von gesättigten Fettsäuren durch einfach und mehrfach
ungesättigte Fettsäuren, Weglassen von gesättigten
Fettsäuren), so dass in der Praxis der Diskussion über den
Effekt auf das HDL-Cholesterin keine wesentliche Bedeutung zukommt
(7).
Lipoprotein (a) ist ein Lipoproteinpartikel (Abb. 2), das eine ähnliche
Lipidzusammensetzung wie LDL aufweist, zusätzlich zum auch im
LDL vorhandenen Apolipoprotein B-l00 enthält es das Apolipoprotein
(a). Konzentrationen über 30 mg/dl sind häufiger mit dem
Auftreten atherosklerotischer Komplikationen vergesellschaftet (37).
Lipoprotein-(a)-Konzentrationen zeigten unter Diäten mit einem
hohen Anteil an trans-Fettsäuren einen Trend zum Anstieg (2,
5, 22, 23, 25, 29), der jedoch nicht immer nachweisbar war (9, 17,
21). Der unter trans-Fettsäuren beobachtete geringe Anstieg der
Lipoprotein-(a)-Konzentrationen dürfte unabhängig davon
auch keine pathophysiologische Bedeutung haben. Keine ausreichenden
Daten zum Einfluss von trans-Fettsäuren liegen darüber hinaus
bei Personen vor, die hohe Konzentrationen von Lipoprotein (a) aufweisen.
Die Aktivität des Cholesterinestertransferproteins (CETP) scheint
die Konzentration des HDL-Cholesterins im Plasma zu beeinflussen (20).
In vitro führt die Anreicherung von RDL mit cis-Fettsäuren
zu einer Hemmung der Aktivität des CETP, während die Anreicherung
mit trans-Fettsäuren zu einer Steigerung führte (1, 19,
34). Die Steigerung der Aktivität des CETP durch trans-Fettsäuren
würde den ungünstigen Effekt auf die HDL-Cholesterinkonzentration
im Serum erklären. Um den Einfluss auf die LDL-Cholesterinkonzentration
zu erklären, wurde das Ausmaß der endogenen Cholesterinsynthese
unter trans-Fettsäurezufuhr gemessen. Als mögliche Ursache
fand sich eine verminderte Abbaurate des Cholesterins. Dieses Ergebnis
muss jedoch noch durch weitere Untersuchungen bestätigt werden
(10). Die erhöhte Anfälligkeit von LDL für oxidative
Modifikationen scheint mit einem höheren Risiko für das
Auftreten von Atherosklerose einherzugehen (39). Trans-Fettsäuren
verändern jedoch die Oxidierbarkeit von LDL nicht (3, 13, 21).
Darüber hinaus wurde der Einfluss von trans-Fettsäuren auf
die Blutgerinnung und die Fibrinolyse untersucht. Dabei ergab sich
kein Hinweis für eine positive oder negative Veränderung
einer Reihe von entsprechenden Parametern (27,36).
Trans-Fettsäuren und kardiovaskuläre Krankheiten
In einer Beobachtungsstudie, in welcher der Konsum von trans-Fettsäuren
durch semiquantitative Ernährungsfragebögen erfasst wurde,
fand sich eine Beziehung zwischen dem Ausmaß des Verzehrs und
der Cholesterin- und LDL-Cholesterinkonzentration im Serum und invers
zum HDL-Cholesterin (35). Unter Anwendung ähnlicher epidemiologischer
Methoden wurde in mehreren Beobachtungsstudien eine Beziehung zwischen
dem Konsum an trans-Fettsäuren und der lnzidenz an kardiovaskulären
Erkrankungen gefunden (6, 14, 18,30,38). Im Gegensatz dazu konnten
Studien, in denen die Aufnahme von trans-Fettsäuren durch Messung
der Konzentrationen in Fettgewebe oder Plasma bestimmt wurde, keine
Beziehung zwischen der Aufnahme an trans-Fettsäuren und der lnzidenz
an kardiovaskulären Erkrankungen finden (4, 31).
Konsequenz für die Ernährungsberatung
Trans-Fettsäuren sind zwar in der Lage, LDL-Cholesterin zu erhöhen
und RDL-Cholesterin zu senken. In der Ernährungsberatung muss
jedoch auf die trans-Fettsäuren nicht speziell eingegangen werden.
Daten der TRANSFAIR Studie (15) zeigen, dass bereits 1991 der Konsum
an trans-Fettsäuren in Deutschland sehr niedrig lag:
0,8 ± 0,2 Energie% bei Männern und 0,9 ± 0,2 Energie%
bei Frauen.
Ein im Alltag messbarer Einfluss dieser niedrigen trans-Fettsäuremengen
auf LDL- oder HDL-Cholesterin ist nicht zu erwarten. Da gleichzeitig
der Konsum von gesättigten Fettsäuren bei den Männern
17,5 Energie% betrug, bei den Frauen 18,6 Energie%, wird klar, dass
die Verringerung des Konsums an gesättigten Fettsäuren und
ggf. ihr Ersatz durch einfach oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren
eine wesentlich größere Bedeutung hat. Außerdem wird
durch die Reduktion der gesättigten Fettsäuren auch der
Konsum an trans-Fettsäuren vermindert. Margarinen enthalten heute
in Deutschland keine wesentlichen Mengen an trans-Fettsäuren.
In der Regel liegt der Gehalt unter 1%. Bei einem Verbrauch von 20
g Margarine pro Tag entspricht dies einer Aufnahme von 200 mg/Tag.
Wenn daher die üblichen Prinzipien der fettmodifizierten Ernährung
mit Einschränkung von tierischem Fett (Butter, Rindfleisch, Milchfett)
eingehalten werden, ist die Zufuhr an trans-Fettsäuren so gering,
dass LDL-Cholesterin und RDL-Cholesterin, und damit entsprechend das
kardiovaskuläre Risiko nicht nennenswert verändert werden.
Prof. Dr. med. Werner 0. Richter
Wiss. Beirat des VFED
Institut für Fettstoffwechsel und
Hämorheologie
Blumenstraße 6
86949 Windach
Nach einem Vortrag anlässlich der 8. Aachener Diätetik-Fortbildung
des VFED
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