Docosahexaensäure (DHA) – Funktionen

Die protektiven Wirkungen der Omega-3-Fettsäuren beziehen sich insbesondere auf folgende Risikofaktoren [3, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 26, 30]

• Hypertriglyzeridämie
• Hypercholesterinämie
• Fibrinogen-Spiegel
• Arterielle Hypertonie
• Erhöhte Blutgerinnungsneigung
• Myokardinfarkt (Herzinfarkt)
• Apoplex (Schlaganfall)
• Durchblutungs- oder Herzrhythmusstörungen
• Koronare Herzkrankheit (KHK)

Senkung der Blutlipide (Blutfettwerte) – Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen [3, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 26, 30]

• Senkung der Triglyceridwerte – erhöhte Triglyceridwerte stellen einen eigenständigen Risikofaktor für Herzinfarkt dar
• Senkung des Gesamtcholesterins
• Senkung des LDL-Cholesterins
• Anstieg des HDL-Cholesterins
• Hemmung der VLDL-Synthese in der Leber
• Beschleunigte VLDL-Eliminierung aus dem Blut
• Inhibierung lipogener Enzyme in der Leber
• Verstärkte Exkretion von Steroiden und Gallensäuren

Diese präventiven Effekte sind in den sogenannten Hochrisikogruppen am eindrucksvollsten. Dort sind die Blutfettsenkungen besonders ausgeprägt.

Die Omega-3-Fettsäuren, vor allem Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA), hemmen die Synthese und Sekretion von VLDL (engl. very low density lipoproteins). Durch die Erhöhung der Lipoproteinlipase-Aktivität werden vermehrt Triglyceride (TG) aus VLDL entfernt und der Abbau von VLDL wird somit gefördert.

Die tägliche Aufnahme von 1,5 g bis 3 g Omega-3-Fettsäuren (EPA und DHA) kann die TG-Spiegel dosisabhängig um 25 bis 30 % reduzieren. Bei einer Einnahme von 5 g bis 6 g ist eine Abnahme der TG bis zu 60 % möglich. Diese Menge an Omega-3-Fettsäuren ist im Rahme einer fischreichen Ernährung im Alltag kaum schaffbar, weshalb sich die Verwendung von Fischölkapseln empfiehlt. Im Gegensatz zu tierischen Omega-3-Fettsäuren zeigen pflanzliche Omega-3-Fettsäuren wie die Alpha-Linolensäure keinen Einfluss auf den TG-Spiegel.

Erhöhung der Durchblutung und Senkung des Blutdrucks [3, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 26, 30]

• Verbesserung der Verformbarkeit und erhöhte Flexibilität der Erythrozyten (rote Blutkörperchen) durch Einbau der Omega-3-Fettsäuren in die Zellwand
• Verbesserung von Blutfluss und Hemmung der Blutgerinnung
• Anregung der Bildung von Stickstoffmonoxid (NO = Endothelium Derived Relaxing Factor) – Vasodilatation
• Senkung des systolischen und diastolischen Blutdrucks – die Senkung fällt umso deutlicher aus, je höher die Ausgangswerte lagen

Verhinderung proatherogener und prothrombotischer Faktoren [3, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 26, 30]

• Bildung von Wachstumsfaktoren – Platelet-Derived-Growth-Faktor
• Expression wachstumskorrelierter Gene
• Wachstum von glatten Muskelzellen und Fibroblasten
• Synthese vom Plättchen-aktivierendem Faktor
• Reduktion des Plasma-Fibrinogens durch Induktion der Bildung des Plasminogen-Aktivators und Hemmung der Synthese der Plasminogen-Aktivator-Inhibitoren
• Freisetzung von Zytokinen – Interleukin-1 und Tumornekrosefaktor (TNF)
• Sensitivität gegenüber adrenerger Stimulation
• Aktivität von Calcium- und Natriumkanälen
• Aktivität der Calcium-Magnesium-ATP-ase

Beeinflussung rheumatoider Erkrankungen [3, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 26, 30]
In Therapiestudien konnte festgestellt werden, dass bei Patienten mit rheumatoiden Erkrankungen die tägliche Verabreichung von 2,7 g Eicosapentaen- und 1,8 g Docosahexaensäure innerhalb von 15 Tagen zur Verbesserung einer Reihe klinischer Parameter führte. Betroffene berichteten von einer besseren Beweglichkeit befallender Gelenke, einem Rückgang der Morgensteifigkeit und einer Abnahme von Entzündungsparametern [24]. Zudem konnte durch die Gabe von EPA und DHA der Bedarf an nicht-steroidalen Antiphlogistika signifikant gesenkt werden [23].

Weitere Wirkungen [3, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 26, 30]

• Radikalfänger
• Stabilisierung und Fluidität der Zellmembran und positive Beeinflussung der Zellfunktionen – Omega-3-Fettsäuren werden hauptsächlich in die Phospholipide der Zellmembranen eingebaut
• Linderung von Menstruationsbeschwerden

Wichtiger Hinweis!
Die Wirkungen der Omega-3-Fettsäuren beruhen darauf, dass Eicosapentaensäure die Umwandlung der Omega-6-Fettsäure Linolsäure in Arachidonsäure vermindert – Produkthemmung – und mit Arachidonsäure um die zur Eicosanoidsynthese notwendigen Enzyme – Desaturasen, Elongasen, Cyclooxygenasen, Lipoxygenasen – konkurriert – kompetitive Hemmung [15, 16, 25].Die Omega-3-Fettsäure Alpha-Linolensäure weißt im Gegensatz zur Öl- und Linolsäure die höchste Affinität sowohl zu der Delta-6-Desaturase – Umwandlung in EPA – als auch zu der Cyclooxygenase und Lipoxygenase auf – Synthese der entzündungshemmenden Eicosanoide. Schließlich kann durch eine alpha-linolensäurehaltige Kost der Umsatz von Arachidonsäure vermindert und die Synthese von EPA erhöht werden. Somit wird die Bildung der stark proinflammatorischen Mediatoren – Prostaglandine der Serie 2 und die Leukotriene LTB4, LTC4, LTD4, LTE4 – reduziert und die Bildung solcher Eicosanoide, die Entzündungsvorgänge hemmen, gefördert. Die Rede ist von den Prostaglandinen der Serie 3 [9, 13, 15, 19, 20, 21, 22]. Da die Umwandlung von Alpha-Linolensäure zu Eicosapentaensäure beziehungsweise Docosahexaensäure nur sehr langsam abläuft, ist die Zufuhr von fettreichen Meeresfischen beziehungsweise die direkte Gabe von EPA und DHA zur Verschiebung des Gleichgewichtes zu positiver wirkenden Prostaglandinen von wesentlicher Bedeutung [15]. 

Omega-3-Fettsäuren während der Schwangerschaft und Stillzeit
Eine adäquate Aufnahme von EPA und DHA spielt während der Schwangerschaft und Stillzeit eine entscheidende Rolle. Sowohl das Ungeborene als auch das Kleinkind ist nicht in der Lage, die essentiellen Fettsäuren EPA und DHA selbst zu synthetisieren [2]. Omega-3-Fettsäuren fördern die Entwicklung der kognitiven Funktionen und der Sehfähigkeit des Fetus noch während der Schwangerschaft, aber auch im Verlauf der Stillzeit und der weiteren kindlichen Entwicklung [2].
Relativ neu ist die Erkenntnis, dass Omega-3-Fettsäuren Schwangerschaftsbeschwerden, wie Präeklampsie und Risiken innerhalb der Schwangerschaft minimieren und sowohl vor einer Frühgeburt als auch vor einem geringen Geburtsgewicht schützen [2].

Bestandteile von Zellmembranen – strukturelle Funktion
Ein Großteil der essentiellen Omega-3-Fettsäuren wird in die Phospholipide der Zellmembranen sowie der Membranen von Zellorganellen, wie Mitochondrien und Lysosomen, eingebaut. Dort wirken sich EPA und DHA günstig auf die Fluidität (Fließfähigkeit) und die davon abhängigen Zellfunktionen aus [12, 13, 23].
Phospholipide sind in allen Körperzellen, insbesondere in denen des Nervensystems zu finden. Das Gehirn enthält relativ gesehen die größte Menge an Strukturfett.Schließlich sind Omega-3-Fettsäuren essentiell für das Gehirn, insbesondere für die Nervenreizleitung. Für die Gehirnentwicklung des Fetus spielt vor allem DHA eine entscheidende Rolle [2, 12].
Bei einer marginalen Zufuhr der Omega-3-Fettsäuren werden vermehrt proinflammatorische Eicosanoide aus der Omega-6-Fettsäure Arachidonsäure gebildet. Dazu gehören Prostaglandine der Serie 2 – TXA2, PGE2, PGI2 – und die Leukotriene LTB4, LTC4, LTD4, LTE4. Das Thromboxan A2 fördert die Plättchenaggregation und wirkt vasokonstriktorisch, das heisst gefäßverengend. Somit fördert Thromboxan die Blutgerinnung. Das Leukotrien B4 weist entzündungsfördernde und stark chemotaktische Effekte auf [13, 16].
Eine arachidonsäurereiche Ernährung führt ebenfalls zu einer erhöhten Synthese entzündungsfördernder Mediatoren und stellt deshalb ein Risikofaktor unter anderem für die Entstehung rheumatoider Erkrankungen dar [1].

Docosahexaensäure (DHA)

Docosahexaensäure ist integraler Bestandteil der Nervenzellmembranen und findet sich insbesondere in Hirn und in der Retina (Netzhaut) angereichert. Dort wird DHA sowohl für die normale Entwicklung und Funktion der Nervenzellen des Gehirns als auch der Zellen der Retina benötigt [4, 8, 14, 16, 25, 31].

Wissenschaftliche Studien belegen, dass DHA für das Augenpigment Rhodopsin von Bedeutung ist. Rhodopsin bildet den Sehfarbstoff in der Retina und ist notwendig, um Lichtsignale aufzunehmen und weiterzugeben, sodass Sehen möglich wird [16, 25].

Bedeutung der DHA während der Schwangerschaft und Stillzeit

Zentrales Ergebnis etlicher Untersuchungen ist die Tatsache, dass die ausreichende Versorgung mit DHA während der Schwangerschaft und Stillzeit entscheidend zur Entwicklung und Gesundheit des Kindes beiträgt – insbesondere zur Entwicklung des Gehirns, des zentralen Nervensystems und des Sehvermögens [2, 4, 8, 14, 16, 25, 31]. Werdende Mütter sind in der Lage, durch einen komplexen Mechanismus langkettige, mehrfach ungesättigte Omega-3-Fettsäuren im Körper zu speichern. Bei Bedarf kann der Organismus dann auf diese Reserve zurückgreifen [4, 8, 14, 16, 31]. Nach der Geburt wird jedoch dieser Vorrat nur sehr langsam oder unvollständig wieder aufgefüllt – nur eine EPA- und DHA-reiche Kost kann diesem Mangelzustand vorbeugen [4, 8, 14, 31].

Die vorgeburtliche und frühkindliche Ernährung beeinflusst die spätere Krankheitsanfälligkeit und Sterblichkeit auf entscheidende Weise [4, 8, 14, 31].
Bereits in der 26. bis 40. Schwangerschaftswoche wird die Docosahexaensäure in das Gehirngewebe des Ungeborenen eingebaut, wobei der DHA-Status der Mutter entscheidend für das Maß der Anreicherung ist [2, 16]. In dieser Zeit bilden sich das Nervengewebe und die zentralen Hirnfunktionen aus. Während des letzten Trimesters der Schwangerschaft steigt der DHA-Gehalt im Groß- und Kleinhirn des Feten auf das Dreifache an [2, 5, 6, 19, 24, 27, 31].In der letzten Schwangerschaftshälfte wird DHA auch vermehrt in das Gewebe der Retina eingelagert – die Zeit, in der die hauptsächliche Entwicklung des Auges stattfindet [2, 5, 6, 19, 24, 27, 31]. Das menschliche Gehirn besteht zu 60 % aus Fettsäuren, wobei die Docosahexaensäure den größten Anteil ausmacht [2, 5, 6, 19, 24, 27, 31].

DHA wird zu 15 bis 20 % in der Großhirnrinde und zu 30 bis 60 % in der Retina angereichert [2]. Die Omega-3-Fettsäure ist für die Membranfluidität von wesentlicher Bedeutung und hält die Nervenzellen elastisch und aktiv [12, 13, 24]. Auch nach der Geburt muss die Mutter aufgrund der fortlaufenden Gehirn- und Augenentwicklung des Kindes auf eine ausreichende DHA-Versorgung achten [2, 5, 6, 19, 24, 27, 31].

Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der mütterlichen DHA-Zufuhr und dem DHA-Gehalt in der Muttermilch. Die Docosahexaensäure stellt die dominierende Omega-3-Fettsäure in der Frauenmilch dar [2, 5, 6, 19, 24, 27, 31].
Untersuchungen, die an plötzlich verstorbenen Säuglingen vollzogen wurden, ergaben bezüglich des DHA-Gehalts einen eindeutigen Unterschied zwischen gestillten Kleinkindern und solchen, die mit Baby-Formelnahrung ernährt wurden. Dabei wiesen die gestillten Säuglinge eine weitaus höhere DHA-Konzentration auf [16]. Gut funktionierende Nervenzellen sind Voraussetzung für die geistige Entwicklung des Kindes – sie unterstützen Lern-, Erinnerungs-, Denk- sowie Konzentrationsprozesse und legen damit den Grundbaustein für die Intelligenz [4, 8, 14, 31].

Eine Unterversorgung mit Docosahexaensäure im vorgeburtlichen und frühkindlichen Wachstum kann demnach die körperliche und geistige Entwicklung des Kindes beeinträchtigen und zu einer geringeren Intelligenz und schlechteren Sehfähigkeit beziehungsweise -schärfe führen [4, 8, 14, 31]. Frühgeborene Kinder, die noch vor der 32. Schwangerschaftswoche zur Welt kommen, weisen eine deutlich geringere DHA-Konzentration im Gehirn auf als normal entwickelte Kinder [2, 5, 6, 19, 24, 27, 31]. Untersuchungen machten deutlich, dass Frühgeborene im Gegensatz zu normalen Säuglingen im späteren Leben bei einem IQ-Test um durchschnittlich 15 Punkte schlechter abschneiden [2, 5, 6, 19, 24, 27, 31]. Schließlich ist es bei Frühgeborenen besonders wichtig, mit einer DHA-reichen Kost den anfänglichen DHA-Mangel auszugleichen [2, 5, 6, 19, 24, 27, 31].

Geringe DHA-Konzentrationen korrelieren mit [2, 5, 6, 19, 23, 24, 27, 31]

• Gedächtnisverlust
• Verminderung der Sehfähigkeit
• Verschlechterung der Lern-, Erinnerungs-, Denk- und Konzentrationsfähigkeit
• Veränderungen neurologischer Funktionen – zum Beispiel kann es bei einem DHA-Mangel zur Depression kommen
• Dyslexie – Lernstörung, die durch eine Beeinträchtigung der Lese- und Verstehfähigkeit von Wörtern oder Texten bei normalem Seh- und Hörvermögen gekennzeichnet ist
• Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom (ADHS) mit Hyperaktivität

Des Weiteren wurden die folgenden Fachbücher für die Verfassung dieses Artikels herangezogen [33, 34].

Literatur

1. Adam O: Entzündungshemmende Ernährung bei rheumatischen Erkrankungen. Zeitschrift für Rheumatologie Ausgabe 7/2009
2. Adolescent Medicine, Children´s Hospital Medical Center, Cincinnati, OH 45229, USA. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 174 (4): 1335-1338, 1996 April
3. Biesalski HK, Bischoff SC, Pirlich M, Weimann A (Hrsg.): Ernährungsmedizin. Nach dem Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer. 5. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2017
4. Broadhurst CL, Cunnane SC, Crawford MA: Rift Valley lake fish and shellfish provided brain-specific nutrition for early Homo. Br J Nutr. 1998 Jan;79(1):3-21.
5. Broadhurst CL, Cunnane SC, Crawford MA: Rift Valley lake fish and shellfish provided brain-specific nutrition for early Homo. Br J Nutr. 1998 Jan;79(1):3-21.
6. Center for Perinatal Studies, Swedish Medical Center/Seattle, WA, USA. Williams MA et al.: Omega-3 fatty acids in maternal erythrocytes and risk of preeclampsia. Epidemiology. 1995 May;6(3):232-7.
7. Connor WE, Harris WS, Goodnightjr. SH: The hypolipidemic and antithrombotic effects of salmon oil. Med Clin North Am Lipid Disord. 66: 518-529 (1982)
8. Crawford MA. Costeloe K, Ghebremeskel K, Phylactos A: The inadequacy of the essential fatty acid content of present preterm feeds. Eur J Pediatr. 1998 Jan;157 Suppl 1:S23-7.
9. Deutsche Apotheker Zeitung 144. Jahrgang / 16.09.04
10. Elmadfa I, Leitzmann C: Ernährung des Menschen. 122-146. 4. Auflage. Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart 2004
11. Espersen GT, Grunnet N, Lervang HH, Nielsen GL, Thomsen BS, Faarvang KL, Dyerberg J, Ernst E: Decreased interleukin-1 beta levels in plasma from rheumatiod arthritis patients after dietary supplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids.Clin. Clin Rheumatol. 1992 Sep;11(3):393-5
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13. Hahn A: Nahrungsergänzungsmittel. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart 2001
14. Hornstra G, Al MD, van Houwelingen AC, Foreman-van Drongelen MM: Essential fatty acids in pregnancy and early human development. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 1995 Jul;61(1):57-62.
15. Kasper H: Ernährungsmedizin und Diätetik. Urban und Schwarzenberg, München 1996
16. Kasper H: Ernährungsmedizin und Diätetik. 11-23 Urban & Fischer Verlag; Elsevier GmbH, München 2004
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18. Maes M, Christophe A, Bosmans E et al.: In humans, serum polyunsaturated fatty acid levels predict the response of proinflammatory cytokines to psychological stress. Biol Psychiatry 2000; 47: 910-920
19. Meydani SN: Effect of n-3 polyunsaturated fatty acids on cytokine production and their biologic function. Nutrition. 1996 Jan;12(1 Suppl):S8-14.
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22. PTA-Heute 12. Jahrgang / Oktober 1998
23. Peet M, Murphy B, Shay J, Horrobin D: Depletion of omega-3 fatty acid levels in red blood cell membranes of depressive patients. Biol Psychiatry 1998; 43: 315-9
24. Schmidt K: Omega-3-Fettsäuren. Nutritive und präventive Aspekte. Vitaminspur 13: 58-64 (1998)
25. Schmidt E, Schmidt N: Leitfaden Mikronährstoffe. 337-342. Urban & Fischer Verlag; München, Februar 2004
26. Sellmayer A, Hrboticky N, Weber PC: n-3-Fettsäuren in der Prävention kardiovaskulärer Erkrankungen. Ernährungs-Umschau 43 (4): 122-128 (1996)
27. Singer P: Was sind, wie wirken Omega-3-Fettsäuren? Umschau Zeitschriftenverlag. Frankfurt, Eschborn (1994)
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30. Staedt U, Kirschstein W, Simiander S, Kuhn C, Aufenanger J, Holm E: Effect of low dose omega-3 fatty acids on blood pressure, blood lipids and blood fluidity in patients with hyperlipoproteinemia. Vasa Suppl. 1989;27:253-4
31. British Nutrition Foundation: Unsaturated fatty acids, nutritional and physiological significance, the report of the British Nutrition Foundation's task force /​ The British Nutrition Foundation. London, New York 1992. Published by Chapman &​ Hall for the British Nutrition Foundation
32. Valagussa F: Dietary supplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids and vitamin E after myocardial infarction: Results of the GISSI-Prevenzione trial. Lancet. 1999 Aug 7;354(9177):447-55
33. Hahn A, Ströhle A, Wolters M. Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. 4. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 2023
34. Matissek R, Hahn A: Lebensmittelchemie. 10. Auflage, Springer Spektrum Verlag, Heidelberg 2023