Eicosapentaensäure (EPA) – 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-Serumspiegel 
• Arterielle Hypertonie 
• Erhöhte Blutgerinnungsneigung 
• Myokardinfarkt (Herzinfarkt)
• Apoplex (Schlaganfall)
• Durchblutungs- oder Herzrhythmusstörungen 
• Koronare Herzkrankheit (KHK)

• 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 (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].

Eicosapentaensäure (EPA)

Eicosapentaensäure ist die Ausgangssubstanz zur Bildung von Eicosanoiden und damit an zahlreichen Stoffwechselprozessen beteiligt.
Eicosanoide sind hormonähnliche Substanzen, die nur aus mehrfach ungesättigten Fettsäuren mit einer Kettenlänge von 20 C-Atomen gebildet werden können [23]. Zu ihnen gehören die Prostaglandine, Prostazykline, Thromboxane und Leukotriene [16].

Eicosanoide sind demnach oxygenierte Derivate folgender Fettsäuren [16]:

• Dihomo-Gamma-Linolensäure – C20:4 Omega-6
• Arachidonsäure – C20:4 Omega-6
• Eicosapentaensäure – C20:5 Omega-3

Eicosanoide besitzen vielfältige hormonähnliche Funktionen und sind an folgenden physiologischen Prozessen beteiligt

• Regulation des Gefäßtonus – Blutdruck [13, 16, 25 ]
• Blutgerinnung [13, 16, 25]
• Regulierung der Blutplättchen – Thrombozyten-Aggregation, Prozess der Atherogenese [13, 16, 25]
• Regulierung des Lipoproteinstoffwechsels [13, 16, 25]
• Allergische und entzündliche Vorgänge [13, 16, 25]
• Beeinflussung der Herzfrequenz und des Schmerzempfindens [13, 16, 25]
• Einfluss auf die glatte Muskulatur und die Muskulatur des Uterus [13, 16, 25]

Je nach Ausgangssubstanz weisen Eicosanoide unterschiedliche beziehungsweise entgegengesetzte Wirkungsmechanismen auf.

Die Eicosanoide, die unter dem Einfluss der Cyclooxygenase und Lipoxygenase aus der EPA hervorgehen, weisen entzündungshemmende Wirkungen auf. Hierbei handelt es sich um die Prostaglandine der Serie 3, wozu PGE3, TXA3, PGI3, LTB5, LTC5, LTD5 und LTD4 gehören.
Prostaglandine beeinflussen die Funktion der glatten Muskulatur und die Muskulatur des Uterus (Gebärmutter). Unter Einwirkung von Prostaglandin E kommt es zum Beispiel am Darm zur Relaxation [16]. Weiterhin greifen Prostaglandine insbesondere am Magen und Darm regulierend in die Sekretionsabläufe ein [16].

Schließlich weist die Eicosapentaensäure über die Prostaglandine der Serie 3 folgende physiologischen Wirkungen auf [3, 10, 11, 12, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 30]

Wirkungen auf das Herzkreislaufsystem

• Verhinderung der Plättchenaggregation und -adhäsion
• Eingeschränkte Expression endothelialer Adhäsionsmoleküle
• Verhinderung der Adhäsion von Monozyten und Granulozyten an das Endothel
• Verminderung der Gefahr der Thrombozytenanlagerung an geschädigte Gefäßwandareale
• Antivasokonstriktorisch – EPA hemmt die Gefäßverengung und wirkt gefäßerweiternd
• Steigerung der Chemotaxis

So führt Eicosapentaensäure zu einer niedrigeren Blutviskosität und damit zu einer Verbesserung der Fließeigenschaften des Blutes.
Indem EPA die Membranstruktur der Blutplättchen verändert, wird die Bildung von Blutgerinnseln (Thromben) in den Adern verhindert – Vorbeugung von arteriosklerotischen Vorgängen.
Bereits gebildete Thromben können wieder aufgelöst werden, was die allgemeine Durchblutung verbessern kann.

Hemmung von Entzündungen – Endothelschutz

• EPA wirkt über die aus ihr hergestellten Eicosanoide antiinflammatorisch (entzündungshemmend) – Synthese von Prostaglandinen der Serie 3
• Positive Effekte gegenüber Hyperurikämie (Gicht), rheumatoider Arthritis, Psoriasis (Schuppenflechte), atopisches Ekzem (Neurodermitis) und chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen, wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa

Bei hochseefischarmer Ernährung – die in unserem Lande üblich ist –, ist der Anteil der Arachidonsäure in den Zellmembranen höher als der Anteil der EPA. Dieses hat zur Folge, dass Eicosanoide im Wesentlichen aus Arachidonsäure synthetisiert werden, die unter anderem mit verschiedensten entzündlichen Gewebsreaktionen, Gefäßkonstriktion – Zusammenziehen der Gefäße, Plättchenaggregation und Förderung der Blutgerinnung in Verbindung gebracht werden [13, 16].
Im Gegensatz dazu führt eine Kost, die reich an Omega-3-Fettsäuren beziehungsweise EPA ist, zur vermehrten Bildung von sich positiv auf das Herzkreislaufsystem auswirkenden Eicosanoiden. Zudem werden aufgrund der geringen Synthese von Arachidonsäure und deren verminderten Konzentration in den Zellmembranen weniger Eicosanoide mit den oben genannten negativen Eigenschaften gebildet [13, 16].

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 et al.: Rift Valley lake fish and shellfish provided brain-specific nutrition for early Homo. Br J Nutr. 1998 Jan;79(1):3-21.
5. Cartwright IJ, Pockley AG, Galloway JH, Greaves M, Preston FE: The effects of dietary omega-3- polyunsaturated fatty acids on erythrocyte membrane phospholipids, erythrocyte deformability and blood viscosity in healthy volunteers. Atherosclerosis. 1985 Jun;55(3):267-81.
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 et al.: 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. Verlag Eugen Ulmer Stuttgart; 2004; 4., korrigierte und aktualisierte Auflage
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 Rheumatol. 1992 Sep;11(3):393-5.
12. Geusens P et al.:Long-term effect of omega-3 fatty acid supplementation in active rheumatoid arthritis. A 12-month, double-blind, controlled study. Arthritis Rheum. 1994 Jun;37(6):824-9.
13. Hahn A: Nahrungsergänzungsmittel. 206-210. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart 2001
14. Hornstra G et al.: 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
17. Leaf A, Kang JX, Xiao YF, Billman GE: N-3 fatty acids in the prevention of cardiac arrhythmias. Lipids 34 (Suppl): (1999):187-189
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.
20. Pflanzliche Omega-3-Fettsäuren schützen Gefäße. Pharmazeutische Zeitung 149. Jahrgang / 12.08.04
21. Omega-3-Fettsäuren. Schutz vor Schlaganfall und Infark. tPharmazeutische Zeitung 149. Jahrgang / 22.01.04
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
28. Skölstam L, Börjesson O, Kjällman A, Seiving B, Akesson B: Effect of six month of fish oil supplementation in stable rheumatoid arthritis. A double-blind, controlled study. Scand J Rheumatol. 1992;21(4):178-85.
29. Sperling RI, Weinblatt M, Robin JL: Effects of dietary supplementation with marine fish oil on leucocyte lipid mediator generation and function in rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum. 1987 Sep;30(9):988-97.
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. The British Nutrition Foundations: Unsaturated fatty acids. Nutritional and physiological significance. The report of the British Nutrition Foundations Task Force. Springer US 1992
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