Fette FS 2024 PDF

Bachelor In Gesundheitswissenschaften und Technologie an der ETH, FS 2024 Ernährung - Fette Wolfgang Langhans Professor emeritus Labor für Physiologie und Verhalten D-HEST, ETH Zürich  Ernährung - Fette  Bedeutung der Lipide  Fettsäuren  Fettsäuren und Fette in der Ernährung...

Bachelor In Gesundheitswissenschaften und Technologie an der ETH, FS 2024 Ernährung - Fette Wolfgang Langhans Professor emeritus Labor für Physiologie und Verhalten D-HEST, ETH Zürich  Ernährung - Fette  Bedeutung der Lipide  Fettsäuren  Fettsäuren und Fette in der Ernährung  Fettverdauung und -resorption  Lipoproteine  Fettstoffwechsel/Rolle der Leber Langhans - Fette | 19.04.2024 | 2  Bedeutung der Lipide Wasserunlösliche Moleküle, die sich in unpolaren organischen Lösungsmitteln (Chloroform etc.) gut lösen lassen. Nahrung Körper  Lieferung von essenziellen Fettsäuren  Bestandteil von biologischen Membranen  Sicherstellen der Resorption von fett-  Wichtigster Energiespeicher (Depotfett) löslichen Substanzen (Vitamine A, D, E)  Wichtiges Transportmittel  Energielieferant  Isolation und Körperform  Geschmacksträger  Mechanischer Schutz  Textur  Botenstoffe (z.B. Steroide, Prostaglandine) (Pflanzen: Früchte, Samen und Nüsse) (Tiere: Fleisch, Fisch, Eier, Milchprodukte) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 3  Ernährung - Fette  Bedeutung der Lipide  Fettsäuren  Fettsäuren und Fette in der Ernährung  Fettverdauung und -resorption  Lipoproteine  Fettstoffwechsel/Rolle der Leber Langhans - Fette | 19.04.2024 | 4  Einige Eigenschaften der Fettsäuren  Die Kettenlänge der FS und der Sättigungsgrad bestimmen einige Eigenschaften der Lipide:  Ungesättigte Fettsäuren (FS) besitzen einen niedrigeren Schmelzpunkt als gesättigte FS (Stearat ges.: 69°C, Oleat unges.: 13°C).  Kurzkettige FS haben einen niedrigeren Schmelzpunkt als langkettige FS.  Eigenschaften von Membranen (Fluidität, Permeabilität) können daher durch die Zusammensetzung der Fettsäuren geändert werden. Langhans - Fette | 19.04.2024 | 5  Fettsäuren – Kriterien der Einteilung Fettsäuren: - flüchtige FS 2 bis 4 C-Atome (Kettenlänge) - kurzkettige < 6 C-Atome ⇨ Pfortader - mittelkettige 6 bis 10 C-Atome - langkettige > 10 C-Atome ⇨ Lymphgefässe Fettsäuren: - gesättigte (Sättigungsgrad) - einfach ungesättigte - mehrfach ungesättigte (essenzielle FS gehören in diese Gruppe) - cis - trans Doppelbindungen - iso- & anteiso - Fettsäuren - Konjugen-Fettsäuren Fettsäuren: (Essenzialität) 1. Doppelbindung nach 3. C-Atom vom Methylende her: ω3 oder n-3 1. Doppelbindung nach 6. C-Atom vom Methylende her: ω6 oder n-6 Langhans - Fette | 19.04.2024 | 6  Wichtige Fettsäuren  die meisten im Organismus vorkommenden FS haben eine gerade Anzahl von C-Atomen  tierische FS sind fast immer unverzweigt  die meisten ungesättigten FS haben Doppelbindungen in cis- Konfiguration  Säuger haben keine Enzyme, die eine Doppelbindung nach C9 machen können. FS mit diesen Bindungen sind daher häufig essenziell. Langhans - Fette | 19.04.2024 | 7  Essenzielle Fettsäuren O Oleic acid, cis-9-Octadecenoic, C18:1(9) HO 50-80% der Fettsäuren in Olivenöl, C18:1 (9) aber auch in Enten- und Gänsefett Ölsäure O Gibt Position der ersten Doppelbindung an. HO Wird vom Omega-Ende (=Methyl-Ende) aus gezählt, dem der Carboxygruppe gegenüber- liegenden Ende. Linoleic acid, cis, cis-9,12-Octadecadienoic acid, C18:2n-6 C18:3 (3,6,9) 15% der Fettsäuren C18:2 (6,9) -Linolensäure in Olivenöl Linolsäure Linolenic acid, all cis-9,12,15-Octadecatrienoic acid, C18:3n-3 Langhans - Fette | 19.04.2024 | 8  Beispiel: Omega-3 Fettsäuren, ALA, EPA, and DHA  ALA Vorkommen: Pflanzenöle, Nüsse, Samen  EPA/DHA Vorkommen: Meeresfisch, Fischöl  Umwandlung ist limitiert https://samaranatura.ch/omega-3-kapseln-epa-dha https://www.swissmom.ch/schwangerschaft/praktisches/ernaehrung/die-wichtigsten- ernaehrungstipps/fette/omega-3-und-omega-6-fettsaeuren-fuer-schwangere/ Langhans - Fette | 19.04.2024 | 9 Omega-3 und Omega-6 Fettsäuren und ihre endogenen Derivate (Miyata and Arita, Allerg. Int. 64: 27e34, 2015) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 10  Potenzielle Gesundheitseffekte der Omega-3 Fettsäuren Mechanismen:  Zellmembran-Charakteristika  Antiinflammatorischer Effekt  Insulinsensitivität (GPR120)  Blutlipid-Profil https://clinicaltrials.gov/ProvidedDocs/98/NCT03831698/Prot_SAP_000.pdf Langhans - Fette | 19.04.2024 | 11  Transfettsäuren (TFA) TFA sind ungesättigte Fettsäuren und entstehen:  Bei der Härtung (Hydrierung) von pflanzlichen Ölen  Bei Hitzebehandlung von Ölen, Fetten und anderen Nahrungsmitteln, die ungesättigte Fettsäuren enthalten (z.B. Pommes Frites)  Bei der Deodorisierung von Ölen (Deodorisierung dient zur Entfernung der Oxidationsrückstände in Ölen durch Hitzebehandlung.  Biologische TFA (gebildet im Organismus) findet man in Butter, Milch und Milchprodukten sowie im Rind- und Schaffleisch. Bei Milchfett und Rindertalg machen TFA 3-6% des Gesamtfettes aus. Langhans - Fette | 19.04.2024 | 12  Fettsäuren und Transfettsäuren Trans Cis Gesättigt Elaidinsäure (C 18:1) Ölsäure (C 18:1) Stearinsäure (C 18:0) Elaidinsäure ist die häufigste trans Ölsäure ist eine natürlich Stearinsäure ist eine ungesättigte Fettsäure die in vorkommende cis einfach gesättigte Fettsäure die teilweise hydrogenierten ungesättigte Fettsäure vor allem in tierischen Fetten Pflanzenfetten vorkommt. (55–80% in Olivenöl). gefunden wird Langhans - Fette | 19.04.2024 | 13 Langhans - Fette | 19.04.2024 | 14  Nicht alle Fette sind gleich !!! Unterschiedliche Fette in der Diät und Mortalität Transfettsäuren fördern:  Entzündungsreaktionen (via NFκB)  ER Stress (unterschiedliche Transkriptionsfaktoren)  Bildung reaktiver Sauerstoffspezies  Hepatische Fetteinlagerungen  Cholesterin-Synthessis (via SREBP2) → LDL↑ + HDL↓ Data are based on 126,233 men and women followed for up to 32 years, with assessments every 4 years, as described in (Wang et al. JAMA Intern. Med. 176:1134–1145, 2016) (Ludwig et al., Science 362:764–770, 2018) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 15  Ernährung - Fette  Bedeutung der Lipide  Fettsäuren  Fettsäuren und Fette in der Ernährung 1. Empfehlungen und Konsum 2. Mediterrane Diät 3. Ketogene Diäten  Fettverdauung und -resorption  Lipoproteine  Fettstoffwechsel/Rolle der Leber Langhans - Fette | 19.04.2024 | 16 Fette und Lipide in der Ernährung  Triglyceride = 90% der Nahrungsfette; Milchfett enthält mittel- und kurzkettige Fettsäuren.  Verhältnis gesättigte zu ungesättigten Fettsäuren in tierischen Fetten höher als in pflanzlichen.  Triglyzeride auch Träger für fettlösliche Vitamine (A, D, E) und liefern die essenziellen Fettsäuren (z. B. Linolsäure).  Ca. 5% der Nahrungsfette sind Phospholipide, hauptsächlich Glycerophospholipide (Phosphatidylcholin = Lecithin); andere grosse Gruppe Sphingolipide (anstelle von Glycerin Serin)  Unverestertes Cholesterin (ca. 0,5%), geringe Mengen verestertes Cholesterin (aus Leber und Blutprodukten),  Fettlösliche Vitamine und lipophile Fremdstoffe, auch gesundheitsschädlich (z.B. Nitrosamine, Aflatoxine, polyzyklische Kohlenwasserstoffe).  Endogene Lipide gelangen in den Darm und müssen verdaut werden (Galle, abgeschilferte Zellen, abgestorbene Bakterien). Langhans - Fette | 19.04.2024 | 17 Empfehlungen und Konsum in der Schweiz (Chatelan et al., Nutrients 9:1163, 2017; doi:10.3390/nu9111163) Referenzwerte: Gruppen Step 1 (admin.ch) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 18 Mediterrane Diät-Pyramide vs. SGE-Pyramide http://www.sge-ssn.ch/de/ich-und-du/essen-und-trinken/ausgewogen/lebensmittelpyramide/ Referenzwerte: Gruppen Step 1 (admin.ch) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 19  Schlussfolgerungen “…adherence to a Mediterranean diet can significantly decrease the risk of overall mortality, mortality from cardiovascular diseases, incidence of or mortality from cancer, and incidence of Parkinson’s disease and Alzheimer’s disease. These results seem to be clinically relevant in terms of public health, particularly for reducing the risk of premature death in the general population, and are strictly concordant with current guidelines and recommendations from all the major scientific associations that strongly encourage a Mediterranean-like dietary pattern for primary and secondary prevention of major chronic diseases…” (Sofi et al. BMJ 2008;337:a1344 doi:10.1136/bmj.a1344) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 20 https://www.everydayhealth.com/mediterranean-diet/complete-mediterranean-diet-food-list-day-meal-plan/  Oliven und Hydroxytyrosol (HT)  Früchte und Blätter enthalten mehrere Polyphenole, einschliesslich HT [2-(3,4-dihydroxyphenyl)-ethanol], welches ein wichtiges Polyphenol im Olivenöl ist.  HT gilt als einer der wichtigsten Faktoren für die gesundheitsfördernde Wirkung der mediterranen Diät.  HT ist: anti-inflammatorisch, anticarcinogen, antiapoptotisch, und neuroprotektiv  Effekte beruhen vermutlich im Wesentlichen auf dem antioxidativen Effekt von HT. HT hat stärkstes antioxidatives Potenzial aller phenolischen Komponenten in Olivenöl.  EFSA bewilligte einen entsprechenden “health claim” für HT im Jahr 2011. Langhans - Fette | 19.04.2024 | 21 Pleiotrope positive Effekte der “Low-Carbohydrate, Ketogenic Diets” Ketogene Diäten (aqua) können diese Effekte verstärken und allenfalls auch über andere βOHB, b-hydroxybutyrate; HDAC, histone deacetylase; NAD+, nicotinamide adenine Mechanismen wirken. dinucleotide; mTOR, mechanistic target of rapamycin (Ludwig et al., Science 362:764–770, 2018) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 22  Warum sind Diäten mit sehr wenig Kohlenhydraten ketogen?  Hepatische Glukoneogenese braucht Energie  Absorptive Phase: 3-4 h  Post-absorptive Phase: 4-14 h  Die Leber deckt ihren  Frühe Fastenphase: 14-28 h Energiebedarf primär (ca. 70%)  Intermediäre Fastenphase: 28 h – 16 d über die Oxydation von Fettsäuren. Stimulation der Glukoneogenese beim Fasten oder bei einer “Low- carb Diet” ⇨ substanzieller Anstieg der Ketogenese. http://fblt.cz/en/skripta/ii-premena-latek-a-energie-v-bunce/9-odbouravani-a-synteza-glukozy/ Langhans - Fette | 19.04.2024 | 23 Negative Effekte von Hochfett-Diäten auf Darmbakterien und Gehirn ( Jamar et al., DOI: 10.1080/10408398.2020.1747046) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 24  Ketogene Diäten und Appetit VLEDs  Very-low-energy diets (VLEDs) and ketogenic low-carbohydrate diets (KLCDs) mit Appetitreduktion assoziiert. KLCDs  Klinische Trials inkonsistent, aber Individuen sind möglicherweise weniger hungrig und eher satt und haben weniger Appetit (vor allem bei KLCDs).  Die Veränderungen sind nicht gross, aber sie sind im Kontext der Energierestriktion zu sehen, die normalerweise den Appetit steigert.  Der klinische Nutzen solcher Diäten könnte demnach darin liegen, die Appetit- steigerung bei Gewichtsverlust zu verhindern. (Gibson et al., Obesity Rev. 16:64–76, 2015)  CAVE: Ein wichtiger Aspekt ist jedoch die Compliance! Es ist sehr schwierig, eine Low-Carb Diet durchzuhalten! Langhans - Fette | 19.04.2024 | 25  Effekte ketogener Diäten bei Nagern und Menschen …Resultate bezüglich Einfluss auf kardiovaskuläre Risikofaktoren widersprüchlich, sowohl bei Nagern als auch beim Menschen, aber gewisse positive Effekte, speziell bezüglich Adipositas und Typ-2-Diabetes, beschrieben… (Kosinski and Jornayvaz, Nutrients 9:517, 2017) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 26 (Ludwig et al., Science 362:764–770, 2018) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 27  Energie- und Nährstoffbilanzen – die Energie zählt…! BW ↑ Man kann viel Fett essen und trotzdem in einer negativen Energy Energiebilanz sein und abnehmen! Fat Balance (30%) BW ↓ Man überisst sich jedoch leicht, Fat wenn eine Mahlzeit fettreich ist. (35%) Fat (40%) CHO CHO (55%) (50%) CHO (45%) Protein (15%) Protein (15%) Protein (15%) Why ? Langhans - Fette | 19.04.2024 | 28  Energie- und Nährstoffbilanzen – die Energie zählt…! BW ↑ Energy 1. Fett verbessert den Geschmack → man isst mehr! Fat Balance (30%) BW ↓ 2. (35%) Fett Fat hat eine hohe Energiedichte → Fat das Sättigungssignal von der Magendehnung (40%) ist verzögert/reduziert! CHO 3. (50%) Fett ist niedrig in der “postprandialen CHO (55%) CHO Oxydationshierarchie” → keine Hemmung (45%) der Nahrungsaufnahme durch die Protein Protein Fettsäureoxydation! Protein (15%) (15%) (15%) Langhans - Fette | 19.04.2024 | 29  Hierarchie der postprandialen Nährstoffverstoffwechselung  Die postprandiale Verstoffwechselung der Makronährstoffe ist umgekehrt proportional zur Speicherkapazität des Körpers. Hunger/  Protein wird zuerst verstoffwechselt, weil es keine Proteinspeicher Appetite Satiety gibt (Muskeln sind Strukturproteine und kein Speicher, wie Glykogen oder Fett).  Alkohol wird noch vor Protein verstoffwechselt (nicht dargestellt). Feedback Protein, carbohydrate signals (CHO) and fat intake Metabolization in different tissues Protein CHO Fat Muscle Glycogen Storage protein Fat Langhans - Fette | 19.04.2024 | 30  Ernährung - Fette  Bedeutung der Lipide  Fettsäuren  Fettsäuren und Fette in der Ernährung  Fettverdauung und -resorption  Lipoproteine  Fettstoffwechsel/Rolle der Leber Langhans - Fette | 19.04.2024 | 31  Lipasen  «Saure» Lipasen Von Speicheldrüsen und Hauptzellen des Magens, pH-Optimum: 4; resistent gegenüber Pepsin → spalten Lipide im Magen. Aus Milchfetten setzen saure Lipasen mittel- und kurzkettige Fettsäuren frei, die in geringem Umfang bereits über die Magenmukosa ins Pfortaderblut gelangen.  Pankreaslipasen  Die entscheidenden Enzyme für die Fettverdauung im proximalen Dünndarm. Fettsäuren → Freisetzung von CCK und GIP. CCK → Gallefluss und Enzymsekretion in den Azini des Pankreas. Sekretin → erhöht Flussrate in den Pankreas- und Gallengängen.  Das wichtigste fettspaltende Enzym des Pankreas ist die Pankreas- oder Triacylglycerinlipase, braucht Kolipase (ebenfalls aus dem Pankreas) für vollständige Aktivierung. Pankreaslipase im Überschuss sezerniert; volle Aktivität bei leicht alkalischem pH, in Anwesenheit von Gallensalzen, Fettsäuren und Kolipase = Bedingungen im Duodenum und Jejunum. Langhans - Fette | 19.04.2024 | 32  Fettabsorption im Dünndarm  Verdauung von TG durch Lipase → freie Fettsäuren und 2-Monoglyceride, bilden Mizellen mit konjugierten Gallensalzen, Cholesterin, Phospholipiden, fettlöslichen Vitaminen und anderen apolaren Lipiden  Gallensalze und polare Enden nach aussen (zur wässrigen Phase), apolare bilden Kern (Ø