Liebe BLOG-Leserinnen und -Leser, liebe PEAK-Kundinnen und -Kunden,
vor einiger Zeit habe ich mich bereits mit dem Thema Adipositas und seinen weitreichenden Auswirkungen auf die Gesundheit befasst.
Adipositas – Nicht nur ein optisches Problem
In einem weiteren BLOG habe ich die Adipozyten, die Fettzellen unseres Körpers durchleuchtet und mich mit deren Auf- und Abbauvorgängen beschäftigt.
Fettabbau und Fettaufbau / Stoffwechsel der Adipozyten – Teil I
Fettabbau und Fettaufbau / Stoffwechsel der Adipozyten – Teil II
Diese finden je nach Bedarf über eine Reihe von Enzymen und Botenstoffen statt. Überschüssiges Nahrungsfett wird als Triglycerid-Verbindung in den Adipozyten gespeichert. Wird Bedarf angemeldet, müssen eingespeicherte Fette wieder abgegeben und in für den Körper verwertbare Energie umgewandelt werden. Fett in seiner Form kann nicht direkt als Energieträger für beispielsweise eine Muskelkontraktion werden, oder unser Gehirn mit Energie versorgen. Hierzu bedarf es einer Vielzahl an Umwandlungsschritten.
Mit genau diesen möchte ich mich heute befassen und den Leserinnen und Lesern einen Einblick in die grundlegenden Stoffwechselvorgänge unserer Zellen im Umgang mit Fetten geben.
Fette
Fette (auch Lipide genannt) sind organische Substanzen mit einer schlechten Löslichkeit in Wasser, jedoch einer guten Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln. Unter den Begriff Fette fallen Fettsäuren, die Triglyceride (Neutralfett), Cholesterin, Phospholipide, Wachse, Terpene, Eicosanoide, Glycolpide, Cerebroside und Ganglioside.
Funktionen
Die verschiedenen Fette haben eine Vielzahl an unterschiedlichen Funktionen.
Fettsäuren dienen dem Körper als relativ schnell verfügbares Energiesubstrat im aeroben Stoffwechsel (sauerstoffabhängig).
Triglyceride sind der wichtigste Energiespeicher unseres Organismus. Als Depot- oder Baufett schützen sie uns zudem vor Kälte und mechanischen Beanspruchungen.
Interessant:
Ca. 90% der Nahrungsfette sind Triglyceride, langkettige Fettsäuren. Diese dienen der Energiebereitstellung.
Phospholipide und Glykolipide (Fette, die im Molekül einen Kohlenhydratbestandteil enthalten) dienen als Bausubstrate für die Synthese von Membranbestandteilen unserer Zellen.
Cholesterin dient als Vorstufe für die Synthese von Steroidhormonen und ist nötig für die Bildung von Galle zur Fettverdauung.
Eicosanoide verbessern die Kommunikation zwischen einem Botenstoff und der Zielzelle.
Fette (Lipide) dienen nicht wie Kohlehydrate „NUR“ als Energieträger, sondern erfüllen eine Vielzahl an wichtigen teils essentiellen Funktionen im Körper. Dies macht sie zu einem wesentlich wertvolleren Nährstoff.
Verdauung und Resorption von Fetten
Die Verdauung der Fette beginnt bereits im Magen. Der Hauptteil findet jedoch im Duodenum (Zwölffingerdarm) und dem Jejunum (Leerdarm - einen Teil des Dünndarms) statt.
Magen
Das Enzym Lipase spaltet Triglyceride in Monoglyceride, freie Fettsäuren und Glycerin. Das Enzym Cholesterollesterase hydrolisiert Cholesterinverbindungen. Phospholipasen und Phosphatesen verdauen Phospholipide. All diese Enzyme entstammen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas).
Durch die Aktivität der Enzyme im Magen werden bis zu 15% der in den Nahrungsfetten enthaltenen Fettsäuren freigesetzt. Bei Verdauungsstörungen oder hoher Kalorienaufnahme (über 4000kal) kann es hilfreich sein, Verdauungsenzyme zu supplementieren.
Zwölffingerdarm
Die Leber produziert die zur Fettverdauung benötigte Galle. Diese wird in der Gallenblase gespeichert und bei Bedarf in den Zwölffingerdarm abgegeben. Wirksamer Bestandteil der Galle sind die Gallensalze. Mit Hilfe der Gallensäuren, Phospholipiden und bereits vorhandener b-Monoazylglyzeride werden die aus dem Magen ankommenden Fette emulgiert (intensives Mischen fetter und wässriger Flüssigkeiten) und zu Mizellen (Transporteinheiten) ausgebildet.
Mizellen bestehen aus ca. 35% Gallensäuren, 45% freien Fettsäuren, 5% Livophospholipid. 2% Cholesterin und 1% fettlöslicher Vitamine.
Ohne Cholesterin keine Bildung von Galle und folglich auch keine Mizellenbildung, kein Transport und keine Resorption von Fetten und fettlöslichen Vitaminen.
Dünndarm
Im Dünndarm findet die Aufnahme der Mizellen über die in der Dünndarmschleimhaut befindlichen Mucosazellen statt. Für diese Aufnahme wird die in den Mizellen enthaltene Gallensäure benötigt. Kurzkettige freie Fettsäuren können auch ohne Anbindung die Dünndarmschleimhaut überwinden und gelangen direkt ins Blut und weiter zur Leber.
Vor der Resorption werden die Mizellen-Bestandteile rekonstruiert, und es werden Chylomikronen gebildet, die dann über den Dünndarm in die Lymph/Blutbahn aufgenommen werden. Bei Chylomikronen handelt es sich um Lipoproteine. Sie dienen als Transporteinheiten für wasserunlösliche Substanzen (siehe BLOG Cholesterin).
Resorption
Resorption ist im Allgemeinen die Aufnahme von Nahrungsbestandteilen über den Darm. Es kann zwischen einer aktiven und passiven Resorption unterschieden werden.
Passiv
Im Dünndarm verhält es sich so, dass das Dünndarmlumen (Innenraum) eine hohe Konzentration an Lipidbestandteilen aufweist, die Zellen der Darmschleimhaut jedoch eine niedrige Konzentration haben und es zum passiven Übergang im Rahmen der Osmose kommt. Für Osmose ist ein beschriebenes Konzentrationsgefälle nötig.
Aktiv
Aktive Resorption ist auch gegen ein Konzentrationsgefälle nötig. Hierzu werden Transportmoleküle und Energie in Form von ATP benötigt.
Fette wandern an Chylomikronen gebunden in den Blutkreislauf und gelangen so letztlich zu deren Bestimmungsort im Körper.
Interessant:
Eine Störung der Fettverdauung steht meist in Zusammenhang mit einem Mangel an fettlöslichen Vitaminen.
Bildung von Energiespeichern über Fette (Lipogenese)
Das Auffüllen von Energiespeichern ist eine der Hauptfunktionen der Fette. Der genaue Vorgang der Lipogenese wurde bereits ausführlich in meinem BLOG über Adipozyten behandelt.
Fettabbau und Fettaufbau / Stoffwechsel der Adipozyten – Teil I
Fettabbau und Fettaufbau / Stoffwechsel der Adipozyten – Teil II
Fest steht, dass für den momentanen Bedarf nicht benötigte Fette (Lipogenese) als auch nicht benötigte Glucose aus dem Blut (Liponeogenese) für das Auffüllen von Adipozyten als Energiespeicher verwendet werden.
Nach der Aufnahme nicht benötigter Fette kommt es über mehrere Umwandlungsschritte zur Ausbildung von Triglyceriden, der Speicherform in den Adipozyten.
Die Triglyceridsynthese findet im Zytoplasma der Zelle statt. An der Synthese beteiligt, sind
- Acyl-COA
- Glycerolphosphat
- Acyltransferase-Enzyme (ATF)
Interessant:
Da die ATF-Enzyme unterschiedlich gut mit Acyl-COA zusammenarbeiten, kommt es oftmals zu einer asymmetrischen Fettverteilung im Körper (z.B. Hüfte links zu Hüfte rechts).
Fazit:
Nicht benötigte Fette werden als Triglyceride in den Adipozyten abgelegt.
Energiebereitstellung über freie Fettsäuren
Freie Fettsäuren können:
- entweder direkt über Beta-Oxidation, über den Citratzyklus und die Atmungskette zur aeroben Energiegewinnung herangezogen werden.
- oder aber in der Leber abgebaut und in Ketonkörper umgewandelt werden
Welcher Weg gewählt wird, hängt von der allgemeinen Versorgungssituation (hauptsächlich mit Glucose) ab. Mit dem Ketonkörper-Stoffwechsel schafft sich der Organismus ein alternatives Energiesubstrat, welches die Glucose zu Fastenzeiten ersetzen kann.
Citratzyklus – ATP-Bildung aus Fettsäuren
Der Weg von der Fettsäure in den Citratzyklus
Ketogenese – Alternative Energiegewinnung bei Glucosemangel
Wechselbeziehungen zwischen Kohlenhydrat und Fettstoffwechsel – Metabolische Prozesse
Unser Stoffwechsel löst je nach kalorischer Phase bestimmte metabolische Prozesse aus. Beim Ausbleiben der Nahrungszufuhr unterscheidet er zwischen:
- Postresorptionsphase A oder Hungern (weniger als 24 stunden keine Nährstoffzufuhr)
- Postresorptionsphase B oder Fasten (mehr als 36 Stunden kein Nährstoffzufuhr).
Das vorrangige Ziel unseres Organismus ist es, den Blutzuckerspiegel konstant zu halten, um damit das Gehirn, das Nierenmark, das ZNS (zentrale Nervensystem) und die Erythrozyten ausreichend mit Glucose versorgen zu können.
Beim Übergang vom Hungern zum Fasten schaltet unser Organismus
