Oxidierte Fette mit Einfluss auf den Lipidstoffwechsel

Der Konsum von Lebensmitteln, die reich an mehrfach ungesättigten Fetten s ind, gilt als gesund. Zeitgleich ist die westliche Ernährung geprägt von der Zufuhr an stark verarbeiteten Lebensmitteln. Mehrfach ungesättigte Fette können jedoch leicht im Zuge der Lebensmittelverarbeitung und -lagerung zu oxidierten Fetten umgewandelt werden. Trotz der gängigen Methode Lebensmittel vor Konsum durch Zufuhr von Hitze zuzubereiten, gibt es kaum wissenschaftlichen Untersuchungen zu den Auswirkungen von hitze behandelten Lebensmittelfetten auf die Gesundheit. Aus Ergebnissen weniger Studien kann abgeleitet werden, dass oxidierte Fette Einfluss auf den Stoffwechsel in adipösen und diabetischen Patienten nehmen können. Allerdings ist noch unbekannt, welche oxidierten Lipide in den Lebensmitteln gebildet werden und nach der Verdauung und Absorption Einfluss auf den Stoffwechsel nehmen. In dem aktuellen Projekt soll die Entstehung der oxidierten Lipide im Lebensmittel, deren Schicksal im Zuge der Verdauung, Absorption und Metabolisierung sowie deren Effekte auf den Fettstoffwechsel untersucht werden. Nachdem es einen Zusammenhang zwischen Energiestoffwechsel und der Beweglichkeit der Lipidmoleküle in der Zellmembran, der sogenannten Membranfluidität, gibt, soll der Einfluss von oxidierten Lipiden auf membranständige Glucose- und Fettsäuretransporter aufgezeigt werden. Dadurch soll herausgefunden werden, inwieweit oxidierte Lipide die Glukose- und Fettsäureaufnahme sowie die Lipidakkumulation in Leber- und Herzzellen als auch in Mini-Organen, den sogenannten Leber-Organoiden, beeinflussen können. Indem Effekte der oxidierten und nicht oxidierten Lipide auf Fettstoffwechselwege aufgezeigt werden, könnte das Projekt Lipidverbindungen mit unterschiedlich en Wirkungen auf den Fettstoffwechsel identifizieren. Es soll gezeigt werden, unter welchen Zubereitungsmethoden oxidierte Lipide mit nachteiligen gesundheitlichen Auswirkungen in Lebensmitteln entstehen und wie man die Bildung dieser oxidierten Lipide unterbinden kann. Im Gegensatz zu bisherigen Studien, sollen in diesem Projekt oxidierte Lipide in Lebensmitteln einem simulierten Verdau unterzogen werden und deren Absorption sowie deren Einfluss auf metabolische Fettstoffwechselwege untersucht werden. Wenn ein Zusammenhang zwischen oxidierten Lebensmittelfetten und der metabolischen Gesundheit gezeigt werden kann, würde dieses Projekt wissenschaftliches Neuland erschließen und neue Erkenntnisse in der Erforschung von Stoffwechselerkrankungen, wie Diabetes und Fettleibigkeit, liefern.

Der Verzehr von Lebensmitteln, die reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren sind, gilt als gesund. Gleichzeitig ist die westliche Ernährung durch den Verzehr von verarbeiteten Lebensmitteln gekennzeichnet. Dies könnte ein Problem darstellen, da mehrfach ungesättigte Fettsäuren bei der Verarbeitung und Lagerung von Lebensmitteln leicht in oxidierte Lipide umgewandelt werden. Obwohl gängige Verarbeitungs- und Kochtechniken Lebensmittel vor dem Verzehr Hitze aussetzen, ist das gesamte Spektrum der dabei entstehenden oxidierten Lipide bislang noch nicht erforscht worden. Darüber hinaus sind der Verbleib und die Auswirkungen oxidierter Lipide im menschlichen Körper nach wie vor kaum verstanden und wurden in der bisherigen Forschung kaum behandelt. Das vorliegende Projekt zielte daher darauf ab, Antworten auf diese Wissenslücken zu liefern, indem es einen ganzheitlichen Ansatz verfolgte: von der Charakterisierung oxidierter Lipide in Lebensmitteln sowie dem Versuch, deren Bildung zu begrenzen, bis hin zur Untersuchung der Bedeutung ihres Vorhandenseins während der Verdauung, Resorption und des Stoffwechsels. Mithilfe modernster Analysetechniken wie der Massenspektrometrie wurden oxidierte Lipide aus verschiedenen kaltgepressten Pflanzenölen bestimmt, und es gelang, ein systematisches Multi-Marker-Modell zu entwickeln, das eine zuverlässige Identifizierung von Biomarkern für den Ölverfall ermöglichte. Anschließend wurden Strategien zur Verbesserung der Oxidationsstabilität dieser Öle untersucht. Unter diesen erwiesen sich bestimmte Verfahren wie die grüne Extraktion und die Keimung der Samen als wirksame Techniken, um Öle mit reduzierten Mengen an oxidierten Lipiden zu gewinnen, was eine längere Haltbarkeit mit sich bringt - eine positive Eigenschaft zur Verringerung von Lebensmittelabfällen. Um den Verbleib oxidierter Lipide nach ihrer Aufnahme zu ermitteln, wurden In-vitro- (Zellen) und In-vivo-Modelle (Tiere) herangezogen. Unsere Forschung ergab, dass Oxidationsprodukte, die aus Linolsäure, einer Omega-6-Fettsäure, stammen, die Expression von Transportproteinen in Enterozyten (einer Art von Darmzellen) beeinflussen können, was auf einen direkten Einfluss auf die Lipidaufnahme hindeutet. In nachfolgenden Untersuchungen wurde die proinflammatorische Wirkung von epoxidierten Triacylglycerolen, einer Klasse oxidierter Lipide, sowie von Produkten ihrer Verdauung in Enterozyten-Zellmodellen bewertet. Dies führte zur Entdeckung neuartiger Verdauungsprodukte, sogenannter Chlorhydrine, was auf ihren potenziellen Beitrag zu Darmentzündungen hindeutet. Darüber hinaus wurde eine epoxidierte Fettsäure als neuartiger proinflammatorischer Lipidmediator bei Mäusen identifiziert, was auf die Relevanz dieser Oxidationsprodukte in vivo hindeutet. Insgesamt lieferte das aktuelle Projekt ein tieferes Verständnis der Mechanismen, die der Lipidoxidation zugrunde liegen, und zeigte praktische Strategien zur Verlängerung der Haltbarkeit von Ölen auf, die reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren sind. Darüber hinaus führte das Projekt zur Identifizierung mehrerer neuer proinflammatorischer Marker, die molekulare Einblicke in das biologische Schicksal oxidierter Nahrungsfette gewähren und potenzielle Implikationen für die Entwicklung von Ernährungsempfehlungen zur Förderung der menschlichen Gesundheit bieten.