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Linolensäure

2.10.5 Pflanzliche Mikronährstoffe und Neutriceuticals

Die starken Vorteile von Aspirin und anderen Arzneimitteln mit entzündungshemmenden und gerinnungshemmenden Wirkungen können Nachahmungen pflanzlicher Biochemikalien sein, die in der menschlichen Ernährung in unterschiedlichen Mengen vorhanden sind: mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFAs), Curcumin und Salicylat. Diese und viele andere biogene Wirkstoffe tragen eher durch regulatorische Einflüsse als durch ihren Kalorienwert zur Gesundheit bei und können allgemein als Mikronährstoffe angesehen werden.PUFAs sind essentielle Mikronährstoffe, die für eine normale Gehirnentwicklung und die Gesundheit von Erwachsenen erforderlich sind (DeMar et al., 2006) und letztendlich aus pflanzlichen Lebensmitteln gewonnen werden (Crawford et al., 2004; Holub und Holub, 2004; Zamaria, 2004). PUFAs könnten für die Evolution des menschlichen Gehirns während der Übergänge zu fleischreichen Diäten wichtig gewesen sein (Abschnitt 6.2.2).

PUFAs binden an PPAR, SREBP und andere Transkriptionsfaktoren, die die genetische Kontrolle des Fett- und Kohlenhydratstoffwechsels in Gehirn-, Fett- und Leberzellen direkt modulieren (Sampath und Ntambi, 2004).

α-Linolensäure (18:3.3) ist eine essentielle Omega-3-Fettsäure, die aus der Nahrung gewonnen werden muss8. Die eng verwandte Linolsäure (18:23ω6) ist ein ‚Omega-6‘ PUFA. Nach der Einnahme werden die ‚elterlichen‘ PUFAs enzymatisch verlängert und entsättigt, um Eicosinoide zu erhalten, die bestimmte entgegengesetzte Aktivitäten haben. Eicosapentansäure (20:5ω3) (‚EPA‘) und Docosahexansäure (22:6ω3) (‚DHA‘) haben entzündungshemmende und antithrombotische Wirkungen, während Arachidonsäure (20:4ω6) ω-6-Kortikosteroide mit entgegengesetzten Wirkungen hervorruft. Cyclooxygenasen und Lipoxygenasen wandeln Arachidonsäure in Prostaglandine und Leukotriene um (Abschnitt 2.6 oben).

Fischfett und Fischöle sind reich an Eicosapentansäure und Docosahexansäure (beide ω-3). Pflanzlichen Lebensmitteln fehlen EPA und DHA, können jedoch α-Linolensäure (ω-3) enthalten. Eigelb enthält auch ω-3 PUFAs (Renaud, 2001). Beliebte Pflanzenöle (Mais, Distel, Sonnenblume) sind reich an Linolensäure (ω-6). Fleisch ist reich an Arachidonsäure (ω-6): Schweinefleisch und Geflügel < Rindfleisch und Lamm, sowohl im mageren Fleisch als auch im sichtbaren Fett (Li et al., 1998). Von diesen war Schweinefett am höchsten (175 mg Arachidonsäure / 100 g) und mageres Rindfleisch am niedrigsten (21 mg / 100 g). Typische US-Diäten ergeben 1-3 g α-Linolensäure (ω-6), aber 80 mg DHA (ω-3). ‚Mediterrane‘ Diäten neigen dazu, reich an α-Linolensäure (ω-3) zu sein. Bei hohen Ernährungsverhältnissen konkurrieren die ω-6-PUFAs auf enzymatischer Ebene mit ω-3, um die Ausbeute an Eicosapentansäure und Docosahexansäure (ω-3) zu verringern; Diese Verschiebung wird als prothrombotisch angesehen (siehe oben). Die optimalen Verhältnisse und Mengen von diätetischen PUFAs bleiben umstritten.Epidemiologische Studien verknüpfen die Aufnahme von Linolensäure (ω-3) mit niedrigeren kardiovaskulären und Schlaganfall- und verbesserten Risikoindikatoren (Crawford et al., 2004; Harris und Levine, 2005; Holub und Holub, 2004). In einer ländlichen japanischen Gemeinde variierte beispielsweise die Dicke der Halsschlagader (IMT) im Alter von 63 Jahren umgekehrt mit dem ω-3-Verbrauch (Hino et al., 2004). Ihr hoher Fischkonsum ergab etwa 2,2 g / d ω-3 PUFAs; Dieses Niveau nähert sich der mediterranen Ernährung an und übersteigt den typischen US-Verbrauch von etwa 1,3 g / d. Nichtsdestotrotz waren Interventionsstudien und Fallkontrollstudien mit Fischölen nicht schlüssig (Wilkinson et al., 2005).

Die diätetischen Anteile von ω-3 gegenüber ω-6 PUFAs beeinflussen die Gerinnung durch die Zusammensetzung der Thrombozytenmembran. Zum Beispiel haben Eskimos mit Diäten, die reich an Fischölen sind, in einigen Studien eine geringe kardiovaskuläre Erkrankung in Verbindung mit einer langsamen Koagulation (von Schacky und Dyerberg, 2001). ω-3 PUFAs verringern die Thrombozytenproduktion des prothrombotischen Thromboxans TXA2 (Abschnitt 2.10.1 oben) (Adan et al., 1999; Kramer et al., 1996) und attenuieren Atherosklerose bei hypercholesterinämischen Ratten (Adan et al., 1999). Diätetische PUFA-Regulation der Gerinnung wird auf den teilweisen Ersatz von Arachidonsäure (ω-6) durch Eicosapentansäure (ω-3) in Thrombozytenmembranen zurückgeführt, was die Produktion von TXA2 senkt; z. B. senkten 3 wk erhöhter Fischkonsum TXA2 (Mann et al, 1997). Die Zusammensetzung der Ernährung könnte eine wichtige Rolle in der menschlichen Evolution gespielt haben, bei den Übergängen von der Pflanzenfresserei der Vorfahren der Menschenaffen zu der vom Menschen bevorzugten hohen Fleischaufnahme (Kapitel 6).

Der PUFA-Rahmen wird auf die Alzheimer-Krankheit ausgeweitet (Calon et al., 2005; Mucke und Pitas, 2004). PUFAs sind wichtig für normale Gehirnfunktionen und -entwicklung; z. B. sind Synapsen mit Docosahexansäure angereichert. Dieselben transgenen Alzheimer-Mäuse, die auf NSAIDs reagierten (siehe oben), zeigen auch starke Wirkungen von diätetischen PUFAs (Calon et al, 2004; Calon et al, 2005). Die Depletion von Docosahexansäure (ω-3) durch eine ω-6-reiche Ernährung (Distelöl) verursachte enorme Defizite (>90%) in glutamatergen Synapsen (NR2A & -B) und in der PI3K-Untereinheit p85a. Oxidativer Stress (Carbonylgehalt) wurde erhöht und das Lernen beeinträchtigt. Ergänzungen von Docosahexansäure blockierten teilweise diese Defizite. Docosahexansäure aktiviert den PI3K / Akt-Signalweg und blockiert die Caspase-Aktivierung, die PUFA-Funktionen mit dem insulinähnlichen Signalweg in der Langlebigkeit verknüpfen kann (Abb. 1.3A).Ältere Menschen haben ω-3 und Nahrungsergänzungsmittel nicht konsistent mit kognitiven Funktionen in Verbindung gebracht (Maclean et al., 2005). Kurzfristige Ergänzungen mit EPA verlangsamten den kognitiven Verfall bei Alzheimer-Patienten nicht, was nicht überraschend war (Boston et al., 2004). Ein gutes Modell für solche Studien ist EVA (Etude du Vielliessement Arteriiel; Nantes, Frankreich), die die Lipidzusammensetzung der Erythrozytenmembran als Index für PUFA in der Nahrung verwendete (Heude et al., 2003). Über 4 Jahre war ein höherer ω-6-Gehalt an Erythrozyten mit einem höheren 1,91-fachen Risiko für einen kognitiven Verfall verbunden, während der ω-3-Gehalt das Risiko um 0,59 reduzierte. Wenn die vaskulären Studien von PUFAs ein Leitfaden sind, werden die Vorteile von PUFAs für die Alzheimer-Krankheit nicht bald bewiesen.

Eine andere Art von Entzündungsregulator sind ω-3-PUFAs, die durch COX-2 oder Cytochrom P450 (CYP-Genfamilie) zu zahlreichen Wirkstoffen oxidiert werden. Zu den aufkommenden Funktionen gehört das ‚Resolvin‘ RvE1, das die Leukozyteninfiltration (IC50 von 5 nM) hemmt (Arita et al., 2005). Diese Aspirin-unabhängigen Signalwege verwirren die Analyse von diätetischen PUFAs bei Gefäßerkrankungen (Arita, 2005), z., in Selbstberichten wurde Blutsalicylat in 14% von Aspirin ‚Nichtbenutzern‘ entdeckt (Smith et al, 1999). Diese Diskrepanz könnte eine gutartige Ungenauigkeit oder die interessantere Möglichkeit nicht erkannter diätetischer Salicylate darstellen (siehe unten). Viele andere Beispiele zeigen die Schwierigkeit, diätetische oder andere Lebensstilfaktoren für die Gesundheit zu bewerten.

Zwei weitere pflanzliche Substanzen in der menschlichen Ernährung, Curcumin und Salicylat, sind interessante Kandidaten für gemeinsame Risikofaktoren für Gefäß- und Alzheimer-Erkrankungen. Curcumin, ein Biphenol mit einem bemerkenswerten Wirkungsspektrum, ist ein Hauptbestandteil von Kurkuma, einem traditionellen asiatischen Gewürz und Konservierungsmittel aus dem Kraut Curcuman longa. In der ayurvedischen Medizin gilt Curcumin als entzündungshemmend und hemmt tatsächlich COX-2 in verschiedenen Zellen (Cole et al., 2005a; Lantz et al., 2005; Sharma et al., 2005). Curcumin, das für Arthritis relevant ist, synergisierte mit Celecoxib, um das Wachstum von Synovialzellen zu hemmen (Lev-Ari et al., 2006), was für Arthritis relevant ist. Curcumin induzierte die Glutathionbiosynthese und hemmte die NF-kappaB-Aktivierung und die Interleukin-8-Freisetzung in Alveolarepithelzellen (Belmin et al, 1993; Biswas et al, 2005; Orlandi et al, 2000; Pardio et al, 2005). Curcumin kann auch antithrombotisch sein. Schließlich und relevant für Atherosklerose in menschlichen Endothelzellen, dämpfte Curcumin die Unterdrückung von Thrombomodulin durch CRP (Nan et al, 2005). Bei ernährungsbedingter Hypercholesterinämie erhöhte Curcumin das HDL-Cholesterin um 50% und senkte das LDL-Cholesterin um 40% (Arafa, 2005).Curcumin, das an transgene Alzheimer-Mäuse verfüttert wurde, dämpfte oxidative Schäden und Amyloidablagerungen, unabhängig davon, ob es früh vor der Bildung von Amyloid oder im späteren Alter eingeführt wurde (Cole et al., 2005a; Lim, 2001; Yang et al., 2005). Curcumin passiert die Blut-Hirn-Schranke und bindet direkt an Amyloidablagerungen. Die scheinbar geringe Inzidenz von Alzheimer in Indien (Abschnitt 1.6.4) (Chandra et al., 2001) ist angesichts der starken Verwendung von Kurkuma in der regionalen Küche faszinierend. Klinische Studien untersuchen Curcumin bei Alzheimer, Gefäßerkrankungen, Krebs und Osteoarthritis. Darüber hinaus gibt es potenzielle Synergien von Curcumin mit DHA in westlichen Diäten, die typischerweise wenig DHA und polyphenolische Antioxidantien enthalten (Cole und Frautschy, 2006).Curcumin hat auch antimikrobielle Aktivitäten; z. B. dämpfte Curcumin die HSV-2-Übertragung in einem Mausmodell (Bourne et al., 1999). Andere nützliche Medikamente können unter alten traditionellen Gewürzen und Konservierungsmitteln gefunden werden. Einige Gewürze haben antibakterielle, antivirale und antimykotische Aktivitäten, die vor dem Aufkommen von Kühlung und Sterilisation (Billing und Sherman, 1998; Goff und Klee, 2006) sehr anpassungsfähig waren („manche mögen es heiß“).

Diätetische Salicylate können einige der mit Aspirin (Acetylsalicylat) identifizierten Vorteile bieten (Hare et al., 2003; Paterson und Lawrence, 2001; Paterson et al., 2006). Viele Früchte, Gemüse, Kräuter und Gewürze sind reich an Salicylaten. Vegetarier hatten 40% höheres Serumsalicylat, mit einigen Überschneidungen bei nicht-vegetarischen Niedrigdosis-Aspirin-Anwendern (75 mg / Tag) (Blacklock et al., 2001). Die höhere Salicylataufnahme von Vegetariern steht im Einklang mit pflanzlichen Nahrungsquellen. Wie faszinierend, dass Salicylate für Pflanzen als Wirtsabwehrmechanismen wichtig sind und als Reaktion auf Angriffe von Insekten und Viren induziert werden (Shimoda et al., 2005; Ton et al., 2002; Traw et al., 2003). Obst und Gemüse, die ohne Insektizide angebaut werden, können höhere Salicylate aufweisen. Die entzündungshemmenden Wirkungen von Salicylaten wirken nach anderen Mechanismen als Aspirin. Etwa ein Drittel des oralen Aspirin wird durch Carboxyesterasen im Darm und in der Leber schnell in Salicylsäure und verwandte Dihydroxybenzoesäuren umgewandelt (Blacklock et al., 2001). Acetylsalicylat wird schnell geklärt (t1 / 2 20 min), während Salicylat langsamer klärt (Blut t1 / 2, bis zu 30 h) (Hare et al, 2003). Im Gegensatz zu Acetylsalicylat, das COX-1 und COX-2 durch Acetylierung von Serin am enzymaktiven Zentrum hemmt (siehe oben), hemmt Salicylat die Prostaglandinsynthese durch Unterdrückung der COX-Transkription (Awtry und Loscalzo, 2000; Hare et al., 2003). Es gibt immer mehr Aspirin.

Zwei weitere natürliche COX-Inhibitoren sind ans Licht gekommen. Olivenöl enthält „(-)Oleocanthal“, ein phenolisches Addukt, das COX-1 und -2 in Rangfolge stark hemmt: Indomethacin < Oleocanthol < Ibuprofen (Beauchamp et al, 2005). Oleocanthol kann zu den Vorteilen gehören, die der Mittelmeerdiät zugeschrieben werden. Die Einnahme von 50 ml Olivenöl extra vergine ergibt schätzungsweise 9 mg (-) Oleocanthol, was 10% der für die Analgesie empfohlenen Ibuprofen-Dosis entspricht.

Die überlappenden Risikofaktoren für Gefäßerkrankungen und Alzheimer sind verlockende Ziele für einfache Ernährungsinterventionen. PUFAs, Curcumin und Salicylate werden wahrscheinlich von vielen anderen Mikronährstoffen in Wildpflanzen und -sorten begleitet. Es kann eine gemeinsame Biochemie im Hinblick auf die konjugierten Doppelbindungssysteme geben, die diese drei Verbindungsklassen teilen. Synthetische Medikamente, die für Gefäßerkrankungen und Krebs entwickelt wurden, können mit Mikronährstoffen aus tierischen und pflanzlichen Lebensmitteln interagieren, wie für Curcumin und Celecoxib angezeigt, und die therapeutischen Ergebnisse verändern.

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