Fett aus biochemischer Sicht
Fette, oder spezifischer ausgedrückt Lipide, sind wasserabstoßende (=hydrophobe) Moleküle. Das bedeutet, sie lassen sich mit Wasser schlecht vermischen. Man kann dies beobachten, wenn man etwas Öl in ein Glas Wasser schüttet und rührt; das Öl setzt sich schnell wieder an der Wasseroberfläche in großen Fetttropfen ab.
Es gibt verschiedene Arten von Lipiden; Fettsäuren, Phospholipide und Steroide. Die Fettsäuren werden im nächsten Abschnitt beschrieben.
Bei den Phospholipiden handelt es sich um Hauptbestandteile aller Zellmembranen. Die Membran einer Zelle besteht aus einer Doppelschicht der Phospholipide und bildet damit eine Grenzfläche zwischen der Zelle und ihrer Umgebung. Es ist also offensichtlich, dass diese Schicht für die Existenz einer lebenden Zelle zwingend intakt sein muss. Bei den Steroiden handelt es sich um eine Lipidgruppe, der Cholesterin und zahlreiche daraus hervorgehende Hormone angehören2. Auf die Funktion von Cholesterin und Steroiden wird in einem späteren Abschnitt eingegangen.
Verschiedene Fettsäuren – die Bedeutung von gesättigt und ungesättigt
Ein Fettmolekül einer Fettsäure besteht aus Glycerin und Fettsäuren. Bei Glycerin handelt es sich um einen dreiwertigen Alkohol, der nicht mit Ethanol in alkoholischen Getränken zu verwechseln ist. Eine Fettsäure ist eine langkettige Carbonsäure. Darunter kann man sich ein Gerüst aus Kohlenstoffatomen umgeben von Wasserstoffatomen und einer Carboxylgruppe (Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff) vorstellen. Die Carboxylgruppe dient als Bindungsstelle zum Glycerin.
Grundsätzlich sind immer drei Fettsäuremoleküle mit einem Glycerin Molekül verbunden, wodurch ein Triglycerid entsteht; das chemische Wort für diese Form von Fett. Je nachdem, ob im Gerüst des Fettmoleküls Doppelbindungen von Kohlenstoffatomen vorhanden sind oder nicht, handelt es sich um sogenannte ungesättigte oder gesättigte Fettsäuren. Ist eine Doppelbindung vorzufinden, knickt das Gerüst ab, aufgrund dieser Krümmungen können sich die Fettmoleküle bei Zimmertemperatur nicht zu eng aneinanderlagern.
Daraus resultiert, dass ein flüssiges Öl entsteht, welches den ungesättigten Fettsäuren angehört. Ein Beispiel dafür ist Olivenöl. Wenn es keine einzige Doppelbindung gibt, liegt eine gesättigte Fettsäure vor. Dies ist beispielsweise bei Butter der Fall. Ohne die Doppelbindungen können sich die Fettpartikel dicht aneinanderlagern, dadurch entsteht eine feste Fettsäure2. Es gibt jedoch eine weitere Form; die mehrfach ungesättigten Fettsäuren, welche noch mindestens zwei oder mehr der Kohlenstoffdoppelbindungen besitzen. Zu ihnen zählen Omega-6- und Omega-3 Fettsäuren6. Diese werden zu einem späteren Zeitpunkt im vorliegenden Artikel beschrieben.
Künstlich gehärtete Fette und die Problematik der Trans-Fette
Wie ist es nun möglich, dass pflanzliche Öle wie Sonnenblumenöl streichfest gehärtet werden können, wenn sie durch ihre chemische Struktur doch eigentlich flüssig wären? Dafür müssen die eigentlich ungesättigten Fettsäuren in einem Hydrierungsprozess in gesättigte umgewandelt werden. Dabei werden die Kohlenstoffdoppelbindungen reduziert.
Das bekannteste Beispiel dafür ist Margarine, aber auch Erdnussbutter oder kostengünstige Bratfette zählen dazu. Besorgniserregend dabei ist, dass bei diesem Eingriff freie trans-Fette als Nebenprodukte entstehen. Diese findet man auch in qualitativ minderwertigen Fetten wie Frittierfett2.
Laut dem aktuellen Stand der Wissenschaft tragen diese trans-Fettsäuren massiv zu arteriosklerotischen Ablagerungen bei, fördern Fettleibigkeit und Entzündungen im menschlichen Organismus. Diese Faktoren stehen wiederum in direktem Zusammenhang mit einem erhöhten Herzinfarkt- und Schlaganfallrisiko4.
Wie kann man gesundheitsschädliche Fette meiden?
Es ist nachvollziehbar, dass man diese Form von Fetten meiden sollte. Somit sollten offensichtliche trans-Fette wie Margarine, Palmöl und Co sowie alles Frittierte aus der täglichen Ernährung gestrichen werden. Problematisch sind jedoch vor allem weniger offensichtliche gehärtete Fette, die sich in industriell verarbeiten Lebensmitteln befinden. So sollte man die Inhaltsstoffe von Produkten immer genauer betrachten. Wenn der Begriff gehärtetes Pflanzenfett oder Palmöl vorkommt, kann man davon ausgehen, dass trans-Fette enthalten sind.
Es gilt zudem zu berücksichtigen, dass es bei einer zu starken Erhitzung von empfindlicheren Ölen zur Oxidierung kommen kann, wobei auch wieder trans-Fette entstehen, weil die natürliche chemische Struktur der Fette zerstört wird. Die Hitzebeständigkeit des jeweiligen Fettes sollte also berücksichtigt werden.
Welche Fette sind hitzebeständig?
In erster Linie sollte die Fettsäurenzusammensetzung berücksichtigt werden: Gesättigte Fettsäuren sind den ungesättigten gegenüber hitzebeständiger, mehrfach ungesättigte sind grundsätzlich sehr temperaturempfindlich. Ein weiterer Punkt ist die industrielle Fettverarbeitung; wurde das jeweilige Öl kaltgepresst, so ist es raffinierten Ölen gegenüber weniger thermostabil.
Hochwertige kaltgepresste Öle werden native Öle genannt. Nativ bedeutet, dass sie ihren typischen Geschmack und Farbe behalten sollen, womit wertvolle Inhaltsstoffe bestehen bleiben. Die Rohstoffe, wie beispielsweise Oliven, werden hierbei in eine Ölpresse gegeben und bei tiefen Temperaturen mechanisch verarbeitet, so dass am Ende das Öl herausgefiltert wurde.
Raffinierte Öle hingegen werden mit Hilfe von Hitze gepresst und oft weiter chemisch bearbeitet. Dazu gehören unter anderem Verarbeitungsschritte wie Entschleimung, Neutralisation und Desodorierung. Damit wird beispielsweise die Haltbarkeit verlängert, sowie Geruch und Farbe neutralisiert. Gleichzeitig werden dabei aber auch wertvolle Mikronährstoffe zerstört7. Raffinierte Öle und gehärteten Fette sind somit sehr hitzestabil, jedoch aus gesundheitlicher Sicht weniger empfehlenswert.
Weide-Butter, Ghee (Butterschmalz), Kakaobutter oder natives Kokosfett eignet sich gut für Braten und Backen bei hohen Temperaturen, da sie den gesättigten Fettsäuren angehören und zusätzlich einen gesundheitlichen Nutzen mittragen. Ersteres enthält zudem Buttersäure, die das Mikrobiom im Darm fördern, also die Darmbakterien, welche die Darmschleimhaut mit aufbauen. Somit unterstützt sie die Darmgesundheit und hilft dabei, die Barriere zu erhalten, die den Eintritt von schädlichen Stoffen in den Blutkreislauf verhindert. (Welche weiteren guten Eigenschaften Weide-Butter enthält könnt ihr hier nochmal nachlesen.)
Kaltgepresstes Olivenöl, das ungesättigte Fettsäuren enthält, kann bis zu 180⁰C erhitzt werden, es kann also durchaus zum Dünsten von Gemüse genutzt werden. Leinöl jedoch sollte gar nicht erhitzt werden, da es aus mehrfach ungesättigten Fettsäuren besteht, die empfindlich auf Wärme reagieren und sofort oxidieren.
Omega-3 und Omega-6 Fettsäuren
Wie bereits oben erwähnt, handelt es sich hier um mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die demnach hitzeempfindlich sind und somit nicht unter Wärmeeinfluss verarbeitet werden sollten. Omega-3 und Omega-6 Fettsäuren sind essenziell, sie müssen also mit der Nahrung zugeführt werden. Sie bestehen aus einer Kette aus mindestens 18 Kohlenstoffatomen. Je am 3. Oder 6. Atom des Gerüstes befindet sich die erste Doppelbindung, davon wurden auch ihre Namen abgeleitet14.
Omega-3 findet man unter anderem in Thunfisch, Lachs, Sardinen, Leinöl, Hanföl, Chia-Samen und Walnüssen. Omega-6 sind vor allem in nativem Olivenöl, Sonnenblumenöl, Distelöl, Traubenkernöl und Avocado zu finden.
Beide Fettsäuren sind von großer gesundheitlicher Bedeutung, jedoch muss deren Relation bei der täglichen Zufuhr dabei berücksichtigt werden. So wäre ein optimales Verhältnis 5:1, also ist es förderlich, fünf Mal so viel Omega-6 wie Omega-3 Fettsäuren zu konsumieren.
Das Problem in der heutigen Ernährungsweise besteht darin, dass dies nicht berücksichtigt wird. So wurde in den USA ein aktueller Stand von 10:1 ermittelt, in Deutschland 8:1. Dies ist wohl darauf zurückzuführen, dass die Mehrheit der Bevölkerung sich falsch ernährt und viele industriell verarbeitete Lebensmittel konsumiert. Diese werden hauptsächlich mit billigen Pflanzenfetten, bestehend aus Omega-6 Fettsäuren, angereichert. Dieses Ungleichgewicht ist ein Risikofaktor für Gefäßverengung, vermehrte Thrombozytenaggregation und Herzrhythmusstörungen.
Es ist demnach empfehlenswert, bewusst auf ein ausgeglichenes Verhältnis zu achten und industriell verarbeitete Lebensmittel zu meiden15.
Der Grund für dafür ist die entzündungsfördernde Wirkung von Omega-6 Fettsäuren. Omega-3 Fettsäuren hingegen hemmen Entzündungen. Zudem wirken sich Omega-3 Fettsäuren positiv auf die Stimmung und die Gedächtnisleistung aus. So wird Fischöl bereits bei Demenz Erkrankungen und AHDS erfolgreich eingesetzt8.
Der Verdauungsweg
Die Digestion der Nährstoffe beginnt bereits im Mund, wo unsere Zähne die Nahrung zerkleinern und Enzyme aktiv werden, welche komplexere Kohlenhydrate schon teilweise aufspalten. Fette dagegen passieren zunächst den Mund, die Speiseröhre und den Magen, ohne dabei in kleinste Teilchen zerlegt zu werden.
Der niedrige PH Wert im Magen und dessen Verdauungsenzyme wie Pepsin lassen die Fettsäuren zwar unberührt. Trotzdem werden durch die Magenperistaltik – die Kontraktion der Ringmuskulatur im Magen – bereits 15% der Fette emulgiert. Proteine und Kohlenhydrate jedoch werden bis zu dieser Station größtenteils aufgespalten1. Zwischen Magen und Dünndarm befindet sich der Pylorus, ein Schließmuskel, welcher die Passage des Nahrungsbreis vom Magen in den Darm reguliert. Der Nahrungsbrei wird in kleinen Mengen an den Dünndarm abgegeben3.
Die Fette, die sich nun im Dünndarm befinden, werden von Gallensäuren, welche von der Leber gebildet werden, emulgiert. Emulgieren bedeutet, dass die eigentlich wasserunlöslichen Fette in kleinere Tröpfchen verteilt werden. Durch diesen Prozess wird ihre Oberfläche so vergrößert, dass sie von den Lipasen optimal angegriffen werden können.
Bei diesen handelt es sich um Enzyme, die freie Fettsäuren abspalten – also letztlich so zerkleinern, dass sie anschließend von der Darmschleimhaut aufgenommen und ins Blut abgegeben werden können. Dabei entstehen die bereits oben erwähnten verschiedenen Lipide: Triglyceride aus pflanzlichen Ölen, Cholesterin aus Eiern, Fleisch usw. und Fettsäuren1. Über das Blut werden sie dann zum jeweiligen Zielorgan- oder Gewebe transportiert.
Darmgesundheit & Fett
Die Darmschleimhaut besteht aus einer Lipidschicht, welche von probiotischen Darmbakterien genährt wird. So müssen diese Mikroorganismen einerseits genügend Ballaststoffe erhalten, um am Leben zu bleiben. Anderseits sind genügend gute Fette in der Nahrung zwingend notwendig, damit die Rohstoffe für die Darmzellwand vorhanden sind8.
Fettlösliche Vitamine & gesundheitliche Risiken bei fettfreier Ernährung
Die Vitamine A, D, E und K können nur mithilfe Fetten in der Nahrung aufgenommen werden. Beim Emulgieren der Fette binden sie sich an die kleinen Fettkügelchen und können so mit in die Blutbahn resorbiert und beispielsweise zur Leber transportiert werden.
Werden beispielsweise Karotten, die Vitamin A enthalten, komplett ohne Fett konsumiert, kann das Vitamin nicht aufgenommen werden und wird wieder ausgeschieden5. Wird bei einer Low Fat Diät auf Nahrungsfette verzichtet, wie es noch bis vor kurzer Zeit empfohlen wurde, basierend auf dem Irrglauben, dass sie in Zusammenhang mit erhöhtem Körperfett stehen, wird ein Vitaminmangel provoziert.
Warum bei einer radikalen Diät lieber die Kohlenhydrate statt Fette gestrichen werden sollten:
Grundsätzlich sind radikale Diäten ohnehin kritisch zu betrachten. Eine Ernährungsweise, die zur Routine wird und aus möglichst natürlichen, unverarbeiteten Lebensmitteln besteht, die kein Unverträglichkeitspotential wie z.B. Kuhmilch, Getreide und Co besitzen, ist um einiges nachhaltiger als eine kurzzeitige Extremdiät.
Wenn jedoch für eine Weile auf einen Makronährstoff verzichtet werden soll, dann sollte die Wahl auf Kohlenhydrate fallen. Sie sind nicht essenziell und können vom menschlichen Organismus aus Fetten oder Aminosäuren hergestellt werden, wenn zu wenig von ihnen über die Nahrung aufgenommen wird.
Demnach werden bei einer Low Carb Diät einlagerte Fette aus den Zellen zur Leber transportiert und dort zu Zuckern umgewandelt. Verschiedene Fettsäuren jedoch sind essenziell, sie können also nicht aus anderen im Körper vorhandenen Stoffen hergestellt werden1. Hinzu kommt der im letzten Abschnitt erwähnte Faktor mit den Vitaminen, die nur mit Fett resorbiert werden können.
Steroide und Cholesterin
Der Begriff Steroid wird schnell mit Doping und der Bodybuilder Szene in Verbindung gebracht. Tatsächlich handelt es sich hier jedoch um eine chemische Stoffgruppe, die den Lipiden angehört und für den menschlichen Organismus von großer Bedeutung ist. Steroide sind aus einem Kohlenstoffgerüst, jedoch in der Form von vier Ringen aufgebaut. An die Ringe lagern sich funktionelle Stoffgruppen, welche ihre Ausprägung spezifizieren.
Cholesterin ist ein Steroid, welches sich in den Zellwänden inmitten der im ersten Abschnitt beschriebenen Phospholipiden befindet. Durch seine Struktur sorgt es für die Beweglichkeit der Zellmembran und verhindert deren Erstarrung, wenn es zu niedrigen Temperaturen kommt. Damit wäre eine wichtige Funktion dieses Stoffes geklärt.
Eine weitere Rolle spielt er im Hormonstoffwechsel: Cholesterin dient als Ausgangssubstanz für verschiedene Hormone wie Östrogen, Testosteron, Cortisol, Calciferol (Vitamin D) oder Progesteron. Aus dem Grund ist diese Gruppe auch unter dem Namen Steroidhormone bekannt. Cholesterin ist die Basis in der Hormonproduktion. Dies ist ein weiter Grund wieso eine komplett fettfreie Diät – auch gerade bei sportlichen Zielen wie Muskelaufbau – nicht sinnvoll ist, denn beispielsweise Testosteron spielt hier eine zentrale Rolle2.
Zu cholesterinhaltigen Lebensmitteln, die auch einen gesundheitlichen Nutzen haben, gehören Butter, Ghee, Eier und Kalbsleber10.
HDL und LDL Cholesterin
Cholesterin hat einen schlechten Ruf, da es tatsächlich die Verstopfung von Blutgefäßen fördern kann. Hier muss jedoch differenziert werden und zunächst ein Verständnis für die Funktion in den Gefäßen entstehen: Im menschlichen Organismus zirkuliert einerseits das LDL Cholesterin, die Kurzform für Low Density Lipoprotein.
Genaugenommen besteht es nur zu 50% aus Cholesterin Lipiden, die restlichen Bestandteile sind Proteine und Phospholipide. Seine Aufgabe besteht darin, in der Leber gespeichertes Cholesterin zum Gewebe zu transportieren11. Sein Gegenspieler, das HDL Cholesterin (High Density Protein), bringt das Cholesterin aus dem Gewebe zurück zur Leber. Die Proteine dienen also quasi als Zug, der das Cholesterin von A nach B fährt. Je nachdem, ob die Proteine eine hohe oder niedere Dichte haben, wird das Lipid zum oder ins Gewebe transportiert12.
Es liegt also auf der Hand, dass die beiden im Gleichgewicht zueinanderstehen müssen. Einerseits muss das Gewebe ja mit Cholesterin versorgt werden, anderseits führt ein Überschuss zu Fettablagerungen im Gewebe, was letztlich als Risikofaktor für die Entstehung von Arteriosklerose zählt13. Ein stark erhöhter LDL und ein zu tiefer HDL Wert können also als bedenklich angesehen werden, ein leicht erhöhter HDL Wert jedoch nicht.
Noch vor nicht allzu langer Zeit warnten Ärzte vor dem Verzehr von gesättigten Fettsäuren und den cholesterinhaltigen Eiern, unter dem Irrglauben, dass dies den Cholesterin Spiegel so massiv in die Höhe treiben würde, dass dadurch Blutgefäße verkalken. Aus aktuellen Erkenntnissen ist jedoch klar ersichtlich, dass dem nicht so ist2.
Warum Milchfett kein optimaler Nährstoff für den menschlichen Organismus ist
Kuhmilch ist ein potenzielles Allergen, dabei ist nicht nur der darin enthaltene Milchzucker von Bedeutung, sondern auch andere Stoffe, unter anderem das Milchfett. Grundsätzlich würde ein Großteil davon vom menschlichen Darm nicht resorbiert werden, da die Elemente nicht in die kleinen Kügelchen mit größerer Angriffsfläche aufgespalten werden können.
Handelsübliche Milch wird jedoch homogenisiert, bei diesem Prozess werden die Fettmoleküle bereits so zerkleinert, dass ihre Oberfläche die Resorption im Darm zulässt. Dies wird von Produzenten als Vorteil angepriesen, tatsächlich handelt es sich dabei jedoch um einen Nachteil: Insbesondere bei konventioneller Milch aus Massentierhaltung ist eine erhöhte Schadstoffbelastung vor allem im Milchfettanteil zu finden. Giftstoffe, Medikamente wie Antibiotika und Hormone sammeln sich in den Lipidmolekülen an.
Diese würden bei nicht homogenisierter Milch wieder ausgeschieden werden, durch diesen industriellen Prozess jedoch werden sie mit den kleinen Fettkügelchen vom Darm resorbiert, wodurch sie in die Blutbahn und somit letztendlich auch ins Gewebe gelangen. Dort fördern sie Entzündungsprozesse und zusätzliche Einlagerungen von Fett in den Zellen9.
Fett und Energiedichte vs. wie es verstoffwechselt wird / Fett als Energielieferant
Auf den hohen Kaloriengehalt von Nahrungsfetten wurde bisher in diesem Artikel keine größere Aufmerksamkeit gerichtet, da allen oben beschriebenen Zusammenhängen eine stärkere Relevanz zugeschrieben wird. Tatsächlich ist es so, dass ein Gramm Fett 9.3 Kalorien enthält, Proteine und Kohlenhydrate nur je 4.1 Kalorien pro Gramm. Damit ist die Energiedichte von Nahrungsfetten mehr als doppelt so hoch wie bei den beiden anderen Makronährstoffen2.
Hier sollte jedoch einerseits bedacht werden, dass die Menge der konsumierten Lebensmittel mit hohem Fettanteil grundsätzlich kleiner ist, da sie ja auch mehr sättigen. Anderseits ist das Timing, die Kombination, die Bioverfügbarkeit des jeweiligen Fettes sowie die damit biochemischen Prozesse im Körper zu berücksichtigen. (Besonders ein ausgewogenes Frühstück sollte aus mindestens einer guten Fettquelle bestehen - hier gehts zum Beitrag.)
Wie ausführlich beschrieben, wird nicht jede Kalorie gleich verstoffwechselt, unser Organismus funktioniert um einiges komplexer. Trotzdem wird darauf hingewiesen, dass es selbstverständlich auch zu Übergewicht und gesundheitlichen Problemen kommen kann, wenn zu viele energiereiche Lebensmittel konsumiert werden – seien das Fette, Proteine oder Kohlenhydrate. Wie es Paracelsus bereits im 15. Jahrhundert gesagt hat: „Die Dosis macht das Gift.“
Literatur & Quellen:
1 Bütikofer, Markus; Hopf, Zensi; Rutz, Guido; Stach, Silke und Grigoleit, Andrea (2015): Humanbiologie 1: Grundlagen, Stoffwechsel und Abwehrsysteme. Zürich: Compendio Bildungsmedien. S. 43-66.
2 Campbell, Neil A. und Reece,Jane B.(2015): Biologie. München: Pearson. 8. aktualisierte Ausgabe. S. 103-107.
3 Doccheck Flexikon: Pylorus.[https://flexikon.doccheck.com/de/Pylorus?utm_source=www.doccheck.flexikon&utm_medium=web&utm_campaign=DC%2BSearch; 29.03.19]
4 Holzapfel, Christina (2015): Denkbar schlechtes Zeugnis für Transfette. In: Urban & Vogel (Hrsg.): Fortschritte der Medizin. Heidelberg: Springer-Verlag GmbH.
5 Doccheck Flexikon:Phyllochinon. [https://flexikon.doccheck.com/de/Vitamin_K; 03.04.19]
6 Horlemann, Gisela (2017): Fette und Öle. München: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz.
7 Kießling, Tina (2016): Nativ, raffiniert, kalt gepresst - was denn jetzt? [https://www.deutschlandfunknova.de/beitrag/oele-raffiniert-kalt-gepresst-nativ-was-heisst-das; 05.04.19]
8 Axt-Gadermann, Dr. Prof. Michaela (2015): Schlank mit Darm – Mit der richtigen Darmflora zum Wunschgewicht. München: Südwest Verlag.
9 Krieger, Dr. Elena (2015): Die Milchlüge: Die Milch macht's - leider doch nicht. München: CBX Verlag.
10 SGE (2015): Schweizer Nährwerttabelle. Bern: Schweizerische Gesellschaft für Ernährung SGE. S. 60-83.
11 Doccheck Flexikon: LDL Cholesterin. [https://flexikon.doccheck.com/de/LDL-Cholesterin;10.04.19]
12 Doccheck Flexikon: HDL Cholesterin. [https://flexikon.doccheck.com/de/HDL-Cholesterin; 10.04.19]
13 Paolo Zanoni et al. (2016): Rare variant in scavenger receptor BI raises HDL cholesterol and increases risk of coronary heart disease. Science 11 Mar 2016: Vol. 351, Issue 6278, pp. 1166-1171 DOI: 10.1126/science.aad3517
14 Alimenta (2008): Omega-3-Fettsäuren genau betrachtet.
15 Singer, Priv.-Doz. Dr. med. Peter (2010): Praktische Aspekte bei der Zufuhr von Omega-3-Fettsäuren. Stuttgart: Hippokrates Verlag in MVS Medizinverlage.
