DE19936831A1 - Verringerung von Cholesterinoxiden durch n-3-PUFA und Vitamin E - Google Patents

Verringerung von Cholesterinoxiden durch n-3-PUFA und Vitamin E

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von n-3-PUFA und/oder Vitamin E zur Verringerung der Cholesterinoxidbildung.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFA) des Typs n-3-PUFA (oder ω-3-PUFA) und/oder Vi­ tamin E zur Verringerung der Cholesterinoxid-Bildung im menschli­ chen oder tierischen Körper.
Ungesättigte Fettsäuren werden in 3 Familien (n-9, n-6 und n-3) eingeteilt, wobei sich diese Einteilung an der Position der ers­ ten Doppelbindung vom Methylende her orientiert. Fettsäuren mit mehr als einer Doppelbindung werden als mehrfach ungesättigte Fettsäuren (poly-unsaturated fatty acids, PUFA) bezeichnet. Die genannten Fettsäurefamilien können nicht ineinander überführt werden.
Cholesterinoxide findet man im menschlichen Körper vermehrt in artherosklerotischen Läsionen. Außerdem wurde sowohl in in vitro- als auch in in vivo-Untersuchungen deren hohe Angiotoxizität und atherogene Aktivität festgestellt (Peng, S. K., et. al., J. Clin. Lab. Anal. (1991); 5: 144-152; Imai, H., Science (1980); 207: 651-653). Quelle endogener Cholesterinoxide ist die Cholesterino­ xidation in vivo. Außerdem werden Cholesterinoxide über die Nah­ rung, insbesondere durch den Verzehr von Eiprodukten, aufgenommen (Jacobson, M. S., The Lancet (1987); 8560: 656-658).
Aufgrund des oben beschriebenen atherogenen Effektes empfiehlt die American Health Association gesunden Erwachsenen den Verzehr von Eiern auf 3-4 Mahlzeiten pro Woche zu beschränken.
Von Simopoulos, A. P., et al. (Am. J. Clin. Nutr. (1992); 55: 411-414) wurde bereits vorgeschlagen, langkettige, mehrfach unge­ sättigte Fettsäuren in Eidotter anzureichern und in dieser Form Kindernahrung, wie z. B. Säuglingsmilchnahrungen, zuzusetzen. Die­ ser Vorschlag ist jedoch insofern bedenklich, als aufgrund der allgemein bekannten, leichten Oxidierbarkeit mehrfach ungesättig­ ter Fettsäuren (PUFA) eine verstärkte Bildung von Cholesterin- Oxidationsprodukten in Hühnerei zu erwarten ist. So berichten Marshall, A. C., et al., in Journal of Food Science (1994), 59, 3: 561-563, daß nach Fütterung von mehrfach ungesättigte Fettsäuren enthaltendem Fischöl an Hühner vermehrt Lipid-Oxidationsprodukte in Eidotter nachzuweisen waren. Eine erfolgreiche Verwendung von PUFA zur gezielten Verringerung von Cholesterinoxiden konnte da­ her nicht erwartet werden.
Es war deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Weg zu finden, um den Gehalt an atherogenen Cholesterinoxiden im mensch­ lichen oder tierischen Körper oder in Nahrungsmitteln tierischen Ursprungs zu verringern. Damit sollte eine Präventionsmöglich­ keit für Cholesterinoxid-vermittelte atherosklerotische Läsionen oder Cholesterinoxid-vermittelte angiotoxische oder atherogene Effekte geschaffen werden.
Überraschenderweise wurde diese Aufgabe gelöst durch den erfin­ dungsgemäßem Befund, daß bei Verabreichung bestimmter mehrfach ungesättigter Fettsäuren, nämlich von n-3-PUFA (ω-3-PUFA) und/­ oder Vitamin E der Cholesterinoxid-Gehalt signifikant verringer­ bar ist.
Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft daher die Verwendung von n-3-PUFA und/oder Vitamin E zur Herstellung eines veterinär­ medizinischen Medikaments oder eines Futtermittels zur Verringe­ rung des Cholesterinoxidbildung im tierischen Körper oder in Nah­ rungsmitteln tierischer Herkunft, wie z. B. Eiern und Eiprodukten. Zu diesem Zweck können dem Tier, wie Schweinen, Kaninchen, Fi­ schen, wie z. B. Forellen, Lachsen, und insbesondere Geflügel, wie Enten, Gänsen und vor allem Hühnern, speziell zubereitete Futter­ mittel oder Medikamente verabreicht werden. Diese Präparate sind so formuliert, daß sie eine Aufnahme von n-3-PUFA in einer Dosis im Bereich von etwa 0,1 bis 2000 mg/kg Körpergewicht und/oder die Aufnahme von Vitamin E in einer Dosis im Bereich von etwa 0,1 bis 1000 mg/kg Körpergewicht durch den tierischen Körper gewährlei­ sten.
Geeignete veterinärmedizinische Medikamente enthalten n-3-PUFA in einem Anteil von etwa 10 bis 1000 mg pro Dosiseinheit und/oder Vitamin E in einem Anteil von etwa 5 bis 1500 mg pro Dosisein­ heit.
Geeignete Futtermittel enthalten n-3-PUFA in einem Anteil von etwa 0,1 bis 10 Gew.-% und/oder Vitamin E in einem Anteil von etwa 5 bis 2000 mg/kg Futter.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung von n-3-PUFA und/oder Vitamin E zur Herstellung eines Medikaments oder eines Nahrungsergänzungsmittels, Supplements oder angerei­ cherten Lebensmittels, zur Verringerung der Cholesterinoxidbil­ dung im menschlichen Körper. Diese Präparate sind so formuliert, daß sie eine Aufnahme von n-3-PUFA in einer Dosis im Bereich von etwa 10 bis 2000 mg/kg Körpergewicht und/oder die Aufnahme von Vitamin E in einer Dosis im Bereich von etwa 5 bis 2000 mg/kg Körpergewicht durch den menschlichen Körper gewährleisten.
Geeignete Medikamente enthalten n-3-PUFA in einem Anteil von etwa 20 bis 2000 mg pro Dosiseinheit und/oder Vitamin E in einem An­ teil von etwa 10 bis 2000 mg pro Dosiseinheit.
Geeignete Nahrungsergänzungsmittel enthalten n-3-PUFA in einem Anteil von etwa 10 bis 1000 mg/kg und/oder Vitamin E in einem An­ teil von etwa 5 bis 400 mg/kg.
Geeignete angereicherte Lebensmittel enthalten n-3-PUFA in einem Anteil von etwa 10 bis 500 mg pro verzehrfertige Portion und/oder Vitamin E in einem Anteil von etwa 5 bis 100 mg pro verzehrfer­ tige Portion.
Beispiele für Lebensmittel, die sich zur Anreicherung mit n-3-PUFA und/oder Vitamin E eignen, sind Backprodukte, wie insbe­ sondere Brot, Zerealien, Milch, Milchprodukte, wie insbesondere Joghurt, Schokolade, Schokoriegel und dergleichen.
Gegenstand der Erfindung ist insbesondere die Verwendung von n-3-PUFA und/oder Vitamin E zur Herstellung eines Medikaments, eines Nahrungsergänzungsmittels/Supplements oder angereicherten Lebensmittels gemäß obiger Definition zur Prävention Cholesteri­ noxid-vermittelter atherosklerotischer Läsionen oder Cholesteri­ noxid-vermittelter angiotoxischer oder atherogener Effekte beim Menschen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können einzelne n-3-PUFA als Reinsubstanz alleine oder im Stoffgemisch mit anderen n-3- oder n-6-PUFA eingesetzt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, Mischpräparate oder Extrakte pflanzlichen oder tierischen Ur­ sprungs zu verwenden, welche einen hohen n-3-PUFA Gehalt aufwei­ sen.
Als Beispiele können hierzu genannt werden: Stoffgemische, ausge­ wählt unter Extrakten, Trockenpräparaten oder Homogenaten mariner Einzeller, Fischextrakten oder -ölen und Pflanzenextrakten oder -ölen, und insbesondere Fischöl, Leinöl, Hanföl, Rapsöl und Soja­ bohnenöl und aus marinen Einzellern, wie Phytoplankton und Algen, gewonnenen Ölen.
Im Rahmen der Erfindung sind n-3-PUFAs als freie Säure oder als physiologisch verträgliches Salz oder insbesondere auch als bio­ logisch abbaubare Ester oder als Phospholipide einsetzbar. Bevor­ zugte Ester umfassen Alkylester, wobei der Alkylteil ein bis sechs Kohlenstoffatome unfasst, oder Mono-, Di- oder Triglyce­ ride.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verwendet man erfindungs- gemäß als n-3-PUFA eine mehrfach ungesättigte n-3-Fettsäure mit 18 bis 22 Kohlenstoffatomen oder ein wenigstens eine mehrfach un­ gesättigte n-3-Fettsäure mit 18 bis 22 Kohlenstoffatomen enthal­ tendes Stoffgemisch. Besonders bevorzugt ist dabei die mehrfach ungesättigte n-3-Fettsäure ausgewählt unter α-Linolensäure (C18 : 3n-3) (α-LNA), Eicosapentaensäure (C20 : 5n-3) (EPA); Docosa­ pentaensäure (C22 : 5n-3) (DPA) und Docosahexaensäure (C22 : 6n-3) (DHA). Besonders bevorzugt verabreichbare n-3-PUFA-Gemische um­ fassen EPA und DHA; α-LNA und EPA; oder α-LNA und DHA. In diesen n-3-PUFA Gemischen liegen vorzugsweise folgenden Mischungsver­ hältnisse vor:
EPA: DHA = 5 : 95 Gew.-% bis 95 : 5 Gew.-%; wie z. B. 15 : 85 Gew.-% bis 60 : 40 Gew.-%;
α-LNA: EPA = 5 : 95 Gew.-% bis 95 : 5 Gew.-%;
α-LNA: DHA = 5 : 95 Gew.-% bis 95 : 5 Gew.-%;
Das im Rahmen der Erfindung verwendete Vitamin E umfasst die To­ copherole α, β, γ, und δ und die Tocotrienole α, β und γ einzeln oder im Gemisch, wie z. B. ein Gemisch von Tocopherol α und γ.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfin­ dung die Verwendung einer Kombination von n-3-PUFA oder eines biologisch abbaubaren Esters davon und Vitamin E zu den oben ge­ nannten Zwecken.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden eine oder mehrere n-3-PUFA oder ein oder mehrere biologisch abbaubarer Ester davon ohne Zusatz von Vitamin E verwendet.
Zur erfindungsgemäßen Verwendung können n-3-PUFA und/oder Vitamin E, entweder als einzelne Wirkstoffe oder als Mischungen mit ande­ ren therapeutischen Wirkstoffen, in Form geeigneter human- oder veterinärmedizischer Medikamente verabreicht werden. Darin liegen sie als Mischungen der Wirkstoffe mit geeigneten pharmazeutischen Trägern oder Verdünnungsmitteln vor. Die Mittel können oral oder parenteral verabreicht werden, vorzugsweise werden sie jedoch in oralen Dosierungsformen gegeben.
Die Art des pharmazeutischen Mittels und des pharmazeutischen Trägers bzw. Verdünnungsmittels hängt von der gewünschten Verab­ reichungsart ab. Orale Mittel können beispielsweise als Tabletten oder Kapseln vorliegen und können übliche Exzipienzien enthalten, wie Bindemittel (z. B. Sirup, Akazia, Gelatine, Sorbit, Tragant oder Polyvinylpyrrolidon), Füllstoffe (z. B. Lactose, Zucker, Maisstärke, Calciumphosphat, Sorbit oder Glycin), Gleitmittel (z. B. Magnesiumstearat, Talcum, Polyethylenglykol oder Siliciumdio­ xid), disintegrierende Mittel (z. B. Stärke) oder Netzmittel (z. B. Natriumlaurylsulfat). Orale flüssige Präparate können in Form wässriger oder öliger Suspensionen, Lösungen, Emulsionen, Siru­ pen, Elixieren oder Sprays usw. vorliegen oder können als Troc­ kenpulver zur Rekonstitution mit Wasser oder einem anderen geei­ gneten Träger vorliegen. Derartige flüssige Präparate können üb­ liche Additive, beispielsweise Suspendiermittel, Geschmacks­ stoffe, Verdünnungsmittel oder Emulgatoren, enthalten. Für die parenterale Verabreichung kann man Lösungen oder Suspensionen mit üblichen pharmazeutischen Trägern einsetzen.
Die erfindungsgemäßen Mittel können an einen Menschen oder ein Tier in Dosen von etwa 0,1 mg bis etwa 2000 mg pro kg Körperge­ wicht pro Tag verabreicht werden. Sie können in einer Einzeldosis oder in mehreren Dosen verabreicht werden.
Zur erfindungsgemäßen Verwendung können n-3-PUFA und/oder Vitamin E auch in Form geeigneter Supplemente/Nahrungsergänzungsmittel verabreicht werden. Als Beispiele können genannt werden mit n-3-PUFA und/oder Vitamin E angereicherte Fettemulsionen, welche man z. B. in herkömmlicher Weise aus Sojabohnenöl oder Fischöl mit Eilecithin als Emulgator herstellt. Vorteilhafterweise verwendet man dazu Eilecithin, das aus Ei von Legehennen gewonnen wurde, welche mit n-3-PUFA- und/oder Vitamin E-reichem Futter längere Zeit, wie z. B. 3 bis 6 Wochen, gefüttert wurden.
n-3-PUFA und/oder Vitamin E können weiterhin als speziell ange­ reicherte Lebensmittel formuliert werden, welche ebenso wie die genannten Supplemente oder Nahrungsergänzungsmittel im Rahmen ei­ ner enteralen Ernährungstherapie einsetzbar sind. Als Beispiele für geeignete Lebensmittel können z. B. diätetische Lebensmittel, wie z. B. nährstoffdefinierte Trinknahrung, Sportlernahrung, Dia­ betikernahrung oder Säuglings- oder Frühgeborenennahrung genannt werden.
Werden n-3-PUFA und/oder Vitamin E einzeln oder in Kombination in Futtermittel verabreicht, so werden die aktiven Verbindungen als Reinsubstanz oder Stoffgemische oder flüssige oder feste Extrakte zusammen mit üblichen Futtermittelbestandteilen verabreicht. Bei­ spiele üblicher Futtermittelbestandteile sind: Mais, Gerste, Wei­ zen, Hafer, Roggen, Tritikale, Sorghum, Reis und Kleien, Gries­ kleien sowie Mehle dieser Getreidearten, Sojabohnen, Sojaprodukte wie Sojaextraktionsschrot, Raps, Rapsextraktionsschrot, Baumwoll­ saat und Extraktionsschrot, Sonnenblumen, Sonnenblumenextrak­ tionsschrot, Leinsaat, Leinextraktionsschrot, Expeller von Ölsaa­ ten, Ackerbohnen, Erbsen, Gluten, Gelatine, Tapioka, Hefen, Sin­ gle Cell Protein, Fleischknochenmehl, Fleischmehl, Blutmehl, Fischmehl, Salze, Mineralstoffe, Spurenelemente, Vitamine, Amino­ säuren, Futterfett und dergleichen.
Die vorliegende Erfindung wird nun durch folgendes Ausführungs­ beispiel und unter Bezugnahme auf die beiliegende Fig. 1 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den Konzentrationsverlauf verschiedener Cholesteri­ noxide in frischem Eidotter (schwarze Symbole) bzw. nach 4-wöchiger Lagerung des Eis bei Raumtemperatur (helle Symbole), jeweils nach 4-wöchiger Verfütterung eines 1,5 Gew.-% Fischöl und verschiedene Mengen (mg/kg) Vitamin E enthaltenden Futters an Legehennen.
Beispiel 1
Untersuchung der Cholesterinoxid-Bildung in Eidotter bei Verfütterung von n-3-PUFA und verschiedener Mengen Vitamin E
a) Folgende Grundmischung (Tabelle 1) für ein Legehennen-Allein­ futter wurde hergestellt:
Tabelle 1
Futtergrundmischung
Das Grundfutter wies folgenden Nährstoff-, Vitamin- und Spuren­ lementgehalt (Tabelle 2) auf:
Tabelle 2
kalkulierter Nährstoff-, Vitamin- und Spurenelementge­ halt
b) Diese Grundfuttermischung wurde mit 1,5 Gewichtspro­ zent Fischöl (enthaltend 11,5 Gew.-% Eicosapentaensäure (EPS) und 8 Gew.-% Docosahexanensäure (DHA)) versetzt. Außerdem wurden dem Futter die in Fig. 1 angegebenen Vitamin E-Mengen (0, 5, 10, 20, 160 mg/kg Futter) zugesetzt. Weiße Legehennen (Alter 35 Wochen) wurden in verschiedene Versuchsgruppen zu je 12 Tieren (Kontroll­ gruppe 36 Tiere) aufgeteilt und mit den unterschiedlich supple­ mentierten Futterzusammensetzungen ad libitum gefüttert. Eine Kontrollgruppe erhielt unsupplementiertes Futter. Die Fütterungs­ phase betrug vier Wochen. In der fünften Woche wurden die Eier gesammelt und analysiert. Die Analyse des Gesamt-Cholesterols so­ wie der Cholesterol-Oxidationsprodukte erfolgte nach dem von Se­ vanian A., et al. in Free Radic. Biol. Med. (1994); 17: 397-409 beschriebenen Verfahren. Die Analysen wurden sowohl an frischen als auch an gelagerten (vier Wochen bei Raumtemperatur) Eiern durchgeführt. Die Analyse von Vitamin E erfolgte durch HPLC, wie z. B. beschrieben von Wahle, et al., J. Sci. Food Agric (1993), 61, 463; die Analyse von n-3-PUFA erfolgte durch Gaschromatogra­ phie (Simopoulos et al., a.a.O.).
c) Der Gehalt an n-3-PUFA in Eidotter stieg auf Werte von etwa 10 mg/g und zwar überwiegend in Form von DHA. Mit zunehmen­ dem Vitamin E-Gehalt im Futter nahm auch der Vitamin E-Gehalt von 5,33 +/- 1,54 nmol/g auf 11,63 +/- 2,96 nmol/g, bestimmt durch HPLC, zu.
Während der Cholesteringehalt in Dotter im Verlauf der Verfütte­ rung von Vitamin E oder bei der Lagerung konstant blieb, wurde überraschenderweise beobachtet, daß mit vermehrter Gabe von Vita­ min E weniger Cholesterin-Oxidationsprodukte akkumulierten (vgl. Fig. 1). Die Summe der nachweisbaren Cholesterin-Oxidationspro­ dukte im Eidotter (d. h. Summe aus Cholest-5-en-3β,7β-diol, Cho­ lest-5-en-3β-ol-7-on und Cholest-5-en-3β,25-diol) betrug in der Kontrollgruppe 266 +/- 49 nmol/mg Eidotter und wurde durch Ver­ fütterung von n-3-PUFA um 20% und durch Verfütterung von Vita­ min E (20 mg/kg Futter) um ein weiteres Drittel gesenkt. Eine weitere Erhöhung der Vitamin E-Aufnahme auf Werte über 20 mg/kg Futter führte zu keiner weiteren Verringerung der Cholesterin- Oxidationsprodukte.
Zusammenfassend ist somit festzustellen, daß eine Anreicherung von Hühnerei mit n-3-PUFA und Vitamin E den Gehalt an Cholesteri­ noxid im Eidotter verringert und somit die Produktion von Hühnerei mit geringeren atherogenen Eigenschaften ermöglicht.

Claims (8)

1. Verwendung von n-3-PUFA und/oder Vitamin E zur Herstellung eines veterinärmedizinischen Medikaments oder eines Futter­ mittels zur Verringerung der Cholesterinoxidbildung im tieri­ schen Körper oder in Nahrungsmitteln tierischer Herkunft.
2. Verwendung von n-3-PUFA und/oder Vitamin E zur Herstellung eines Medikaments, eines Nahrungsergänzungsmittels/­ Supplements oder angereicherten Lebensmittels zur Verringe­ rung der Cholesterinoxidbildung im menschlichen Körper.
3. Verwendung von n-3-PUFA und/oder Vitamin E zur Herstellung eines Medikaments, eines Nahrungsergänzungsmittels/Supple­ ments oder angereicherten Lebensmittels zur Prävention Chole­ sterinoxid-vermittelter atherosklerotischer Läsionen oder Cholesterinoxid-vermittelter angiotoxischer oder atherogener Effekte beim Menschen.
4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei n-3-PUFA oder ein biologisch abbaubarer Ester davon und Vita­ min E in Kombination eingesetzt werden.
5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als n-3-PUFA wenigstens eine mehrfach ungesättigte n-3-Fettsäure mit 18 bis 22 Kohlenstoffatomen oder ein wenigstens eine mehrfach ungesättigte n-3-Fettsäure mit 18 bis 22 Kohlenstof­ fatomen enthaltendes Stoffgemisch eingesetzt wird.
6. Verwendung nach Anspruch 5, wobei die mehrfach ungesättigte n-3-Fettsäure ausgewählt unter α-Linolensäure (C18 : 3n-3), Ei­ cosapentaensäure (C20 : 5n-3); Docosapentaensäure (C22 : 5n-3) und Docosahexaensäure (C22 : 6n-3).
7. Verwendung nach Anspruch 5, wobei das Stoffgemisch ausgewählt ist unter Extrakten, Trockenpräparaten oder Homogenaten mari­ ner Einzeller, Fischextrakten oder -ölen und Pflanzenextrak­ ten oder -ölen.
8. Verwendung nach Anspruch 7, worin das Stoffgemisch ausgewählt ist unter Fischöl, Leinöl, Hanföl, Rapsöl und Sojabohnenöl und aus marinen Einzellern gewonnenen Ölen.
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