Wirkungen von Omega-3-Fettsäuren auf Herzkreislauferkrankungen
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Erster Hinweis
Ausgangspunkt für die Erforschung der Rolle von Omega-3-Fettsäuren bei Herzkreislauferkrankungen (HK-EK) war die bereits 1944 gemachte Beobachtung, dass die Inuit (Eskimos) in Grönland sehr geringe Sterberaten durch HK-EK aufwiesen (1) und dass dieser Effekt mit der hohen Aufnahme von Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA) mit der Nahrung in Zusammenhang steht (2).
Trotz sehr fettreicher Walfischkost zeigten die Inuit im Vergleich zur dänischen Bevölkerung geringere Triglyceridwerte im Serum und ähnliche Cholesterinkonzentrationen. Die Begründung wurde in dem hohen Anteil von vielfach ungesättigten Fettsäuren (essenziellen Fettsäuren) im Walfischfett gefunden. Die Inuit nahmen täglich durchschnittlich 14 Gramm dieser Fettsäuren mit der Nahrung auf (2).
Epidemiologische Studien
In den Folgejahren wurden Tausende Studien durchgeführt, die den Zusammenhang von Fisch beziehungsweise Fischöl in der Nahrung mit HK-EK untersuchten. Die wichtigsten epidemiologischen Studien (3-5) bestätigten, dass die Häufigkeit von Schlaganfall und HK-EK mit einem höheren Konsum von Omega-3-Fettsäuren (Fisch, Fischöl, andere Quellen) abnimmt. Um die Vielzahl an Studien zu diesem Thema zusammenfassen zu können, wurde 2004 13 Studien analysiert, in denen 222.000 Personen teilgenommen hatten. Diese Meta-Analyse (6) verfolgte die aufgrund von HK-EK stattgefundenen Todesfälle über einen durchschnittlichen Zeitraum von zwölf Jahren. Die Ergebnisse waren eindeutig, denn bereits eine wöchentliche Fischmahlzeit verringerte das Sterberisiko um 15 Prozent und bei fünf Fischmahlzeiten pro Woche um 40 Prozent. Der Vergleich wurde zu Personen geführt, die seltener als einmal pro Monat Fisch aßen. Eine ausreichende und dauerhafte Zufuhr von Omega-3-Fettsäuren kann nach den genannten Studien also das Risiko von Herzanfällen und Herztod um fast die Hälfte verringern, wobei es nicht nötig ist, die sehr hohen Mengen an Omega-3 zu verzehren wie dieses die Inuit taten. Die wirksame Menge von Omega-3 liegt bei weniger als einem Gramm pro Tag.
Andere epidemiologische Studien zeigten allerdings keine so ausgeprägten Effekte wie die genannten Studien, aber dieses war zu erwarten, da die Problematik derartiger retrospektiver Studien in der ausreichenden Kontrolle und Berücksichtigung von Einflussfaktoren wie Nahrung, Rauchgewohnheiten, Fettgehalt des aufgenommenen Fisches und Umweltgiften wie organischen Quecksilberverbindungen liegt.
Zur Frage von Nutzen und möglichen Risiken durch die Aufnahme von Umweltgiften mit der Fischnahrung gibt es unterschiedliche Ansichten. Mozaffarian und Rimm (7) führten eine ausführliche Analyse der veröffentlichten Studien durch und kamen zu der Aussage, dass der Nutzen einer moderaten Aufnahme von Fisch die möglichen Risiken überwiegt. Dieser Ansicht widerspricht Stern (8) in einem Kommentar, da er die Gesundheitsrisiken der Umweltgifte Methyl-Quecksilber und PCB (polychlorierte Biphenyle) höher wertet. Da der Wert von Omega-3 für die Vorbeugung von HK-EK von dieser Diskussion unberührt bleibt, stellt sich hier lediglich die Frage nach der Quelle von Omega-3. Wenn Fisch (und damit auch Fischöl) aufgrund der möglichen Beimischung von Umweltgiften ein Risiko für HK-EK darstellen, das den Nutzen überschreitet, sollten Omega-3-Fettsäuren aus anderen Quellen wie z.B. Leinöl genutzt werden.
Interventionsstudien
Die Frage nach der Wirkung von Omega-3 auf die HK-EK wurde nicht nur in epidemiologischen, sondern auch in kontrollierten prospektiven klinischen Studien (Interventionsstudien) geprüft. Die bekannteste dieser Studien ist die so genannte GISSI-Preventione Studie (9) und deren tiefer gehende Analyse der zeitlichen Abläufe der Wirkungen (10). In dieser Studie wurden über 11.000 Patienten, die einen Herzinfarkt überstanden hatten, zwei Gruppen zugeordnet. Die Hälfte der Patienten erhielt täglich 0.85 Gramm Omega-3 (EPA und DHA), die andere Hälfte die normale medizinische Versorgung. Die Patienten wurden über dreieinhalb Jahre verfolgt. Die Gruppe, die Omega-3-Fettsäuren erhalten hatte, zeigte gegenüber der anderen Gruppe ein um 20 Prozent verringertes Risiko, aus „irgendeinem Grund“ zu sterben und ein um 45 Prozent geringeres Risiko, einen „plötzlichen Herztod“ zu erleiden. Um diese sehr deutlichen Ergebnisse ins Verhältnis mit anderen Behandlungsmöglichkeiten von HK-EK zu setzen, wurde das relative Risiko, bei HK-EK aus „irgendeinem Grund“ zu sterben, in 97 Studien analysiert und mit den Behandlungen in Relation gesetzt (11). Insgesamt 137.000 Patienten wurden ausgewertet. Sie hatten verschiedene Behandlungen wegen einer Fettstoffwechselerkrankung erhalten (35 Studien mit Statinen, 7 Studien mit Fibraten, 8 Studien mit Gallensäuren bindenden Mitteln, 14 Studien mit Omega-3-Fettsäurezufuhr, 18 Studien mit allgemeiner Änderung der Ernährungsgewohnheiten). Aber nur die Behandlung mit Statinen und Omega-3-Fettsäuren ergaben ein signifikant reduziertes Sterberisiko.
Zusammenfassung der klinischen Erfahrung
Die gesammelte klinische Erfahrung zur Wirkung von Omega-3-Fettsäuren auf HK-EK zeigt eine deutliche positive Wirkung. Im Jahr 2001 traf sich zu diesem Thema eine Expertenrunde (12) und veröffentlichte anschließend die folgenden Ergebnisse:
- Ein bis zwei Fischmahlzeiten pro Woche verringern das Risiko, an einem HK-Leiden zu sterben.
- Patienten, die einen Herzinfarkt überstanden haben, können das Risiko einen Herztod zu erleiden durch die tägliche Aufnahme von einem Gramm Omega-3 verringern.
- Patienten, die einen venösen Bypass gelegt bekommen haben, können dessen Verschluss durch die tägliche Aufnahme von vier Gramm Omega-3 verringern.
- Die hohe Dosis von vier Gramm Omega-3 pro Tag kann mit einer Senkung eines mäßig erhöhten Blutdruckes verbunden sein und der Entwicklung eines Bluthochdruckes nach Herztransplantation vorbeugen.
- Patienten mit einer Fettstoffwechselstörung können durch die Aufnahme von Omega-3 (ein bis vier Gramm täglich) ihr Risiko, eine HK-EK zu bekommen, verringern.
- Die beobachteten Effekte wurden entweder mit Fisch als Omega-3-Quelle oder mit Äthylestern von EPA/DHA beobachtet. Es gibt aber wachsende Hinweise darauf, dass pflanzliches Omega-3 (alpha-Linolensäure) zu identischen Effekten führt.
Seit 2001 hat es weitere Einsichten in die für die positiven Wirkungen verantwortlichen Mengen an Omega-3 gegeben. Nicht die zum Teil grob geschätzten Aufnahmemengen aus Fischmahlzeiten, sondern die in den Membranen der roten Blutkörperchen vorhandenen Konzentrationen an EPA und DHA sollten die Orientierungspunkte für die Ernährung sein (13). Bestehen die Membranen aus weniger als vier Prozent Omega-3, liegt ein hohes Risiko für HK-EK vor.
Bei Werten zwischen vier und acht Prozent besteht nur ein mittleres Risiko. Wünschenswert ist ein Anteil Omega-3 von über acht Prozent, denn dann ist das Risiko am geringsten, einen Herztod zu erleiden. Dieser als Omega-3 Index bezeichnete Wert besitzt nicht nur einen Wert als Orientierung für die Ernährung, sondern wird zunehmend auch als Risikofaktor für HK-EK in der klinischen Chemie gesehen und steht hier in einer Reihe mit der Erhebung von LDL, HDL, Triglyceriden und Gesamtcholesterin.
Einen weiteren Fortschritt hat es in Bezug auf die Verbindung von Dosis und den unterschiedlichen klinischen Wirkungen gegeben. Die nachfolgende Abbildung ist ein von Mozaffarian und Rimm (7) entwickeltes Schema und zeigt, dass bereits eine tägliche Menge von 0.75 Gramm EPA/DHA in der Lage ist, das Risiko für einen plötzlichen Herztod (Arrhythmie) kurzfristig und maximal zu senken. Ein maximaler Effekt in Bezug auf das Lipidprofil (Triglyceride-lowering), Senkung des Blutdruckes (BP-lowering), Senkung des Herzschlages (Heart Rate-lowering) oder gar der Senkung der Thromboseneigung (Antithrombosis) benötigen entweder höhere Tagesmengen an EPA/DHA oder zur Entwicklung der maximalen Effekte Monate bis Jahre. Das Schema zeigt deutlich, dass die tägliche Aufnahme von ein bis zwei Gramm EPA/DHA dicht am klinischen Optimum der Omega-3 Wirkungen liegt.
Wirkungsmechanismen
Der grundlegende Mechanismus, über den Omega-3-Fettsäuren ihre Wirkungen auf HK-EK ausüben, ist die Anreicherung in die Phospholipide der Zellmembranen. Die so veränderten Membranen zeigen dann ein verändertes Verhalten, das sich nicht nur auf die physikalischen Eigenschaften (Flexibilität), sondern auch auf biochemische Prozesse erstreckt. So werden die Wechselwirkungen von Rezeptoren mit ihren Bindungsmolekülen verändert, die Signalübertragung der Membran moduliert und die Freisetzung der Omega-3-Fettsäuren aus der inneren Membranoberfläche in die Zelle beeinflusst. In der Summe dieser Effekte kann Omega-3 die Aktivität von Entzündungen verringern.
Dieser Effekt steht wohl im Vordergrund bei der Stabilisierung von arteriosklerotischen Plaques, deren Ruptur zur Verstopfung der Herzkranzgefäße (plötzlicher Herztod durch Arrhythmie) oder von Gehirnarterien (Schlaganfall) führt. Die Tatsache, dass Omega-3 bereits nach kurzer Zeit und in mäßigen Dosen sowohl das Risiko für den plötzlichen Herztod und den Schlaganfall (14) fast halbiert, spricht für einen Wirkmechanismus der Stabilisierung von arteriosklerotischen Plaques durch Entzündungshemmung.
Die (nicht sehr stark ausgeprägten) Effekte bei der Senkung des Blutdruckes scheinen dagegen auf die höhere Flexibilität der Gefäßinnenwand durch den verstärkten Einbau von Omega-3 in die Zellmembranen zurückzuführen zu sein. Die Senkung der Serumkonzentrationen von Triglyceriden durch Omega-3 ist dagegen ein mittelbarer Effekt, ausgelöst durch eine erhöhte Abbauaktivität von Fettsäuren in der Leber und eine verringerte Neubildung von Lipiden. Der Effekt führt entsprechend auch erst mittelfristig bis langfristig zu einem verringerten Risiko von HK-EK.
Literatur
(1): Sinclair HM (1956): Deficiency of essential fatty acids and atherosclerosis, etcetera; Lancet 1; 381-383 (letter)
(2): Bang HO, Dyberberg J (1980): Lipid metabolism and ischemic heart disease in Greenland Eskimos; In: Draper H, ed. Advances in Nutrition Research. New York, NY: Plenum Press; 1980: 1-22
(3): Dolecek TA, Granditis G (1991): Dietary polyunsaturated fatty acids and mortality in the Multiple Risk Factor Intervention Trial (MRFIT); World Rev Nutr Diet 66: 205-216
(4): Rodriguez BL et al. (1996): Fish intake may limit the increase in risk of coronary heart disease morbidity and mortality among heavy smokers. The Honolulu Heart Program; Circulation 94: 952-956
(5): Hu FB, Bronner L, Willett WC, Stampfer MJ, Rexrode KM, Albert CM, Hunter D, Manson JE (2002): Fish and omega-3 fatty acid intake and risk of coronary heart disease in women; JAMA 287 (14): 1815-1821
(6): He K, Song Y, Daviglus ML, Liu K, Van Horn L, Dyer AR, Greenland P (2004): Accumulated evidence on fish consumption and coronary heart disease mortality: a meta-analysis of cohort studies; Circulation 109: 2705-2711
(7): Mozaffarian D, Rimm EB (2006): Fish intake, contaminants, and human health; evaluating the risks and the benefits; JAMA 296 (15): 1885-1899
(8) Stern A (2007): Public health guidance on cardiovascular benefits and risks related to fish consumption; Environmental Health 6: 31-34
(9): GISSI-Preventione Investigators (1999): Dietary supplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids and vitamin E in 11,324 patients with myocardial infarction: results of the GISSI-Preventione trial; Lancet 354: 447-455
(10): GISSI-Preventione Investigators (2002): Early protection against sudden death by n-3 polyunsaturated fatty acids after myocardial infarction: time course analysis of the results of the Groupo Italiano per lo Studio della Sopravvivenza nellÍnfarto Miocardico (GISSI)-Preventione; Circulation 105: 1897-1903
(11): Studer M, Briel M, Leimenstoll B, Glass TR, Bucher HC (2005): Effect of different antilipidemic agents and diets on mortality: a systematic review; Arch Intern Med 165: 725-730
(12): Nordoy A, Marchioli R, Arnesen H, Videbaek J (2001): n-3 polyunsaturated fatty acids and cardiovascular diseases; Lipids 36 Suppl: S127-S129
(13): Harris WS (2007): Omega-3 fatty acids and cardiovascular disease: a case for Omega-3 index as a new risk factor; Pharmacol Res 55 (3): 217-22
(14): Mozaffarian D, Longstreth WT Jr., Lemaitre RN, Manolio TA, Kuller LH, Burke GL, Siscovick DS (2005): Fish consumption and stroke risk in elderly individuals: the cardiovascular health study; Arch Intern Med 165: 200-206
