Synergie von Vitamin E und D3 mit Omega-3

Die Vitamine E und D3 mit den Omega-3-Fettsäuren

Die Omega-3-Fettsäuren marinen Ursprungs, Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA), haben zahlreiche Vorteile für unsere Gesundheit und wirken auf verschiedenen Ebenen:

Sie sind entscheidend für die korrekte Funktion und Entwicklung des Gehirns, verbessern die Sehfunktion, fördern eine bessere Herz-Kreislauf-Gesundheit, erhalten die Homöostase des Immunsystems, spielen eine wichtige entzündungshemmende Rolle und senken unter vielen anderen Effekten die Triacylglycerid- und Cholesterinspiegel im Plasma [1, 2].

Diese lebenswichtigen physiologischen Funktionen werden durch zwei weitere wichtige Nährstoffe gestärkt, die in Synergie mit den Omega-3-Fettsäuren kombiniert werden können, um deren Wirkung zu verstärken. Wir sprechen von den Vitaminen D3 und E, und in diesem Beitrag verraten wir Ihnen die Gründe dafür.

Antioxidative Rolle von Vitamin E auf Omega-3-Fettsäuren:

Dieses Vitamin ist bekannt für seine antioxidativen Effekte in den Zellmembranen, seine Einbindung in die Lipiddoppelschicht schützt sie vor oxidativem Stress.

Vitamin E gehört zu den primären Antioxidantien: phenolische Verbindungen, die freie Radikale durch Delokalisierung entlang des aromatischen Chromanolrings stabilisieren [3-5]. Genauer gesagt ist der Chromanolring die Struktur, die für diesen Effekt verantwortlich ist. Gleichzeitig ermöglicht die hydrophobe Kohlenwasserstoffkette diesem Molekül, sich in das Innere der Lipiddoppelschichten einzufügen (ähnlich wie Cholesterin) und in dieser Umgebung seine antioxidative Rolle zu entfalten [6].

Tocopherole (Mitglieder der Vitamin-E-Familie) sind aufgrund verschiedener Faktoren von entscheidender Bedeutung, um die Oxidation und Peroxidation von DHA und mehrfach ungesättigten Fettsäuren zu verhindern:

• Es lagert sich in den “flüssigen Membrandomänen” ein, wo Phospholipide mit mehrfach ungesättigten Fettsäuren reichlich vorhanden sind, und verpackt sich in den hydrophoben Taschen der Fettsäuren, die durch die cis-Doppelbindungen entstehen, wodurch der Zugang von O₂ minimiert wird und sie so vor oxidativem Stress geschützt werden. Tatsächlich schließen diese Domänen Cholesterin aus, da sie den Chromanolring des α-Tocopherols besser “aufnehmen” als Cholesterin, was dazu beiträgt, ihre Fluidität zu erhalten [6, 7].

 

• Das α-Tocopherol verhindert die Lipidperoxidation, indem es freie Radikale neutralisiert, die durch die Stabilisierung entlang des Chromanolrings erzeugt werden. Auf diese Weise wird der Prozess der Ausbreitung der Lipidperoxidation gestoppt, wodurch der oxidative Stress der mehrfach ungesättigten Fettsäuren minimiert wird, die aufgrund des Vorhandenseins mehrerer Doppelbindungen am anfälligsten für Oxidation sind [8, 9].

Daher beugt Vitamin E der Oxidation der DHA- und EPA-Säuren vor und zeigt eine synergistische Rolle mit der Funktion von DHA und EPA, indem es deren Wirkungen verstärkt und den häufigen Austausch dieser Fettsäuren in den konstituierenden Phospholipiden durch die Vermeidung ihrer Verschlechterung durch oxidativen Stress verhindert [9, 10].

Sind alle Formen von Vitamin E gleichermaßen wirksam im Kampf gegen oxidativen Stress?

Offensichtlich sind nicht alle Formen von Vitamin E gleichermaßen wirksam im Kampf gegen die Oxidation von Fettsäuren, der Grund liegt in ihrer chemischen Struktur.

Es gibt 8 verschiedene Formen von Vitamin E, die in 2 Familien eingeteilt sind: Tocopherole und Tocotrienole. Diese Varianten unterscheiden sich geringfügig in ihrer chemischen Struktur, was ihre Absorption, ihren Stoffwechsel und sogar ihre Fähigkeit, sich in die Lipidmembranen einzufügen, bestimmt, was insgesamt zu bemerkenswerten Unterschieden in ihrer Wirkungsfähigkeit führt [3, 11]. Von all diesen ist die aktivste Form von Vitamin E das α-Tocopherol, da seine größere Hydrophobizität dem Molekül eine bessere Anpassung an die Lipiddoppelschicht ermöglicht [7, 11].

Warum ist Vitamin E in Zellmembranen von Vorteil?

Der antioxidative Charakter von α-Tocopherol ermöglicht es ihm, in sehr flüssigen Membranen zu wirken, die ihre Integrität benötigen, um ihre dynamischen Eigenschaften zu erfüllen [6, 9, 12]. Ein repräsentatives Beispiel finden wir im Gehirn, wo Membrandomänen vom Typ “Lipid Raft” für den vesikulären Transport und zahlreiche zelluläre Signalwege, die die Neurotransmission ermöglichen, unerlässlich sind [13-15].  Aus diesem Grund ist Vitamin E ein untrennbarer Verbündeter der mehrfach ungesättigten Fettsäuren DHA und EPA.

Bioverfügbarkeit und Absorption von Vitamin E.

Von allen oben genannten Vitamin-E-Varianten weist das Molekül mit der RRR-α-Tocopherol-Konfiguration die höchste Bioverfügbarkeit auf. Alle Vitamin-E-Formen werden von den intestinalen Enterozyten absorbiert und in Lipoproteinen sehr geringer Dichte, den sogenannten “Chylomikronen”, zur Leber transportiert. Das spezifische Transferprotein für Tocopherol im Plasma ist jedoch selektiv für die RRR-α-Tocopherol-Konfiguration, weshalb nur diese Form zum Rest der Gewebe transportiert wird, um sich in die Membranen einzufügen [3, 16]. Die anderen Formen von Vitamin E werden im Darm schneller verstoffwechselt und ausgeschieden, weshalb ihre antioxidative Wirkung weniger stark und viel weniger langanhaltend ist [3, 16].

Vorteile von Vitamin D: Viel mehr, als Sie denken

Einige der Funktionen von Vitamin D sind seit Beginn des 20. Jahrhunderts bekannt, als man beobachtete, dass Rachitis und Osteomalazie, die Kinder und Erwachsene betrafen, durch Sonnenexposition und den Verzehr von Fischöl verbessert wurden. In diesem Zusammenhang wurde berichtet, dass die Sonnenexposition von Patienten mit Tuberkulose ihren Gesundheitszustand deutlich verbesserte [17, 18].

Vitamin D wirkt als Prohormon im Organismus, das für die Kalziumaufnahme auf intestinaler Ebene unerlässlich ist [17, 19, 20]. Sein Mangel ist verantwortlich für Krankheiten wie: Rachitis in der Kindheit, Osteoporose und Osteomalazie bei Erwachsenen, die durch eine geringe Kalziumaufnahme verursacht werden. Die sogenannten “nicht-klassischen” oder “extrakorporalen” Effekte haben jedoch gezeigt, dass Vitamin D auch wichtige Funktionen auf Herz-Kreislauf-Ebene [21], zerebraler Ebene [17, 22, 23], immunologischer Ebene [20, 24-26] und sogar bei der Regulierung des Glukosestoffwechsels und der Vorbeugung von Diabetes erfüllt [17, 19]. In diesem Sinne wurde der Mangel an Vitamin D mit anderen Krankheiten wie Tuberkulose, Beriberi [17, 19] oder kürzlich Covid-19 in Verbindung gebracht [27]

Synthese von Vitamin D, Formen und tierische und pflanzliche Quellen

Vitamin D ist ein fettlösliches Hormon steroidaler Natur, das von unserem Organismus aus 7-Dehydrocholesterin synthetisiert wird, einem Vorläufer der Cholesterinsynthese. Diese Umwandlungsreaktion wird durch ultraviolettes B (UVB)-Licht der Sonnenstrahlung katalysiert, wodurch Provitamin D3 entsteht, das nach einer Isomerisierung Vitamin D3 (Vit D3) oder Cholecalciferol [19-21] erzeugt. Diese Reaktion findet in der Basal- und Stachelzellschicht der Epidermis statt, und Cholecalciferol wird in die Blutgefäße freigesetzt, wo es sich an das Vitamin-D-Bindeprotein, PFVD, bindet, das für seinen Transport im Blutkreislauf verantwortlich ist. Die Vit D3 ist jedoch noch nicht die aktive Form, sondern muss in der Leber durch mikrosomale Enzyme der Cytochrom-P450-Familie, CYP27A1, verstoffwechselt werden, um die Form 25-(OH)D (25-Hydroxyvitamin D) oder Calcidiol zu erzeugen. Obwohl diese Form eine höhere biologische Aktivität als Vit D3 aufweist (zwischen 2 und 5 Mal), ist sie nicht die biologisch aktive Form. Calcidiol wird im Plasma an PFVD gebunden zur Niere transportiert, wo eine zusätzliche Hydroxylierung an Position 1 stattfindet, die die Form 1,25 (OH)-D oder Calcitriol erzeugt [17, 19, 21]. Die Hydroxylierung und Aktivierung von 25-(OH)-D kann auch auf der Oberfläche von Makrophagen und T-Lymphozyten stattfinden, was auf eine parakrine und autokrine Rolle dieses Vitamins bei der Modulation der Immunantwort hinweist [17, 19, 20, 25, 28].

Obwohl es sich um ein Vitamin endogener Synthese handelt, sind die Plasmaspiegel von Calcidiol (die wichtigste messbare Form im Plasma) in der Bevölkerung niedriger als empfohlen (30 ng/ml), was auf einen deutlichen Vitamin-D-Mangel hinweist. Zu den häufigsten Ursachen gehören:

• Eine unzureichende Sonnenexposition.
• Die Verwendung von Sonnenfiltern.
• Arbeitszeiten, die mit der Tageslichtzeit übereinstimmen.
• Die Hautpigmentierung usw.

Daher wird empfohlen, täglich mit Vitamin D3 zu ergänzen, zwischen 15-20 Mikrogramm täglich (600-800 IE), um optimale Werte zu erreichen [29, 30]

Vitamin D3 und D2, welche Unterschiede gibt es zwischen ihnen?

Ein häufiger Aspekt, wenn über Vitamin D gesprochen wird, ist die fehlende Spezifizierung der genauen Form, aber nein, sie sind nicht beide gleichermaßen wirksam. Unter den Nahrungsergänzungsmitteln finden wir viele, die reich an Vitamin D sind oder angereichert wurden, aber zwischen Vitamin D2 und D3 gibt es Unterschiede, die sich auf ihre Bioverfügbarkeit auswirken. Vitamin D2 oder “Ergocalciferol”, ist ein üblicher Bestandteil pflanzlicher Produkte. Es wurde jedoch nachgewiesen, dass seine Bioverfügbarkeit erheblich geringer ist als die von Vitamin D3 oder “Cholecalciferol”, das direkt von unserer Haut synthetisiert wird [17, 31]. Dies liegt daran, dass Vitamin D3 effizienter in Calcidiol (die Hauptform von Vitamin D, die im Plasma zirkuliert) umgewandelt wird als Vitamin D2, weshalb seine Bioverfügbarkeit höher ist [32].

 

Vitamin D3 und E: Verbündete der Omega-3-Fettsäuren und eine Stärkung für Ihr Immunsystem

Die Wirkungen von Vitamin D3 gehen weit über die als “muskuloskelettal” betrachteten hinaus, und dieser Oligonährstoff wirkt auch als Hormon, das in der Lage ist, viele Funktionen unseres Immunsystems zu “modulieren” und “neu einzustellen” [33]. In diesem Sinne übt die aktivierte Form von Vitamin D, Calcitriol, eine Kontrolle über die Genexpression in den Zellen des Immunsystems aus, indem sie die Expression von “proinflammatorischen Genpaketen” verringert, die durch den Transkriptionsfaktor NF-κB gesteuert werden, wie Interleukine (IL)-6, IL-8, IL-12 und Cyclooxygenase-2 (COX-2) [34, 35]. Darüber hinaus reguliert Vitamin D die Reaktion und Differenzierung der T-Helferzellen (Th), indem es deren Differenzierung zur Th17-Population, die stark mit der Entzündungsreaktion assoziiert ist, unterdrückt und ihre Differenzierung zur Population der regulatorischen T-Lymphozyten fördert, einem zellulären Subtyp, der an der Unterdrückung von Entzündungen und der Eliminierung von autoreaktiven T-Lymphozyten beteiligt ist, die Autoimmunerkrankungen wie Multiple Sklerose oder rheumatoide Arthritis auslösen [20, 34, 35].

Vitamin D3 und Covid-19

Aus diesen Gründen erweist sich Vitamin D3 als ein sehr wertvoller Kandidat, um die Effizienz unseres Immunsystems zu steigern und einige der schädlichen Auswirkungen, wie chronische Entzündungen, Allergien [20, 36], zu verhindern und sogar als mögliche Behandlung für bakterielle und virale Erkrankungen wie Covid-19 zu dienen [35].

Auch in diesem Szenario scheint Vitamin E eine wichtige Rolle zu spielen, die über seine bekannten Wirkungen als natürliches Antioxidans für Zellmembranen hinausgeht. Das α-Tocopherol (die aktivste Form von Vitamin E in unserem Organismus) ist in der Lage, die Aktivität zahlreicher Enzyme zu modulieren, die an wichtigen Signalprozessen im Immunsystem und bei Entzündungsprozessen beteiligt sind [34]. In diesem Sinne übt Vitamin E eine Kontrolle über die Aktivierung der Hauptenzyme aus, die für Entzündungen verantwortlich sind: COX-2, Phospholipase A2 (PLA2) und 5-, 12- und 15-Lipoxygenasen, die an der Synthese von Eicosanoiden beteiligt sind, lipidischen Mediatoren, die von Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren stammen und eine zentrale Rolle bei der Koordination von Entzündungen spielen [37]. Tatsächlich wurde die Wirksamkeit ihrer Metaboliten bei der Verringerung von Entzündungen beim Menschen nachgewiesen [38].

In diesem Kontext, der von der aktuellen weltweiten Gesundheitssituation geprägt ist, wird angenommen, dass die kombinierte Verwendung von Omega-3-Fettsäuren mit den fettlöslichen Vitaminen E und D3 eine wichtige prophylaktische [27] und sogar therapeutische Rolle im zeitlichen Verlauf der Krankheit spielt [34]. In diesem Zusammenhang wurde geklärt, dass Covid-19-Patienten mit einer schlechteren Prognose der Krankheit einen Prozess entwickeln, der als “Zytokinsturm” bekannt ist. Dies ist eine Episode von sehr starken Entzündungen in den Lungenalveolen, die die Atemfähigkeit schwer beeinträchtigt. Dieses Phänomen, das durch proinflammatorische Gene gefördert wird, führt zu einer Rückkopplung der proinflammatorischen Moleküle, was den zeitlichen Verlauf der Infektion verschlimmert. Zu diesen Molekülen gehören proinflammatorische Eicosanoide, die von Omega-6-Fettsäuren stammen.

Auf zerebraler Ebene spielt Vitamin D ebenfalls eine wichtige Rolle, da es zusammen mit den Omega-3-Fettsäuren DHA und EPA die synaptische Plastizität verbessert, Prozesse wie Lernen und Gedächtnis festigt [39] und zudem verschiedenen neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer [40] und/oder psychiatrischen Störungen wie Schizophrenie, Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung, Aggressivität usw. vorbeugt und diese bekämpft [22, 41].

Darüber hinaus hat Vitamin D viele andere Vorteile für unsere Gesundheit, wie z.B. auf Herz-Kreislauf-Ebene, wo es sich als wirksamer Verbündeter im Kampf gegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Atherosklerose erwiesen hat [19, 21], oder in kombinierter Supplementierung mit Omega-3 bei der Behandlung von polyzystischem Ovar bei Frauen [42].

Welche Vorteile haben Omega-3 und die Vitamine E und D3 in dieser Situation?

Sowohl EPA als auch DHA und die Vitamine E und D3 kommen in einem gemeinsamen Handlungsrahmen zusammen: “entzündungshemmende Wirkung”.

Einerseits haben Omega-3-Fettsäuren wichtige Funktionen bei der Synthese von entzündungshemmenden Eicosanoiden, die in der Lage sind, die Wirkung der proinflammatorischen Eicosanoide, die von Omega-6 stammen, zu mildern [2, 26, 43]. Darüber hinaus sind DHA und EPA Vorläufer von Molekülen, die an der Entzündungsauflösung beteiligt sind und als “SPM” bekannt sind [44-46]. Tatsächlich wurde die Verabreichung von EPA als therapeutische Wirkung bei Patienten mit SARS-CoV2-Infektion in Betracht gezogen [47].

Andererseits haben die Vitamine E und D3, wie bereits dargelegt, wichtige Funktionen bei der Unterdrückung der Entzündungsreaktion [33-35], die sich weitgehend mit denen von EPA und DHA [44-46]  überschneiden, und Vitamin E verstärkt zusätzlich die Wirkung der Omega-3-Fettsäuren [6, 9], was die Kombination dieser 3 Elemente zu einem vielversprechenden Cocktail im Kampf gegen Covid-19 macht.

Angesichts dieser Tatsachen wird bestätigt, dass sich einige der Funktionen der Vitamine E und D3 auf die Zellen des Immunsystems mit denen von DHA (Docosahexaensäure) und EPA (Eicosapentaensäure) überschneiden [26], den langkettigen Omega-3-Fettsäuren mit zahlreichen Vorteilen für unsere Gesundheit. Daher erhöhen Produkte mit hochkonzentriertem und bioverfügbarem Omega-3 sowie den Vitaminen D3 und E ihre Wirksamkeit, indem sie sich gegenseitig in ihren Wirkungen verstärken. Andererseits erleichtert die Kombination von Vitamin D3 und Omega-3 die Absorption im Darm, was zu einer höheren Bioverfügbarkeit führt.

Die Vitamine E und D3 verstärken auch die Rolle der Omega-3-Fettsäuren für die Gehirngesundheit

Die Wirkungen von Vitamin D enden jedoch hier noch nicht, denn Cholecalciferol hat sich zusammen mit DHA und EPA als wirksam bei der Freisetzung und korrekten Neurotransmission von Serotonin und Dopamin erwiesen. In diesem Sinne verbessern optimale Werte dieser Nährstoffe das emotionale Wohlbefinden und beugen vor oder dienen sogar als wirksame Behandlung für multiple psychiatrische Störungen, die mit einer Veränderung der Neurotransmission von Dopamin und Serotonin einhergehen, wie Depression [48, 49], impulsivem Verhalten und Aggressivität, bipolarer Störung, Schizophrenie oder Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung [41, 50].

Andererseits ist die Hauptursache für die Verschlechterung der Omega-3-Fettsäuren im Gehirn ihre Tendenz zur Oxidation, was zu “oxidativem Stress” führt. Dies liegt daran, dass ein Fettsäure, je mehr Doppelbindungen sie hat, desto anfälliger für Lipidoxidation ist, weshalb oxidativer Stress als “die Achillesferse der Omega-3-Fettsäuren” angesehen werden könnte. Allerdings garantieren Formulierungen, die Omega-3-Fettsäuren mit Vitamin E kombinieren, auf diese Weise eine längere Lebensdauer dieser Fettsäuren [6, 9], verstärken ihre Wirkung und verhindern strukturelle und funktionelle Probleme für die Neuronen des Nervensystems.

Andererseits, und da sowohl Omega-3 in re-esterifizierter Triglyceridform als auch Vitamin D3 und Vitamin E fettlösliche Moleküle sind, gewährleistet ihre gemeinsame Verabreichung eine gute Löslichkeit, was ihre Absorption und eine optimale Bioverfügbarkeit erleichtert.

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Dr.rer.nat. Peter Lembke