Luftschadstoffe: Omega-3 und Vitamin E reduzieren gemeinsam Schäden bei Mäusen

Die Kombination von Präparaten mit Omega-3 und Vitamin E könnte vor kardiovaskulären Schäden schützen, die durch bestimmte in der Luft vorhandene Schadstoffe verursacht werden. Eine Studie an Labormäusen hat nämlich gezeigt, dass die beiden Nährstoffe die Entzündung und den oxidativen Stress reduzieren können, die durch das Einatmen bestimmter Feinstaubpartikel, sogenannter PM_2,5, verursacht werden. Die gleichzeitige Verabreichung von Vitamin-E- und Omega-3-Präparaten erweist sich als wirksamer als die der einzelnen Moleküle und zeigt eine additive schützende Wirkung gegenüber Schadstoffschäden.

Dies sind die wichtigsten Daten einer Studie, die von Forschern der Jiao Tong School of Medicine in Shanghai (China) durchgeführt und in der Fachzeitschrift Chemosphere veröffentlicht wurde.

Die Auswirkungen der Luftverschmutzung lassen sich auch mit Nährstoffen bekämpfen

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass die Luftverschmutzung sowohl dem Atmungssystem als auch dem Herz-Kreislauf-System schaden kann; insbesondere hat eine wissenschaftliche Arbeit den Zusammenhang zwischen Feinstaub PM_2,5 und einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität bestätigt. Feinstaub (oder feine Partikel) sind kleine Schadstoffpartikel unterschiedlicher Art und Herkunft, die in der Luft vorhanden sind. 

Unter diesen werden die PM_2,5 so genannt, weil sie einen Durchmesser von weniger als 2,5 Mikron haben; sie können eingeatmet werden und bis in die tiefsten Bereiche der Atemwege vordringen, bis hin zu den Bronchien und wahrscheinlich den Blutgefäßen. Diese Partikel gelten als der schädlichste Luftschadstoff; eine aktuelle Studie hat berichtet, dass die Umweltbelastung durch PM_2,5 selbstständig akute systemische Entzündungsreaktionen auslösen kann. Auch wenn der Mechanismus, der Feinstaub mit Herz-Lungen-Erkrankungen verbindet, nicht eindeutig geklärt ist, haben einige Studien gezeigt, dass die Entzündungsreaktion und der oxidative Stress für die verursachten Schäden verantwortlich sein können. 

Oxidativer Stress wird sowohl durch die Produktion reaktiver Sauerstoffmoleküle als auch durch die Abnahme antioxidativ wirkender Moleküle verursacht, was zu einer Schädigung von Zellbestandteilen wie DNA und Proteinen führt. Der Zusammenhang zwischen PM_2,5 und Lungen- sowie zerebrovaskulären Erkrankungen, Diabetes und Herzerkrankungen, einschließlich Ischämie und Herzinfarkt, war Gegenstand eingehender epidemiologischer und experimenteller Studien und hat Regierungen und Forscher in den letzten Jahren dazu veranlasst, wirksame Maßnahmen zum Schutz der Gesundheit der Bürger zu untersuchen.

Kann die richtige Zufuhr von Antioxidantien die Schäden der Luftverschmutzung begrenzen?

Frühere Studien haben ergeben, dass mit der Nahrung aufgenommenes Vitamin E den antioxidativen Stoffwechsel verbessern und die für oxidativen Stress typische Lipidoxidation reduzieren kann, was die Schlüsselrolle einer richtigen Ernährung beim Schutz des Menschen vor äußeren schädlichen Einflüssen zeigt.

In diesem Zusammenhang stellen Antioxidantien und entzündungshemmende Substanzen die wahrscheinlichsten Strategien dar, um die schädlichen Auswirkungen der Belastung durch Luftverschmutzung zu blockieren. Vitamin E und die Omega-3-Fettsäuren gehören zu den gesündesten antioxidativen und entzündungshemmenden Molekülen für den Menschen. Die Omega-3-Fettsäuren sind nämlich dafür bekannt, dass sie Entzündungsreaktionen reduzieren können, indem sie den Lipidgehalt der Zellmembranen verändern, während sich Vitamin E als wirksam erwiesen hat, um die Signalmoleküle des oxidativen Schadens zu verringern und zudem die antioxidativen Abwehrkräfte zu verbessern.

Die kombinierte Wirkung von Omega-3 und Vitamin E gegen oxidativen Stress und Entzündung

Obwohl mehrere Interventionsstudien am Menschen darauf hingewiesen haben, dass Omega-3 und Antioxidantien die durch Luftverschmutzung verursachten Schäden reduzieren können, wurde ihre schützende Funktion noch nicht vollständig geklärt. Aus diesem Grund untersuchte die chinesische Studie die Wirkung der kombinierten Behandlung mit Vitamin E und Omega-3 auf die durch Feinstaub verursachten kardiovaskulären Schäden, und gleichzeitig wurde die richtige Kombination der beiden Moleküle untersucht. Die Forschung wurde an Labormäusen durchgeführt, die PM_2,5 ausgesetzt waren und denen unterschiedliche Dosen von Vitamin E und Omega-3 verabreicht wurden, sowohl einzeln als auch gleichzeitig. 

Nach den Behandlungen zeigten die Analysen der Tierzellen, dass die Kombination von Omega-3- und Vitamin-E-Präparaten die Aktivität der antioxidativen Enzyme erhöht und die ROS, die für den oxidativen Schaden verantwortlichen Moleküle, sowie die Entzündungsmoleküle reduziert hatte. Schließlich waren die Zellmembranen bei den Mäusen, die beide untersuchten Nährstoffe konsumiert hatten, weniger geschädigt, mit geringeren Schäden am Endothel, dem Gewebe, das die Innenseite der Blutgefäße auskleidet. Außerdem erwies sich die Wirkung von Omega-3 und Vitamin E als wirksamer als die der einzeln verabreichten Moleküle.

Einige Details der Studie

Während der Forschung wurden die Labormäuse in 4 Gruppen unterteilt : eine erhielt Präparate mit unterschiedlichen Dosen Vitamin E, eine andere wurde mit unterschiedlichen Dosen Omega-3 behandelt; eine dritte Gruppe erhielt die Kombination von Vitamin E und Omega-3 in verschiedenen Dosierungen (niedrig, mittel und hoch), und schließlich gab es eine Kontrollgruppe, die keine Nahrungsergänzungsmittel konsumierte. Alle Tiere folgten der Behandlung 14 Tage lang, bevor sie Schadstoffpartikeln ausgesetzt wurden. Die Ergebnisse der Analysen zeigten, dass im Vergleich zu den schweren Läsionen, die bei den Ratten der nur PM_2,5 ausgesetzten Gruppe ohne jegliche Nahrungsergänzung gefunden wurden, die Mäuse der vorbehandelten Gruppen geringere Schäden im Herzgewebe entwickelt hatten. Insbesondere führte die Behandlung nur mit Vitamin E oder nur mit Omega-3 zu einer signifikanten Reduzierung der Entzündungsmoleküle und einer Erhöhung der antioxidativen Aktivität. Diese Effekte waren bei den Tieren, die die Kombination der beiden Nährstoffe erhalten hatten, stärker ausgeprägt. Außerdem zeigten die schützenden Wirkungen von Vitamin E und Omega-3 eine dosisabhängige Reaktion.

Weitere Studien müssen die Auswirkungen beim Menschen bestätigen

Die Ergänzung mit Vitamin E und Omega-3 hat sich als eine wirksame Kombination gegen die durch Luftverschmutzung verursachten kardiovaskulären Läsionen bei Ratten erwiesen. Dies deutet darauf hin, dass Vitamin E und Omega-3 geeignet sind, um den durch PM_2,5 verursachten oxidativen Stress und die Entzündungsreaktion zu begrenzen, wobei sie wirksamere Effekte erzielen als die getrennten Nährstoffe. Laut den Forschern, die die Studie durchgeführt haben, deuten die Ergebnisse auf eine Schutzwirkung gegen Schäden durch Umweltschadstoffe durch eine korrekte diätetische Zufuhr von Nährstoffen hin. 

Diese Beobachtungen müssen weiter vertieft werden, da die Autoren der Studie selbst einräumen, dass die Dosierung der Nährstoffe zwar streng nach den Aufnahme- und Absorptionsraten von Lebensmitteln beim Menschen berechnet wurde, die Art der Verabreichung der Nährstoffe jedoch den menschlichen Lebensmittelkonsum nicht vollständig widerspiegelt. 

Quelle: Xihao Du, Shuo Jiang et al. “Combined effects of vitamin E and omega-3 fatty acids on protecting ambient PM2.5-induced cardiovascular injury in rats” Chemosphere.