Cholesterin

Trotz wissenschaftlich widerlegtem Nutzen raten Teile der Fachwelt bei hohen Cholesterinspiegeln immer noch zu einer cholesterinarmen Ernährung. Warum? In den letzten Jahren widerlegten zahlreiche wissenschaftliche Studien die vorherrschende Lehrmeinung, dass eine übermäßige Cholesterinaufnahme Ursache hoher Cholesterinspiegel im Blut sei. Damit kippte die häufig verordnete Empfehlung, die Cholesterin- und Fettzufuhr zu beschränken und weitgehend auf Eier zu verzichten.

Wann lernt auch die Fachwelt dazu?

Selbst die Medien verbannten den Ratschlag zum zurückhaltenden Eierkonsum ins Reich der Ernährungsmythen. Doch was in den Köpfen vieler Bürger längst verankert ist, scheint sich in der Fachwelt weniger schnell zu etablieren. Viele Arztpraxen raten Patienten mit hohen Cholesterinspiegeln nach wie vor zu einem sparsamen Cholesterin- und Fettkonsum. Während die Amerikanische Ernährungsgesellschaft aufgrund mangelnder wissenschaftlicher Beweiskraft ihre Cholesterinempfehlungen nun endgültig strich, hält die Deutsche Gesellschaft für Ernährung weiterhin daran fest. Doch nur bei einem kleinen Prozentsatz der Patienten beeinflusst die Cholesterinaufnahme den Cholesterinspiegel im Blut. Dem liegt meist eine genetische Störung zugrunde, die bereits in jungen Jahren zu teilweise enorm hohen Werten führt.

Beim Großteil der Patienten indes resultieren die hohen Werte vielmehr aus einer Ernährung, die viel Zucker, Stärke und ungünstige Fette enthält. Auf nährstoffreiche Eier oder wertvolle Fette zu verzichten, ist hier das falsche Behandlungskonzept. Empfehlenswerter ist es, auf Ballaststoffe aus reichlich Gemüse sowie aus Obst und Vollkornprodukten zu setzen. Statt Fett zu sparen sollte das Augenmerk lieber auf guten Fettquellen wie Pflanzenölen, hochwertiger Butter, fetten Seefischen und Nüssen liegen. Und letztendlich darf es natürlich auch gern ein Frühstücksei sein.

Im Folgenden beschäftigen wir uns daher etwas ausführlicher mit den Grundlagen zu Cholesterin.

Aufbau und Synthese

Cholesterin – oder Cholesterol genannt – ist ein Fettbegleitstoff und gehört chemisch zur Gruppe der Steroide. Der Name leitet sich von chole (griech. “Galle”) und steréos (griech. “fest”) ab. Es zählt zu den Zoosterinen, da es ausschließlich in tierischen Organismen vorkommt (zum Vergleich finden sich Phytosterine in Pflanzen und Mykosterine in Pilzen).

Cholesterin ist amphipolar, d.h. es besitzt sowohl wasserlösliche wie auch fettlösliche Molekülteile. Hierdurch erklärt sich dessen Eigenschaft, sich im Wasser auszurichten. Dies ist entscheidend für den Einbau von Cholesterin in Lipoproteine oder in die Zellmembran. Im Körper liegt Cholesterin entweder frei oder mit Fettsäuren verestert vor.

Die Synthese von Cholesterin findet in fast allen Körpergeweben statt. Die höchsten Syntheseraten finden sich in der Leber, in der Darmschleimhaut und in der Haut. Cholesterin wird hierbei in einem hochkomplexen, energieverbrauchenden Prozess im glatten Endoplasmatischen Retikulum der Zelle gebildet.

Die Cholesterinsynthese aus aktivierter Essigsäure – dem Azetyl-CoA – läuft in vier Stufen ab. Azetyl-CoA fällt regulär beim Abbau von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen im Körper an. Der erste Schritt der Cholesterinneubildung wird von dem Enzym HMG-CoA-Reduktase katalysiert, welches ein Schlüsselenzym bei der Synthese darstellt. An dieser Stelle wird die Bildung des Cholesterins reguliert. So vermindert beispielsweise eine cholesterinreiche Mahlzeit die körpereigene Synthese durch Hemmung dieses Enzyms. Auch einige Medikamente wie Statine beeinträchtigen an diesem Punkt die Cholesterinsynthese.

Wird gefördert durch: 

  • erhöhten Bedarf der Zelle an Cholesterin
  • Insulin und Schilddrüsenhormone
  • Diese hemmen einen zellulären Signalweg, der normalerweise zur Inaktivierung der HMG-CoA-Reduktase führen würde. Bei Diabetes mellitus und Schilddrüsenunterfunktion (Hyperthyreose) ist die Cholesterinsynthese somit vermindert. Bei Schilddrüsenüberfunktion (Hyperthyreose) wird hingegen mehr Cholesterin gebildet.

Wird gehemmt durch:

  • erhöhte Cholesterinspiegel in der Zelle durch Nahrungscholesterin und erhöhte Aufnahme aus dem Blut über den LDL-Rezeptor
  • Cholesterin bindet an eine Reihe von Eiweißen (z.B. MBTPS1) in der Zelle, die über weitere Eiweiße (z.B. SREBP) die Aktivität verschiedener Gene regulieren (z.B. die Synthese von HMG-CoA-Reduktase, HMG-CoA-Synthase, Prenyltransferase und LDL-Rezeptoren)
  • Glukagon
  • Dieses wirkt antagonistisch zu Insulin und fördert den zellulären Signalweg, welcher zur Inaktivierung der HMG-CoA-Reduktase führt.
  • Statine
  • Diese hemmen die HMG-CoA-Reduktase und somit die Cholesterinsynthese. Durch den resultierenden intrazellulären Cholesterinmangel beginnt die Zelle vermehrt LDL-Rezeptoren zu bilden und LDL-Cholesterin aus dem Blut aufzunehmen wodurch der LDL-Cholesteringehalt im Blut sinkt. Die Statine werden daher bevorzugt bei der Therapie erhöhter Blutcholesterin- und Blutfettwerte eingesetzt

Pool

Der Cholesterinpool im Körper setzt sich aus exogenem Nahrungscholesterin und endogenem, vom Körper selbst synthetisiertem Cholesterin zusammen. Der gesamte Körperbestand fasst etwa 150 g. Im Blut zirkulieren etwa 10 g Cholesterin, wobei lediglich die Hälfte in Lipoproteinen gebunden vorkommt. Die andere Hälfte entfällt auf Blutzellen. Die Leber umfasst einen Pool aus etwa 5 g schnell austauschbaren Cholesterins.

Cholesterinbestand des erwachsenen Menschen
OrganGesamtmenge in gg/ 100 g Frischgewebe
Gehirn302,3
Skelettmuskel300,12
Haut150,3
Blut100,3
Leber50,3
Nebennieren0,55,0
übrige Gewebe40-60

Stoffwechsel

Die Aufnahme von Nahrungscholesterin ist begrenzt und liegt bei rund 300 bis 500 mg pro Tag. Hierbei kann nur freies Cholesterin und kein verestertes aufgenommen werden. Schwanken die Cholesterinmengen in der Nahrung in einem bestimmten Bereich, gleicht der Körper die erhöhte Absorption durch eine verminderte Eigensynthese aus. Bei sehr hohen Mengen an Nahrungscholesterin, wird überschüssiges Cholesterin nicht aufgenommen, sondern direkt im Darm umgewandelt und ausgeschieden. Der Körper hält somit die Cholesterinaufnahme und die körpereigene Neusynthese im Gleichgewicht. Die Aufnahme von Cholesterin im Darm ist allerdings von anderen Nahrungssubstanzen abhängig. Hinzu kommt, dass nur ein geringer Teil des im Darm absorbierten Cholesterins aus der Nahrung stammt. Ein großer Teil ist über die Galle ausgeschiedenes Cholesterin, welches erneut aufgenommen wird.

Im Körper gebildetes oder mit der Nahrung aufgenommenes Cholesterin wird im Blut in Lipoproteinen gebunden transportiert. In diesen liegt das Cholesterin entweder frei in der Außenhülle der kugeligen Transportvesikel oder nach Veresterung im Inneren vor.

Die Verteilung des Cholesterins im Körper erfolgt analog zum Stoffwechsel der Lipoproteine. Die Leber fungiert dabei als eine Art Verteiler. Gleichzeitig stellt diese auch den größten Cholesterinspeicher des Körpers dar.

Um Cholesterin speichern zu können, muss dieses verestert werden. Hierzu verfügen die Zellen über das Enzym ACAT (Azyl-CoA-Cholesterin-Azyltransferase), die Cholesterin mit Fettsäuren, besonders Linol-, Öl- und Palmitinsäure, verestert. Analog hierzu kommt im Blut das Enzym LCAT (Lezithin-Cholesterin-Azyltransferase) vor, welches Cholesterin besonders in HDL mit Lezithin verestert, wodurch dieses besser im Inneren von HDL transportiert werden kann.

Der Hauptausscheidungsweg des Cholesterins erfolgt über den Darm. Einen Großteil wandelt die Leber zu Gallensäuren um, der Rest wird direkt über die Galle abgegeben. Zudem geht ein Teil des Körpercholesterins auch durch abgeschilferte Darmzellen verloren. Im Dünndarm werden rund 90 % der Gallensäuren und ein Teil des ausgeschiedenen Cholesterins rückresorbiert, so dass diese über den enterohepatischen Kreislauf der Leber wieder zugeführt werden. Nichtresorbiertes Cholesterin wird, zusammen mit dem nichtabsorbierten Nahrungscholesterin, entweder direkt oder nach bakterieller Umwandlung zu Koprosterin mit dem Stuhl ausgeschieden.

Geringe Mengen Cholesterin (etwa jeweils 100 mg) werden über Schweiß oder abgeschilferte Hautzellen bzw. in Form von Abbauprodukten der Steroidhormone über den Urin ausgeschieden.

Funktionen

Aufbau von Zellmembranen

Cholesterin ist ein wichtiger Bestandteil der Zellmembran und damit unerlässlich für die Stabilität der Zellen. Zwischen den Phospholipiden der Lipiddoppelschicht sind einzelne Cholesterinmoleküle eingelagert, welche die Viskosität und damit die Fluidität der Membran bei Körpertemperatur im Gleichgewicht halten.

Da alle Zellen von einer Zellmembran umgeben sind, ist Cholesterin unerlässlich für die Integrität und somit die Funktion jeder Körperzelle. Besonders Zellen mit einer hohen Teilungsrate wie Immunzellen sind auf den Baustein angewiesen. Niedrige Cholesterinspiegel können so beispielsweise das Immunsystem schwächen und Infektionskrankheiten sowie Krebserkrankungen fördern. Etwa 10% des Trockengewichts des Gehirns bestehen aus Cholesterin, wo es Bestandteil der lipidreichen Myelinscheide der Axone ist. Eine Hemmung der Cholesterinsynthese könnte somit zu unerwünschten Effekten im ZNS (Zentrales Nervensystem) führen.

Zudem reguliert Cholesterin die Durchlässigkeit der Zellmembranen und den Stoffaustausch. Es schützt den Zellkern vor dem unerwünschten Eindringen von Toxinen, Bakterien und Viren. Ein niedriger Cholesteringehalt in der Zellmembran erhöht die Durchlässigkeit und führt im schlimmsten Fall zur Zerstörung der Zellstruktur.

Synthese von Hormonen

Cholesterin ist die Ausgangssubstanz für die Synthese einer Reihe von Steroidhormonen. In der Leber werden aus Cholesterin Vorstufen gebildet, aus denen in der Haut Vitamin D gebildet wird. In den Geschlechtsdrüsen ist es die Grundsubstanz der Sexualhormone Progesteron, Östrogen und Testosteron, während in den Nebennierenrinden aus Cholesterin die Kortikoide Aldosteron und Kortisol entstehen.

Vitamin D3 wird zu einem Großteil vom Körper aus Cholesterin selbst gebildet. Die Leber und die Darmschleimhaut produzieren aus Cholesterin die Vorstufe Provitamin D3 (7-Dehydrocholesterin, 7-DHC). Dieses gelangt, gebunden an DBP, in die Haut. Hier erfolgt eine Spaltung des aromatischen B-Rings unter Einwirkung von UVB-Licht der Wellenlänge 290 bis 320 nm, wodurch die Zwischenstufe Provitamin D3 entsteht. Dieses ist thermodynamisch instabil und formt sich durch die Körperwärme spontan zu Vitamin D3 (Cholecalciferol) um.

Ein Ganzkörper-Sonnenbad noch unter der Dosis, die zu Hautschäden führt, kann 250 µg Vitamin D hervorbringen, was auf eine hohe Kapazität schließen lässt. Diese Verbindungen können bei entleerten Vitamin D-Speichern unter UV-Bestrahlung wieder zur Provitaminform umgewandelt werden.

Bereits 1 cm² Haut kann unter Sonnenlichtexposition in einer Stunde 0,25 µg Vitamin D bilden. Damit könnte eine Sonnenexposition von 20 cm² Haut über eine Stunde den Tagesbedarf eines gesunden Erwachsenen decken.

Synthese von Gallensäuren

Die Leber synthetisiert aus Cholesterin Gallensäuren, welche während der Verdauung mit der Gallenflüssigkeit in den Darm gelangen. Diese spielen eine entscheidende Rolle bei der Verdauung und Resorption von Fetten, Cholesterin sowie fettlöslichen Vitaminen.

Zu Beginn bildet die Leber aus Cholesterin primäre Gallensäuren (Cholsäure bzw. Chenodesoxycholsäure). Durch Einführung von Aminosäuren (Taurin bzw. Glycin) werden diese zu den so genannten Gallensalzen (Taurochol- und Glykocholsäure). Erst durch bakterielle Umwandlung im Darm entstehen die funktionstüchtigen sekundären Gallensäuren (Desoxy- bzw. Lithocholsäure). Zu den Gallensäuren gehören:

  • Cholsäure (Trihydroxycholansäure)
  • Desoxycholsäure (Dihydroxycholansäure)
  • Lithocholsäure (Monohydroxycholansäure)

Glykosidsynthese

Nach neueren Untersuchungen ist Cholesterin an der Synthese herzaktiver Glykoside beteiligt.

Vorkommen und Gehalte in Nahrungsmitteln

Da Cholesterin Membranbestandteil tierischer Zellen ist kommt es folglich in allen tierischen Lebensmitteln wie Fleisch, Fisch, Eier und Milch vor. Besonders Eigelb und Innereien enthalten hohe Mengen. Pflanzen und Pilze enthalten hingegen kein Cholesterin, jedoch strukturell ähnliche Stoffe (Phyto- und Mykosterine).

Der tägliche Cholesterinbedarf liegt bei 1 g, da etwa 1g über Hautschuppen, ausgeschiedene Gallensäuren und abgeschilferte Darmzellen verloren geht. Etwa 700 bis 750 mg synthetisiert der Körper täglich neu. Die restlichen 250 bis 300 mg werden über die Nahrung zugeführt. Nimmt der gesunde Mensch mehr Cholesterin über die Nahrung auf, drosselt der Körper die Eigenproduktion, so dass der Plasmaspiegel relativ konstant gehalten wird. Zudem ist bei einem gesunden Menschen die Cholesterinaufnahme im Darm begrenzt, so dass auch bei hoher Zufuhr über die Nahrung der Körper nicht überflutet wird.

Da Cholesterin kein essenzieller Nährstoff ist, also nicht notwendigerweise mit der Nahrung aufgenommen werden muss, gibt es keine Empfehlungen zu einer Mindestzufuhrmenge.

Bei Menschen mit genetisch bedingten krankhaft erhöhten Blutcholesterinwerten sollte die Zufuhr von Cholesterin auf ungefähr 300 mg/Tag beschränkt werden, da bei einer vorliegenden Hypercholesterinämie häufig die Anpassung der körpereigenen Cholesterinproduktion an die aufgenommene Menge nicht funktioniert. Diese Empfehlung wurde aufgrund unzureichender Evidenz jedoch bereits aus den amerikanischen Leitlinien gestrichen.

In Deutschland variiert die durchschnittliche Cholesterinaufnahme von etwa 250 bis 750 mg/ Tag, wobei Frauen häufig geringere Mengen zu sich nehmen als Männer.