Fetts¨auren

In Tabelle 5.1 sind die f¨ur menschlichen Organismus wichtigsten Fetts¨auren gezeigt, wobei sie in ges¨attigte (keine Doppelbindungen) und unges¨attigte (mindestens eine Doppelbindung) unterschieden werden.

ges¨attigte Fetts¨auren unges¨attigte Fetts¨auren Myristins¨aure 14:0 Ols¨aure 18:1¨ Palmitins¨aure 16:0 Linols¨aure 18:2

Stearins¨aure 18:0 Linolens¨aure 18:3 Arachins¨aure 20:0 Arachidons¨aure 20:4

Tabelle 5.1:die f¨ur den Menschen wichtigen Fetts¨auren, unterteilt in ges¨attigte und un-ges¨attigte; hinter den Fetts¨auren ist immer die Anzahl der Kohlenstoffatome in Relation zu den Doppelbindungen angegeben.

F¨ur die Untersuchungen wurden f¨unf unterschiedliche Fetts¨auren ausgew¨ahlt. Diese sollten sich dabei nur in der Anzahl der isolierten Doppelbindungen unterscheiden, die Kettenl¨ange sollte gleich bleiben. F¨ur die Fetts¨auren von null bis drei Doppel-bindungen konnten die entsprechenden Eigenschaften gefunden werden bei Stea-rins¨aure (18:0), ¨Ols¨aure (18:1), Linols¨aure (18:2) und Linolens¨aure (18:3). Lediglich f¨ur die Fetts¨aure mit vier Doppelbindungen musste eine l¨angere verwendet werden, Arachidons¨aure (20:4). Die Strukturmodelle der f¨unf Fetts¨auren sind in Abbildung 5.2 gezeigt. Die verschiedenen Fetts¨auren wurden hinsichtlich ihrer Oxidierbarkeit, ihrem Einfluß auf das Ratensystem und ihrem Verhalten unter UVA-Bestrahlung untersucht. Alle wurden von Sigma-Aldrich bezogen mit einer Reinheit von ¨uber 98%.

5.1. MATERIALIEN

Stearinsäure

Linolensäure

Arachidonsäure

Linolsäure Ölsäure

Abbildung 5.2: Molek¨ulstruktur der verwendeten Fetts¨auren

Stearins¨aure oder Octadecans¨aure hC₁₇H₃₅COOHi (mM = 284,48 g/mol) ist eine ges¨attigte Fetts¨aure, deren Salze Stearate heißen. Diese werden h¨aufig in der Kos-metikindustrie verwendet und finden sich in nahezu allen Hautcremes. In der Form von Glycerinstearaten, einer Untergruppe der Lipide, tritt die S¨aure in nahezu allen pflanzlichen und tierischen Fetten und ¨Olen auf. Stearins¨aure liegt unter Normalbe-dingungen als weiße, fettige Pl¨attchen vor, die in Wasser fast unl¨oslich sind, sich in Ethanol aber gut l¨osen.

Die Ols¨¨ aure oder cis-9-Octadecens¨aure hC17H33COOHi (mM = 282,46 g/mol) ist der wichtigste Vertreter der einfach unges¨attigten Fetts¨auren und liegt in der nat¨ur-lichen Form in der cis-Konfiguration vor mit einer Doppelbindung zwischen dem neunten und zehnten Kohlenstoffatom. Ebenso wie die Stearate werden die Oleate h¨aufig in Kosmetika verwendet. Als Triglycerid kommt es in fast allen nat¨urlichen Olen vor (in Sonneblumen¨ol bis zu 93%). Die ¨¨ Ols¨aure ist unl¨oslich in Wasser und unter Normalbedingungen eine farblose, ¨olige und fast geruchslose Fl¨ussigkeit, die nur langsam an der Luft unter Gelbf¨arbung oxidiert.

KAPITEL 5. SINGULETT-SAUERSTOFF-INTERAKTION MIT BIOMOLEK ¨ULEN

Linols¨aure oder (cis,cis)-Octadeca-9,12-diens¨aure hC17H31COOHi (mM = 280,45 g/mol)ist ein essentieller N¨ahrstoff, den der menschliche K¨orper ¨uber die Nahrung aufnehmen muss. Linols¨aure ist ein regelm¨aßiger Bestandteil der menschlichen Haut, speziell der Epidermis. Sie ist in vielen pflanzlichen ¨Olen, wie Soja¨ol und Sonnen-blumen¨ol, enthalten. Ebenso wie die ¨Ols¨aure ist sie unter Normalbedingungen eine farblose, ¨olige und fast geruchlose Fl¨ussigkeit, die oxidationsempfindlich ist und an Luft unter Gelbf¨arbung altert. Sie l¨ost sich nur sehr schlecht in Wasser (139 mg/L), aber gut in vielen organischen L¨osungsmitteln, wie Ethanol oder Chloroform.

α-Linolens¨aure oder (all-cis)-Octadeca-9,12,15-triens¨aure hC17H29COOHi(mM = 278,43 g/mol) ist wiederum ein essentieller N¨ahrstoff und spielt eine wichtige Rolle bei Entz¨undungsprozessen und wirkt dabei entz¨undungshemmend. Mit den h¨ochsten Gehalt von bis zu 65% an Linolens¨aure besitzt Chia¨ol, das aus der salbei¨ahnlichen Chia-Pflanze gewonnen wird. Reine Linolens¨aure ist unter Normalbedingungen farb-los, ¨olig und fast geruchfarb-los, sie ist aber sehr oxidationsempfindlich und altert an Luft rasch unter Gelbf¨arbung. Sie ist unl¨oslich in Wasser, l¨ost sich aber in vielen organi-schen L¨osungmitteln.

Arachidons¨aure oder (all-cis)Eicosa-5,8,11,14-tetraens¨aure hC19H31COOHi (mM

= 304,47 g/mol) ist eine vierfach unges¨attigte Fetts¨aure, die nicht in Pflanzen vorkommt. Sie wird in jedem tierischen oder menschlichen K¨orper aus Linols¨aure gebildet oder ¨uber die Nahrung aufgenommen. Der Arachidons¨aure-Metabolismus stellt einen der Hauptsignal¨ubertragungswege bei der Entstehung von Schmerz und Entz¨undungen dar. In ihrer veresterten (physiologisch inaktiven) Form ist sie vor allem in Zellmembranen lokalisiert und kann durch die Phospholipase A2 freige-setzt werden. Die farblose, ¨olige und fast geruchlose Arachidons¨aure oxidiert an Luft rasch zu eine gelblichen, ranzig riechenden Fl¨ussigkeit. Sie l¨ost sich gut in unpolaren L¨osungsmitteln und ist praktisch unl¨oslich in Wasser.

Transmissionsspektren

Als Ausgangsbasis f¨ur weitere Untersuchungen wurden die Transmissionsspektren der f¨unf Fetts¨auren gemessen. Es wurde darauf geachtet, dass die Messungen bei fri-schen, also kaum durch Autooxidation verunreinigten, L¨osungen erfolgt. Es wurde

5.1. MATERIALIEN

bei jeder Fetts¨aure eine Konzentration von 50 mmol/L verwendet und die Transmis-sion im Wellenl¨angenbereich von 200 nm bis 400 nm in einer 1 cm Quarzglas-K¨uvette von Hellma (M¨ullheim, Deutschland) mit dem Spektrophotometer (Beckman DU 640) aufgenommen.

0 20 40 60 80 100

200 250 300 350 400

Transmission [%]

Wellenlänge [nm]

Stearinsäure 18:0 Ölsäure 18:1 Linolsäure 18:2 Linolensäure 18:3 Arachidonsäure 20:4

355 nm 355 nm

UVC

UVB UVA

Abbildung 5.3:Absorptionsspektren der f¨unf Fetts¨auren, mit eingezeichnet sind die ver-schiedenen UV-Bereiche und die Laserwellenl¨ange bei 355 nm

Wie in Abbildung 5.3 zu sehen ist, absorbieren alle Fetts¨auren sehr gut im UVC-Bereich, bis auf die Stearins¨aure tritt auch noch Absorption im UVB-Bereich auf.

UVA-Strahlung wird hingegen nur noch von Linol-, Linolen- und Arachidons¨aure absorbiert. Bei einer Laserstrahlung von 355 nm absorbiert Arachidons¨aure noch etwa 5% der eingestahlten Energie. Auf eine Darstellung der Transmissionspektren der verschiedenen Proteine ist verzichtet worden, da diese nicht im Bereich der An-regungswellenl¨ange von 355 nm, bzw. 532 nm absorbieren.

KAPITEL 5. SINGULETT-SAUERSTOFF-INTERAKTION MIT BIOMOLEK ¨ULEN