Alpha-Oxidation oder α-Oxidation ist die Bezeichnung für die enzymatische Verkürzung von Fettsäurederivaten, die eine Methylgruppe (CH3-) enthalten, die an das beta- (β) gelegene Kohlenstoffatom zur Carboxylatgruppe (-COO-) gebunden ist. Die Alpha-Oxidation ist nur einer von mehreren Prozessen und beinhaltet die Metabolisierung bestimmter Fettsäuren in den Peroxisomen eukaryontischer Zellen. Eine unzureichende Alpha-Oxidation im menschlichen Organismus führt zu einer starken Ansammlung von Phytansäure, die eng mit der Refsum-Krankheit verbunden ist. Es ist bekannt, dass diese genetische Störung eine Vielzahl von Störungen hervorruft, von denen viele nicht lebensbedrohlich sind. Die meisten Fälle der Refsum-Krankheit sind mit Mutationen im PHYH-Gen verbunden.
Strukturell ist das ursprüngliche Carboxylat an Coenzym A gebunden und kann als ···CH2CH(Me)CH2-COO-(CoA) oder Phytanoyl-CoA gezeichnet werden, wobei die Struktur des Coenzyms nicht ausgeschrieben ist und das CH3 an β- Kohlenstoffatom wird als „Me“ geschrieben – was für Methyl steht – um die Visualisierung zu vereinfachen. Wenn man die Kohlenstoffatome (C) identifiziert – von rechts nach links, ohne die CoA-Koenzym-Kohlenstoffe zu zählen – gibt es den Carboxylat-Kohlenstoff, dann den α-Kohlenstoff, dann den β-Kohlenstoff und den γ-Kohlenstoff. Kohlenstoffatome links von der γ-Position sind zur Vereinfachung ausgeschlossen. Der biologische Prozess erfordert ein Enzym, da spezifisch an der Beta-Stelle angelagertes Methyl den Stoffwechsel behindert.
Im ersten Schritt des mehrstufigen Verfahrens wird am α-Kohlenstoff ein Wasserstoffatom durch eine Hydroxylgruppe (-OH) ersetzt. Das Ergebnis ist die Struktur ···CH2CH(Me)CH(OH)-COO-(CoA). Als nächstes folgt eine Decarboxylierung, gekoppelt mit einer Oxidation, um ···CH2CH(Me)-COO-(CoA) zu ergeben. Der Alpha-Oxidation folgt ein weiterer Stoffwechselschritt, der Beta-Oxidation genannt wird. Leider wird das Versagen des Alpha-Oxidationsprozesses durch diesen letzteren Prozess nicht abgedeckt – Phytansäure wird nicht durch Beta-Oxidation oder einen anderen Fettsäure-Stoffwechselprozess metabolisiert.
Da die Refsum-Krankheit eng mit einem Überschuss an Phytansäure zusammenhängt und Phytansäure direkt aus der Nahrung stammt, hat ein Großteil der individuellen Behandlung mit der Ernährung zu tun. Es kommt insbesondere in Milchprodukten, Rindfleisch, Lamm und bestimmten Fischen vor – einschließlich Thunfisch, Kabeljau und Schellfisch. Bei einigen Personen kann ein schwieriges und kostspieliges Blutfiltrationsverfahren namens Plasmapherese verwendet werden. Die weniger juckenden Haut- und Muskeldegenerationsprobleme können mit einer Behandlung gelöst werden, und eines Tages hofft man, dass eine enzymatische Behandlung den Aufbau von Phytansäure und damit die ernsteren Probleme von Refsum reduzieren kann. Derzeit kann das Ergebnis jedoch so schwerwiegend sein wie der Tod durch Herzrhythmusstörungen.