Infektionen: Gib dem Virus Zucker

2. Dezember 2016
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Bei vielen Krankheiten sinkt der Appetit gegen null. Forscher haben jetzt nachgewiesen, dass Nahrungsverzicht im Kampf gegen bakterielle Infektionen hilft. Unser Immunsystem profitiert ebenfalls. Bei Viren verhält es sich genau andersherum.

Eine alte Volksweisheit muss auf dem Prüfstand. „Feed a cold and starve a fever“ („Füttere eine Erkältung und hungere ein Fieber aus“) – das lernen Kinder im angloamerikanischen Raum von ihren Großeltern. Professor Dr. Ruslan M. Medzhitov interpretiert den Spruch jetzt neu. “Cold” steht für virale Infektionen, während „fever“ auf bakterielle Infektionen hindeutet.

Tödliche Nahrung

Medzhitov forscht als Immunologe an der Yale School of Medicine. Er ging dabei von folgender Fragestellung aus: Kämpft unser Körper gegen Pathogene, verringert sich der Appetit. Ist diese biologische Reaktion sinnvoll?

Ruslan Medzhitov

Ruslan M. Medzhitov. Foto: Yale School of Medicine

Zusammen mit Kollegen konzipierte der Wissenschaftler ein Experiment. Er infizierte Mäuse mit dem Bakterium Listeria monocytogenes oder mit einem murinen, Influenza-ähnlichen Virus. Anschließend wurden die Nager mit Standardkost oder mit physiologischer Kochsalzlösung zwangsernährt. Tiere mit bakteriellem Infekt starben, falls sie Nahrung erhielten. In der Gruppe mit Natriumchlorid überlebte zumindest jede zweite Maus.

Hatten sie zuvor einen Virus erhalten, war das Verhältnis genau anders herum. Rund 78 Prozent in der Nahrungsgruppe und zehn Prozent in der Kochsalzgruppe überlebten.

Zellen im Zuckerrausch

Jetzt wurden die verwendeten Nahrungsmittel genau unter die Lupe genommen. Ruslan Medzhitov fand heraus, dass Glukose von zentraler Bedeutung ist. Verhinderte er die Aufnahme des Zuckers durch den Inhibitor 2-Deoxy-D-glukose (2-DG), überlebten Tiere der Bakteriengruppe, während es in der Virusgruppe zu einer hohen Mortalität kam. Damit trat genau das Gegenteil des ersten Versuchs ein.

Zum Hintergrund: Um den schädlichen Effekt reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) bei bakteriellen Infektionen zu minimieren, benötigen Zellen Ketone. Beim Fasten entstehen durch den Abbau von Fettsäuren Ketonkörper in der Leber: eine Alternative zur Bereitstellung von Glukose aus Kohlenhydraten. Diese Ketogenese ist schon lange bekannt, erscheint aber jetzt in einem völlig neuen Zusammenhang. Ganz anders sieht die Sache im Falle von viralen Infekten aus. Zellen reagieren auf falsche Eiweiße mit einer Unfolded Protein Response (UPR, Antwort auf ungefaltete Proteine). Dieser Vorgang benötigt Glukose.

Wie ist Medzhitovs Studie zu bewerten? Da sich Menschen und Mäuse in den entscheidenden Stoffwechselschritten gleichen, hofft der Forscher, Patienten mit schwerwiegenden Infekten künftig besser behandeln zu können. Weitere Untersuchungen bestätigen seine Annahme, dass sich Erkenntnisse aus Tierexperimenten auf Menschen übertragen lassen.

Dem Inflammasom geht´s an den Kragen

Dixit

Vishwa Deep Dixit. Foto: Yale School of Medicine

Bereits anderthalb Jahre zuvor entschlüsselte Vishwa Deep Dixit von der Yale School of Medicine einen Zusammenhang zwischen Fasten und entzündlichen Prozessen. Beim Verzicht auf Nahrung entsteht unter anderem Betahydroxybutyrat (BHB). Nach längerer Fastenzeit erreicht der Metabolit im Blutplasma relevante Konzentrationen. BHB inhibiert Entzündungsprozesse über das NLRP3-Inflammasom als Zielstruktur. Dieser Proteinkomplex befindet sich im Zytosol von Makrophagen und neutrophilen Granulozyten. Er wird unter anderem von Bakterien stimuliert. Über mehrere Stufen entstehen schließlich aktive Interleukine, die Entzündungsreaktionen auslösen.

Die Wissenschaftler experimentierten in diesem Fall nicht nur mit Mäusen, sondern auch mit menschlichen Zellen. Sie fanden heraus, dass sowohl gezielte Gaben von Betahydroxybutyrat als auch ketogene Diäten Entzündungsreaktionen verringerten. Damit fanden sie weit vor Medzhitovs Arbeit einen Beweis, dass der Stoffwechsel inflammatorische Vorgänge beeinflusst.

Immunzellen auf dem Recyclinghof

Valter Longo

Valter D. Longo. Foto: SC Leonard Davis School of Gerontology

Der Effekt ist jedoch komplexer als angenommen. Hungern Säugetiere, beginnt ihr Körper, Zellen des Immunsystems zu regenerieren. Zu dieser Erkenntnis ist Valter D. Longo von der University of Southern California, Los Angeles, gekommen. Bei Versuchstieren zögerte intermittierendes Fasten die Immunoseneszenz heraus. Darunter versteht man die nachlassende Leistungsfähigkeit des Immunsystems mit zunehmendem Lebensalter.

Longo nahm anschließend 19 gesunde Probanden in eine Pilotstudie auf. Sie nahmen an jeweils fünf Tagen pro Monat statt der üblichen 2.000 bis 3.000 Kilokalorien lediglich 1.090 (Tag eins) beziehungsweise 725 Kilokalorien (Tage zwei bis fünf) auf. Ihr Nüchternblutzucker verringerte sich um elf Prozent. Die Ketonkörper stiegen um den Faktor 3,7 an, die IGF-1-Werte sanken um 24 Prozent, und der IGFBP-1-Wert stieg um 50 Prozent an. Durch das spezielle Programm normalisierte sich ihr vor Studienbeginn leicht erhöhter Spiegel an C-reaktivem Protein. Auch einen leichten Anstieg der Stammzellen des Immunsystems im Blut hat Longo nachgewiesen.

Viele Puzzleteile zeigen, dass unser Stoffwechsel das Immunsystem beeinflusst. Welchen Wert die Erkenntnis in der klinischen Praxis hat, ist momentan aber unklar. Diese Frage lässt sich nur durch weitere Studien beantworten.

144 Wertungen (4.41 ø)

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7 Kommentare:

Apothekerin Vesna Golubovic-Rönsch
Apothekerin Vesna Golubovic-Rönsch

Meiner Meinung nach ist das der Beweis dass Biochemie, wie ich mir immer, gewünscht habe endlich Beweise liefert die notwendig sind unsere Gesundheit zu fordern! Ich habe jahrelang im Biochemie Labor, im Ausland, gearbeitet und weiss wieviel man mit den neuen Erkenntnisse uns helfen kann. Und Tierversuche.?! Ah ja ,irgendwie müssen die Wissenschaftler experimentieren oder!? Danke Herr van den Heuvel für diese tollen Artikel!
Vesna Rönsch
Apothekerin

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Altenpflegerin

Müssen diese Tierversuchen denn wirklich noch sein? Wenn ich diese Dinge lese, wie die Tiere absichtlich krank gemacht werden und anschließend zwangsenährt dann finde ich das nicht richtig. Wenn man solche Erkenntnisse doch auch durch Forschung an Zellstrukturen gewinnen kann, dann sollte doch kein Tier mehr sterben müssen

#6 |
  10

M.E. sollte man bei normalen Infekten, ob viral oder bakteriell bedingt, den Körper entscheiden lassen. In der Regel signalisiert er einem doch recht zuverlässig, wann einem der Sinn nach Nahrung steht und wann nicht. Sich im angeschlagenen Zustand widerwillig etwas einzuverleiben, erscheint mir ebenso wenig hilfreich wie das “Darben” bei Appetit. Die vorliegenden Studienergebnisse erscheinen mir doch etwas vage. Zumndest bei herkömmlichen grippalen Infekten etc. scheint mir ein allzu wissenschftliches Herangehen eher kontraproduktiv. Aber das muss jeder für sich entscheiden.

#5 |
  2
Nichtmedizinische Berufe

Mir tun die Mäuse leid. Erst krankgemacht und dann zwangsernährt – gemeines Experiment. Wer Tiere beobachtet oder Haustiere hat, bemerkt, dass sie IMMER hungern, so bald eine Infektion im Anmarsch ist

#4 |
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Entschuldigung: natürlich genau umgekehrt müsste es “richtig” sein!

#3 |
  2

Interpretiere ich das als Praktiker jetzt richtig: bei einem grippalen Effekt (mutmaßlich viral) = 3 Tage hungern; anschließend (bakterielle Phase) ordentlich essen (auch wenn der Appetit schwächelt)?

#2 |
  9
Psychotherapeut

Meiner Meinung nach ist das ein indirekter Beleg dafür, warum Fasten gesundheitsfördernd sein kann. Was meinen die anderen KollegInnen?

#1 |
  7
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