Ci vis pacem, para bellum? Wie der Stoffwechsel das Immunsystem steuert

31.03.2015
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Willst Du Frieden, rüste für den Krieg' - ich bin sicher nicht kompetent genug, diesen Satz politisch zu kommentieren, darf jedoch in Bezug auf unser 'Immun-Militär' feststellen, dass die Strategie der Budgetaufstockung bisweilen in die Hose geht. Im Folgenden soll die der Zusammenhang zwischen dem Zuckerstoffwechsel und Entzündung angerissen werden.

Nachdem ich mich mit der Entstehung von T2DM beschaeftt hatte, kreiste eine Frage in meinem Kopf: Warum regulieren Zytokine wie IL-1β, TNF-α usw. den Insulinrezeptorpfad (via Serinphosphorylierung von IRS-1) herunter? Handelt es sich um einen primären Schutzmechanismus der Zellen oder verhält es sich umgekehrt und soll der Blutzuckerspiegel absichtlich hoch gehalten werden?

Wir alle kennen Otto Warburg's Entdeckung, dass Tumorzellen ihren Metabolismus weg von Oxphos zu aerober Glycolyse verschieben. Weniger bekannt indes ist, dass er 1958 ebenfalls in weissen Blutkoerperchen diesen Shift bemerkte, diesen jedoch der irrtuemlich 'mechanischen und chemischen Schaedigung der Zellen' zuschrieb.

Kürzlich veroeffentlichte Studien aus dem Lab (O'Neil, Ireland) konnten zeigen, dass dieser Wechsel hin zu Glycolysis notwendig ist fuer die Aktivierung von T-Zellen, Macrophagen usw. Alle proinflammatorischen WBCs haben einen den Tumorzellen aehnlichen Metabolismus. Beispielsweise konnte festgestellt werden, dass M1 (aktivierte Makrophagen) Succinate (Krebszyklus-Intermediate) fuer die Stabilisierung von Hif-1α in Gegenwart von Sauerstoff benutzen. Dies spielt bei der T-Zelldifferenzierung eine Rolle, wie auch dadurch bewiesen werden konnte, dass 2-Deoxyglucose als ein Glycolyse-Inhibitor aktivierte Th17 Zellen in antiinflammatorische Tregs revertieren kann.

Eine Verringerung von NAD+ inhibiert SIRT2 und somit die Deacetylierung von Tubulin, welches in acetylierter Form fuer den Aufbau des NLRP3 Inflammasom und somit für die Produktion von IL-1β notwendig ist.

Beide metebolischen Veraenderungen sind eine Konsequenz des metabolischen Shifts von Oxphos zu aerober Glycolyse und beide fuehren zu einem Boost des Entzündunsprozesses.

Vereinfacht kann man sagen, dass hier ein positiver Feedback-Loop entsteht: Ein inflammatorischer Prozess stimuiert einen Shift im Glucose-Metabolismus und dieser promotet die Entzuendung, wobei der Prozess sehr wahrscheinlich von beiden Seiten aus gestartet werden kann. Somit kann meine Frage wie folgt beantwortet werden: Eine vorruebergehende Insulinresistenz ist ein regulatorischer Schritt der Immunabwehr. Wie weit es von Bedeutung ist, dass die Intermediates der Glycolyse zugleich auch Autoantibodies bei der RA sind, sollen künftige Studien zeigen. 

Die klinische Evidenz hier ist, dass Biguanide wie Metformin auch einen prominenten antiinflammatorischen Effekt haben (vermutlich via AMPK), wie erste Studien mit Metformin bei rheumatoider Arthritis zu belegen scheinen und dass der Metabolismus insgesamt als eine profunde Target fuer künftige Therapien dienen kann - ob via Biologics und/oder einer dies berücksichtigenden Ernährung.

Artikel letztmalig aktualisiert am 02.04.2015.

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Weils Spass macht... Nein, eher ist es umgekehrt: Es macht Spass, weil die Evolution es von uns erwartet. Nun ist es mehr...
Es scheint sich immer mehr herauszukristallisieren, dass die Antwort der nicht-spezifischen Abwehr und die damit mehr...
In meinem ersten Beitrag moechte heute einmal in aller Bescheidenheit versuchen, soweit moeglich lose zusammenzutragen, mehr...

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