Seit langem ist bekannt, dass Fasten, eine kalorienarme oder kohlenhydratarme, ketogene Diät aber auch hohe körperliche Anstrengungen Entzündungsreaktionen im Körper lindern können.. © Rexipe Rexipe. CC BY 2.0
Schon lange weiß man, dass Entzündungserkrankungen durch Fasten und Diäten abgemildert werden können. Wie Wissenschaftler nun herausgefunden haben, ist hierfür ein Stoffwechselprodukt verantwortlich, das der Körper unter den veränderten Bedingungen eines Energiedefizits bildet. Dieses hemmt einen zentralen Mechanismus des angeborenen Immunsystems. Die neuen Erkenntnisse könnten dabei helfen verschiedenste Entzündungserkrankungen, wie Typ-2-Diabetes, Arteriosklerose und Alzheimer-Krankheit zu behandeln.
Seit langem ist bekannt, dass Fasten, eine kalorienarme oder kohlenhydratarme, ketogene Diät aber auch hohe körperliche Anstrengungen Entzündungsreaktionen im Körper lindern können. Unter diesen Bedingungen eines Energiedefizits dienen die Ketonkörper β-Hydroxybuttersäure, Acetessigsäure und Aceton dem Körper als Energielieferanten. Wobei β-Hydroxyabuttersäure die wichtigste der drei Verbindungen darstellt. Bisher war jedoch noch unklar, wie die Immunzellen im Detail auf die veränderte Stoffwechsellage reagieren.
Um diese Frage zu klären untersuchte ein Forscherteam um Vishwa Deep Dixit von der Yale Medical School in New Haven, USA, wie das angeborene Immunsystem auf die Ketonkörper reagiert, die der Organismus beim Fasten bildet. Als Modellsystem nutzten sie Mäuse, die an Entzündungsreaktionen litten, die durch Veränderungen an dem Protein NLRP3 verursacht waren, einer Komponente des Inflammasoms. Als wichtiger Bestandteil der angeborenen Immunantwort ist das Inflammasom an vielen Entzündungsreaktionen beteiligt, die zur Entstehung von Autoimmunkrankheiten, wie etwa Typ-2-Diabetes und Arteriosklerose, beitragen. Die Forscher verabreichten den Mäusen entweder direkt β-Hydroxyabuttersäure oder fütterten sie mit einer ketogenen Diät, was ebenfalls den β-Hydroxyabuttersäure-Spiegel im Blut ansteigen ließ. Anschließend untersuchten sie, wie die Makrophagen, Immunzellen die an Entzündungsprozessen beteiligt sind, auf diese Stoffwechselveränderung reagierten und wie sich dies auf ihren Inflammasom-Komplex auswirkte. In beiden Fällen wurden die Entzündungsreaktionen abgeschwächt.
Inflammasom (inks NLRP3). Als wichtiger Bestandteil der angeborenen Immunantwort ist das Inflammasom an vielen Entzündungsreaktionen beteiligt, die zur Entstehung von Autoimmunkrankheiten, wie etwa Typ-2-Diabetes und Arteriosklerose beitragen. © A. Traina, Adipogen International, 2012. CC BY-SA 3.0.
Stoffwechselprodukte wie β-Hydroxyabuttersäure, die während einer kalorienarmen Diät, beim Fasten oder hoher körperlicher Beanspruchung gebildet werden können also die Aktivität der Inflammasom-Komponente NLRP3 abschwächen. Die Forscher hoffen nun, dass die neuen Erkenntnisse bei der Bekämpfung vieler Entzündungserkrankungen helfen werden. Das gilt auch auf Krankheiten, die auf Mutationen im NLRP3-Gen zurück gehen.
von Ute Keck
Originalpublikation:
Yun-Hee Youm, Kim Y Nguyen, Ryan W Grant, Emily L Goldberg, Monica Bodogai, Dongin Kim, Dominic D’Agostino, Noah Planavsky, Christopher Lupfer, Thirumala D Kanneganti, Seokwon Kang, Tamas L Horvath, Tarek M Fahmy, Peter A Crawford, Arya Biragyn, Emad Alnemri & Vishwa Deep Dixit. The ketone metabolite β-hydroxybutyrate blocks NLRP3 inflammasome–mediated inflammatory disease. Nature Medicine (2015). doi: 10.1038/nm.3804