Eine im Fachjournal Cell veröffentlichte Studie von Forschenden der Yale-Universität zeigt, dass L-Carnitin das Pyrin-Inflammasom in Immunzellen aktiviert. Dies kann bestehende Entzündungsprozesse wie bei einer Sepsis verstärken. Die Forscher weisen darauf hin, dass die Substanz allein keine Entzündungen auslöst, sondern eine bereits vorhandene Immunreaktion verschlimmert.
Molekularer Mechanismus in Immunzellen
Forschende der Yale-Universität veröffentlichten eine Studie im Fachjournal Cell, die den genauen zellulären Signalweg von L-Carnitin beleuchtet. Der Stoff, der vor allem in rotem Fleisch und als Nahrungsergänzungsmittel im Fitnessbereich vorkommt, gelangt über den spezifischen Transporter OCTN2 (auch als SLC22A5 bekannt) in die Immunzellen. Im Inneren der Zellen hemmt L-Carnitin die Mevalonat-Kaskade, was zu einer verminderten Aktivität des Proteins RhoA führt und in der Folge das Pyrin-Inflammasom aktiviert.
Durch diese Aktivierung schüttet der Körper verstärkt den Botenstoff Interleukin-1-beta aus. Zugleich regt dies angeborene lymphoide Zellen des Typs 3 dazu an, den stark entzündungsfördernden Botenstoff IL-17a zu produzieren. Die Untersuchungen zeigten zudem eine hohe biochemische Spezifität: Die spiegelbildliche Variante D-Carnitin zeigte keinerlei vergleichbaren Effekt in den Versuchsreihen.
Ergebnisse aus dem Sepsis-Mausmodell
Um die Vorgänge im Körper nachzuvollziehen, arbeiteten Forschende mit Tiermodellen und setzten Mäuse Lipopolysacchariden (LPS) aus, einer bakteriellen Komponente, die Sepsis-Entzündungen nachahmt. Nach der LPS-Exposition sanken die Blutwerte von L-Carnitin im Plasma der Tiere drastisch ab, da der Körper die Substanz verstärkt in das Gewebe aufnimmt. Das Yale-Forscherteam beobachtete daraufhin überraschende Effekte bei der Gabe der Substanz:
Wir hatten vorausgesagt, dass die Verabreichung von Carnitin an diese Tiere ihre Überlebenschancen verbessern könnte, aber ihr Zustand hat sich tatsächlich stark verschlechtert.
Elliott, Yale-Universität, via Yale
Die zusätzliche Zufuhr von L-Carnitin führte in diesem Sepsis-Modell zu einer messbar höheren Mortalität der Versuchstiere. Wissenschaftler erklärten, dass der Abfall des Carnitinspiegels im Blut eine adaptive Schutzreaktion des Organismus darstellt.
Bei Patienten mit Sepsis, die in Intensivstationen behandelt werden, berichten einige Studien laut den Untersuchungen von Mortalitätsraten, die sich der Marke von 40 Prozent annähern. Sepsis stellt sich dabei als extrem herausfordernd dar, da ein Gros des Schadens durch eine dysregulierte Entzündungsreaktion und nicht durch die Unfähigkeit des Körpers zur Infektionsbekämpfung entsteht. Die überraschende Entdeckung, dass der Rückgang von L-Carnitin eine adaptive Reaktion darstellte, führte die Wissenschaftler erst zu der Frage, wie die Substanz die Krankheitsverläufe verschlechterte. Als besonders auffällig und schädlich erwies sich in diesem Modell schließlich der Einfluss des Entzündungsfaktors IL-17.
Therapeutische Blockade und offene Fragen
Die Verabreichung von Antibiotika veränderte den Signalweg in den Versuchen nicht, womit das Team eine Beteiligung des Darmmikrobioms ausschließen konnte. Stattdessen zeigte sich in Versuchen mit einem Glycerin-induzierten Rhabdomyolyse-Modell, bei dem schwerer Muskelzerfall körpereigenes L-Carnitin freisetzt, dass rund 50 Prozent der Wildtyp-Mäuse starben.
Bislang hat man bei der Behandlung von Sepsis im Bereich des medizinischen Fortschritts lediglich gelernt, wie man Flüssigkeiten, Antibiotika und blutdruckunterstützende Medikamente besser verabreicht. Als potenzieller neuer Zielpunkt für die Forschung rückt nun IL-17 in den Fokus, wobei noch untersucht werden muss, ob eine Blockade dieses Botenstoffs letztlich einer bestimmten Untergruppe von Sepsis-Patienten zugutekommen könnte. Das Forschungsteam betonte jedoch ausdrücklich, dass die Daten keinen direkten Beweis dafür liefern, dass der normale Konsum von rotem Fleisch oder handelsüblichen Nahrungsergänzungsmitteln bei gesunden Menschen sofort Entzündungen auslöst. Weitere klinische Untersuchungen sind nötig, um die Relevanz der Signalachse bei bereits erkrankten Patienten zu bewerten.
Weiterlesen
