Nitrosativer Stress und Mitochondrio-pathie

Nitrosativer Stress ist neben einem Mangel an mitochondrialen Cofaktoren (wie Q10, Riboflavin oder Niacin) der wichtigste Auslöser für erworbene Erkrankungen der Mitochondrien. Mitochondriopathien werden typischerweise als eine vererbte Störung angesehen, von der nur wenige Menschen betroffen sind. Es gibt jedoch eine große Zahl erworbener Mitochondriopathien, die sich in unterschiedlichen Symptomen und Krankheitsbildern zeigen können. Dazu gehören chronische Müdigkeit und Energielosigkeit, sowie eine Vielzahl von chronisch-entzündlichen Erkrankungen. Mit einer speziellen Diagnostik können nitrosativer Stress und Mitochondriopathien nachgewiesen werden. Basierend auf den Ergebnissen lassen sich geeignete Therapiemaßnahmen begründen.

 

Mitochondrien

Mitochondrien sind die „Energiekraftwerke unserer Zellen“. Hier findet – größtenteils mit Hilfe des Zitratzyklus – die körpereigene Energiegewinnung in Form von ATP statt. Werden diese empfindlichen Stoffwechselprozesse gestört, fehlt unseren Zellen, Geweben und Organen die notwendige Energie für ihre gesunde Funktion. Abhängig von der individuellen Veranlagung zeigt sich der Energiemangel in den unterschiedlichsten Symptomen und Krankheitsbildern. Aber Mitochondrien können noch mehr. Sie besitzen eine eigene DNS, die ungeschützt im Inneren der Mitochondrien liegt. Die Gene der Mitochondrien-DNS kodieren einige der Proteine, die als Enzyme am Energiestoffwechsel mitwirken. Weitere Proteine sowie Fettsäuren und Zuckermoleküle werden durch die Mitochondrienmembran nach Innen transportiert, um dort dem Zitratzyklus und schließlich der ATP-Bildung zu dienen. Schäden an der Mitochondrien-DNS – zum Beispiel durch durch nitrosativen Stress – stören die Mitochondrienfunktion nachhaltig.

 

Mitochondrien im Sinne der Cellsymbiosis-Theorie

Da die Mitochondrien eine eigene DNS besitzen und in ihrem Aufbau und ihrer Größe den Bakterien ähneln, vermutet man, dass sie evolutionsbiologisch auf Bakterien zurückgehen. So postuliert die Cellsymbiosistherapie nach Dr. med. Heinrich Kremer, dass pflanzliche, tierische und menschliche Zellen – letztlich alle Eukaryoten – auf eine Fusion von Archaea und Proteobakterien zurückgehen. Das Archea-Genom reguliert demnach die Zellteilung und das Bakterien-Genom reguliert differenzierte Zellleistungen. Auf unsere heutige menschliche Zelle bezogen hieße das vereinfacht gesagt: der Zellkern reguliert die Zellteilung und das Mitochondrium reguliert differenzierte Zellleistungen wie die Energiegewinnung. Die Bedeutung der Mitochondrien wird durch diese Theorie nach einmal verdeutlicht. Ihre Funktionsstörung wird mit dem Begriff der Mitochondriopathie beschrieben.

 

Mitochondriopathie

Angeborene Mitochondriopathien (ererbte, primäre Form) sind wie gesagt relativ selten. Sie beruhen auf genetischen Mutationen, die Enzyme und Stoffwechselprozesse des Mitochondriums betreffen. Die veränderten Gene können sich direkt auf der mitochondrialen DNS befinden oder von geschädigten Genen des Zellkerns herrühren, die Proteine für die Mitochondrien kodieren. Die Symptome der ererbten Form zeigen sich meist bereits im Kindesalter und betreffen vor allem das energieabhängige Muskel- und Nervensystem. Es besteht eine starke Schwäche, Müdigkeit und Energielosigkeit. Eine ursächliche Behandlung ist nicht möglich, aber die Symptome können gelindert werden.

Erworbene Mitochondriopathien (sekundäre Form) beruhen nach Meinung von Alternativmedizinern vor allem auf nitrosativem Stress. Dieser kann durch Umweltfaktoren oder durch entzündliche Prozesse innerhalb des Körpers ausgelöst werden. Eine Beteiligung der Mitochondrien wird in medizinischen Fachkreisen bisher nur bei relativ wenigen Krankheiten diskutiert. Hierzu gehören Alzheimer, Parkinson, ALS, Diabetes mellitus, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Therapeutische Ansätze zur Regulierung der Mitochondrienfunktion werden von der Schulmedizin bisher so gut wie gar nicht genutzt.

In der ganzheitlich orientierten Medizin wird auch die große Gruppe der chronisch inflammatorischen Erkrankungen mit sekundären Mitochondriopathien in Verbindung gebracht. Außerdem bieten alternative Medizin und Naturheilkunde aus diesem Konzept bergündete ursächliche Therapiemethoden an.

 

Hier eine Liste von Krankheiten, die mit sekundären Mitochondriopathien einhergehen könnten:

• Rheumatoide Arthritis
• Kollagenosen (Lupus erythematodes, Sklerodermie, u.a.)
• Fibromyalgie
• Chronische Infektionen (Borreliose, Mononukleose, Chlamydien, Hepatitis, u.a.)
• Chronische Erschöpfung und Burnout
• Chronic fatigue syndrome (CFS)
• Multiple Sklerose
• Tumorleiden
• Metabolisches Syndrom (Diabetes, Arteriosklerose, Adipositas, Fettstoffwechelstörungen)
• Psoriasis
• Neurodermitis, Asthma und Allergien
• Migräne und chronische Kopfschmerzen
• Chronisch entzündliche Darmerkrankungen (Morbus Crohn, Colitis ulcerosa), sowie Reizdarm

 

Nitrosativer Stress

Nitrosativer Stress beruht auf einer Überproduktion von Stickstoffmonoxid (NO) im Körper. Dabei hat NO wichtige Funktionen im Körper. So spielt es bei der Signalübermittlung im Gefäß-und Nervensystem eine bedeutende Rolle und trägt als Radikal zur unspezifischen Immunabwehr bei. In den Blutgefäßen führt es zu einer Gefäßerweiterung (Vasodilatation) und verbessert somit die Durchblutung. NO wird aus der Aminosäure L-Arginin gebildet, die für ihre gefäßerweiternde Wirkung bekannt ist. So findet sich L-Arginin in Protein-Shakes von Kraftsportlern oder auch in Nahrungsergänzungsmitteln für eine Unterstützung des Herz-Kreislauf-Systems oder der Potenz bei Männern.

Bei übermäßiger NO-Produktion kann es jedoch zu Schädigungen von Proteinen und Erbsubstanz kommen, was sich wiederum in chronischen Entzündungsprozessen und Schmerzen äußern kann. Vor allem in Kombination mit oxidativem Stress reagiert NO mit Superoxidanionen zu Peroxynitrit, das die Mitochondrien schädigen kann (Inoue, 1995), (Burney, 1999).

 

Ursachen von nitrosativem Stress

Ursachen und Folgen einer vermehrten NO-Produktion bilden einen circulus vitiosus. So sind zum Beispiel chronische Entzündungen, Schmerzen und chronischer Stress sowohl Folgen als auch mögliche Ursachen von nitrosativem Stress.

Auch viele Medikamente, die eigentlich die Symptome von Krankheiten lindern sollen, tragen möglicherweise zur NO-Synthese und somit zu weiteren Zellschäden bei. NO kann also die biochemische Ursache von Medikamentennebenwirkungen sein. In diesem Zusammenhang ist es eigentlich falsch von „Neben-Wirkungen“ zu sprechen. In Wirklichkeit handelt es sich um zusätzliche Schäden an Mitochondrien und Zellen, die weitere Krankheitssymptome erzeugen. Die Nebenwirkungen mögen zunächst tolerabel erscheinen. Problematisch ist die zunehmende Schädigung der Mitochondrien, wodurch die eigentliche Krankheit mit der Zeit immer schlimmer wird. Dann heißt es, aufgrund der Eigendynamik der Krankheit würde diese an Intensität zunehmen und folglich wird die Medikamentendosis erhöht. Ein Teufelskreis entsteht, der zu multimorbiden Krankheitsbildern führen und dem Patienten seine letzten Kraftreserven rauben kann.

Nicht zuletzt können auch Umweltgifte – wie Lösungsmittel, Pestizide und Schwermetalle – aber auch HWS-Traumen (Kuklinski, 2015) nitrosativen Stress erzeugen und Mitochondriopathien auslösen.

 

Diagnose von nitrosativem Stress und Mitochondriopathie

Es gibt verschiedene Möglichkeiten nitrosativen Stress und Mitochondriopathien zu diagnostizieren. Da NO unterschiedliche Stoffwechselwege nimmt, können mehrere Stoffwechselkomplexe im Blut oder Abbauprodukte im Urin gemessen werden, die auf eine vermehrte NO-Bildung schließen lassen. Ähnlich vielfältig sind die Nachweise einer Mitochondrienstörung. Hier ein kurzer Überblick:

 

Diagnostik nitrosativer Stress:

• Citrullin im Urin: Erhöhte Werte deuten auf eine erhöhte NO-Bildung hin, da Citrullin bei der NO-Synthese aus L-Arginin und Sauerstoff entsteht. Allerdings ist Citrullin belastungsabhängig und wird von der zugeführten Arginin-Menge beeinflusst (Einnahme von L-Arginin Supplementen führt zu falsch hohen Ergebnissen).
• Nitrotyrosin im Blut: Peroxynitrit führt zur Umwandlung von Tyrosin zu Nitrotyrosin. Erhöhte Nitrotyrosin-Werte deuten somit auf nitrosativen Stress (falsch niedrige Werte können auf einem Mangel der Aminosäure Tyrosin beruhen, die ergänzend gemessen werden sollte).
• Nitrophenylessigsäure im Urin: Die Nitrophenylessigsäure ist ein Abbauprodukt von Nitrotyrosin. Erhöhte Werte bestätigen somit den nitrosativen Stress.

 

Diagnostik Mitochondriopathie:

• Mitochondriale Aktivität im Blut: Durch eine Messung des Membranpotentials von Granulozyten (Untergruppe der weißen Blutkörperchen) wird die Aktivität ihrer Mitochondrien bestimmt. Diese ist stellvertretend für die Mitochondrienfunktion des gesamten Organismus und lässt in den meisten Fällen gute Rückschlüsse zu. (Bei gestörter Immunabwehr mit Verschiebungen der Neutrophilen-Lymphozyten-Ratio zu Gunsten der neutrophilen Granulozyten können jedoch falsch gute Ergebnisse erzielt werden.)
• LDH-Isoenzyme im Blut: Die LDH-Isoenzyme werden klassischerweise zur Beurteilung von Zellschäden in der Leber und im Herzen herangezogen. Daher ist die gleichzeitige Bestimmung von Leberenzymen (GGT, GPT) und Herzenzymen (CK, Troponin) sinnvoll. Bei normalen Leber- und Herzwerten und bei Ausschluss einer Hämolyse, sprechen veränderte LDH-Iso-Werte für eine gestörte Mitochondrienfunktion.
• ATP-Messung im Blut: Ein recht aufwendiger, doch sehr genauer Test zur Beurteilung der Mitochondrienfunktion unter Belastung (Zuführen von Natriumazid hemmt den Komplex IV der Atmungskette). Es können Funktion, Kapazität und Belastbarkeit der Mitochondrien gemessen werden.
• Laktat/Pyruvat-Ratio im Blut: Bei gestörtem Energiestoffwechsel wird Pyruvat nicht ausreichend in Acetyl-CoA umgewandelt, sondern wird vermehrt zu Laktat reduziert. Ein uneffektiver anaerober Stoffwechsel ist die Folge. Die Blutprobe muss streng nüchtern und in Ruhe genommen werden, da Pyruvat sehr störanfällig ist. Einfacher ist die Bestimmung der Laktat-Dehydrogenase (LDH) im Blut. Es ist das Enzym, das für die Umwandlung von Pyruvat zu Laktat verantwortlich ist. Ist es erhöht, wird zu viel Laktat gebildet und vermutlich zu wenig Pyruvat für den Zitratzyklus zur Verfügung gestellt.

 

Diagnostik und Wirkung spezieller Mikronährstoffe

Für die gesunde Funktion der Mitochondrien werden zahlreiche Mikronährstoffe benötigt. Hierzu gehören insbesondere die Vitamine B2, B3, B6, Biotin, Folsäure, B12, Vitamin C und Vitamin D3. Die Vitamine werden meist direkt im Blut bestimmt.

Um die Versorgung mit B6, B12 und Folsäure zu bewerten, kann auch der Homocystein-Wert im Blut bestimmt werden. Ist der Wert zu hoch, fehlen die Vitamine, denn sie helfen beim Abbau des Homocysteins.

Bei Vitamin B12-Mangel kann Methylmalonsäure vermehrt im Urin gemessen werden.

Das Co-Enzym Q10 ist unentbehrlich für die Atmungskette und schützt vor Schäden der Mitochondrien durch nitrosativen Stress (Schöpfer, 2000). Es sollte gemeinsam mit L-Carnitin und einem Fettsäuretstatus im Blut gemessen werden. Omege-3-Fettsäuren sind wichtig für die Atmungskette, können aber nur mit Hilfe von L-Carnitin ausreichend verwertet werden. Denn Carnitin ermöglicht den Transport von Fettsäuren in die Mitochondrien.

Auch das ergänzend zu Vitamin D-Hochdosistherapien genommene Vitamin K2 hat offenbar eine bedeutende Wirkung auf die Mitochondrienfunktion. Es scheint am Elektronentransport in den Mitochondrien beteiligt zu sein und die ATP-Bildung zu unterstützen. (Vos, 2012).

Eine Vollblutmineralanalyse gibt Aufschluss über die Versorgung mit Mengen- und Spurenelementen. Magnesium ist wichtig für die Atmungskette und somit die Energiegewinnung in den Mitochondrien. Kupfer, Selen und Zink reduzieren oxidativen Stress. Kupfer und Zink, weil sie Bestandteil der Superoxiddismutase sind und Selen als Bestandteil der Glutathionperoxidase. Somit sind sie unentbehrlich für die antioxidativen Entgiftungsenzyme unserer Zellen. Oxidativer Stress kann bereits für sich genommen zu einem Problem werden, verstärkt jedoch – wie bereits weiter oben beschrieben – auch den nitrosativen Stress durch die Bildung von Peroxynitrit.

 

Ergänzende Diagnostik

Nitrosativer Stress und Mitochondriopathie können sich in den verschiedensten Störungen und Krankheitsbildern zeigen. In Abhängigkeit von der Anamnese, den Symptomen des Patienten und seiner Erkrankung wird eine weiterführende und ergänzende Diagnostik bestimmt. Hier eine beispielhafte Auswahl:

• Bestimmung der Leberwerte im Blut: Liegen Zellschäden oder Störungen der Synthese-/Entgiftungsfunktion vor?
• Blutfettwerte, BZ-Werte, etc.: Hinweise auf Fett- und Zuckerstoffwechselstörungen.
• Darmfloranalyse, Nachweis von Leaky-gut im Stuhl: Eine geschädigte Darmbarriere führt zu Entzündungsreaktionen im Körper und verstärkt nitrosativen Stress.
• Nachweis von Nahrungsunverträglichkeiten im Blut: IgE und IgG Antikörper sowie T-Zell vermittelte Immunreaktion auf Nahrungsmittel erzeugen Entzündungen und somit Zellstress.
• Schwermetalltest im Urin: Nach Chelatgabe kann die Belastung mit Schwermetallen ermittelt werden. Schwermetalle blockieren Stoffwechselwege, führen zu Immunstörungen, begünstigen chronische Entzündungen und verstärken somit nitrosativen Stress und Mitochondriopathie.
• Testung der Hormonachsen im Blut und Speichel: Chronischer (Zell-)Stress führt zu einer Erschöpfung der Nebennieren (Cortisol- und DHEA- Mangel). Nitrosativer Stress begünstigt autoimmune Reaktionen wie Hashimoto-Thyreoiditis.
• Nachweis von EBV und Borreliose Antikörpern im Blut: Chronische Infektionen führen zu nitrosativem Stress und Mitochondriopathie. Der geschwächte Organismus kann sich nicht mehr ausreichend gegen die Erreger zur Wehr setzen.

Nicht jeder Patient braucht die gesamte Diagnostik zu durchlaufen. Dies wäre unwirtschaftlich und ist in den meisten Fällen auch nicht nötig. Im Sinne einer Stufendiagnostik werden zuerst die naheliegendsten Werte bestimmt, die für eine zielgerichtete Therapie gebraucht werden. Im Einzelfall muss dann anhand der Krankengeschichte und dem Behandlungsverlauf abgewogen werden, welche weiterführende Diagnostik erforderlich ist.

 

Therapie von nitrosativem Stress und Mitochondriopathie

Der erste Schritt der Therapie sollte im Weglassen aller schädigenden Einflüsse bestehen, die nitrosativen Stress verursachen. Im Falle von Medikamenten wird dies nicht immer einfach sein. Auch sollten Medikamente nicht auf eigene Faust, sondern in Absprache mit dem behandelnden Arzt, abgesetzt werden.

Die weitere Therapie stützt sich auf die Anamnese und die individuellen Laborbefunde. Ein Nährstoffprofil der oben genannten Mikronährstoffe dient als Basis zur gezielten Einnahmen von Nährstoffen in der richtigen Dosierung. Hierbei spielt auch die zeitliche Reihenfolge der Einnahme und die Abfolge einzelner Therapieschritte eine wichtige Rolle. Oft wenig beachtet werden mögliche Wechselwirkung einzelner Nährstoffe untereinander oder auch mit Schadstoffen. So kann beispielsweise eine hochdosierte Vitamin B12-Einnahme bei vorhandener Quecksilberbelastung des Organismus unerwünschte Wirkungen entfalten.

Dabei kommt den Cobalaminen (B12) eine besondere Bedeutung in der Therapie von nitrosativem Stress zu. Denn sie können die Aktivität von NO dämpfen (Weinberg, 2009). Hierzu können tägliche Gaben von etwa 1mg (1000mcg) der aktiven Formen Methyl- oder Adenosylcobalamin hilfreich sein (Kuklinski, 2015). Alternativ kann auch die inaktive Form Hydroxocobalamin genommen werden. Cyanocobalamin ist weniger empfehlenswert, da es Cyanid enthält.

Liegen jedoch Quecksilberbelastungen im Körper vor (Amalgam, Impfungen, Tatoofarben), sollte bevorzugt Adenosylcobalamin verwendet werden. Methylcobalamin – das auch durch Umwandlung aus Cyano- und Hydroxocobalamin im Körper gewonnen wird – kann dem unorganischen Quecksilber (Hg2+) seine Methylgruppe spenden und so das hochtoxische Methylquecksilber (MeHg) entstehen lassen.

In dem Fall einer Schwermetallbelastung gehört also die Ausleitung der toxischen Metalle unbedingt zur Therapie des nitrosativen Stresses.

Im Allgemeinen beginnt eine Behandlung mit dem Weglassen der schädigenden Einflüsse. Dann werden Nährstoffdefizite aufgefüllt und wenn nötig der Darm saniert. Nach dieser stabilisierenden Phase kann dann eine Entgiftung und etwaige Schwermetallausleitung vorgenommen werden, usw.

 

Ein möglicher Therapieplan könnte wie folgt aussehen:

• Erste Phase: Weglassen schädigender Einflüsse, Nährstoffdefizite auffüllen, Darmsanierung, Ernährung nach speziellem Diätplan (unverträgliche Nahrungsmittel meiden, entzündungshemmende Ernährung, etc.).
• Zweite Phase: Entgiftung/ Schwermetallausleitung; wenn vorhanden Behandlung chronischer Infektionen; Regulierung der Hormonachse.
• Dritte Phase: Nachsorgephase bei Bedarf mit einzelnen hochdosierten Nährstoffen oder Erhaltungsdosis (Nahrungsergänzung); der strenge Diätplan kann meist durch eine gesunde ausgewogene Ernährung abgelöst werden.

Die einzelnen Phasen der Therapie können sich auch entsprechend des individuellen Fallverlaufs verschieben oder in ihrer Reihenfolge ändern. Wichtig ist es, nicht alle Therapieschritte auf einmal durchzuführen und wie oben beschrieben mögliche Wechselwirkungen im Auge zu behalten.

Bitte beachten Sie, dass das Konzept der sekundären Mitochondriopathien und ihre Auslösung durch nitrosativen Stress nicht dem schulmedizinischen Denken und akzeptierten Standard entspricht. Die Untersuchungen hierzu wurden jedoch von Wissenschaftlern durchgeführt, die entsprechenden Tests werden von professionellen Labors durchgeführt.

 

Wünschen Sie Hilfe bei der Diagnose und Behandlung von nitrosativem Stress und sekundärer Mitochondriopathie, dann berate ich Sie gern.

Ihr Heilpraktiker in Berlin Schöneberg,

Reinhard Clemens

 

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Quellen:

Biovis: Mitochondriopathie und nitrosativer Stress. Fachinformation 2/2011

Brouwer et al: Nitric oxide interactions with cobalamins: biochemical and functional consequences. Blood. 1996 Sep 1;88(5):1857-64. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8781445

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Burney et al: The chemistry of DNA damage from nitric oxide and peroxynitrite. Mutat Res. 1999 Mar 8;424(1-2):37-49. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10064848

Gaston: Nitric oxide and thiol groups. Biochim Biophys Acta. 1999 May 5;1411(2-3):323-33. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10320666

Inoue et al: Oxidative DNA damage induced by simultaneous generation of nitric oxide and superoxide. FEBS Lett. 1995 Aug 28;371(1):86-8. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7664890

Kuklinski: Mitochondrientherapie – die Alternative. Aurum Verlag. 4. Aufl. 2015

Rochelle et al: Interactions between hydroxocobalamin and nitric oxide (NO): evidence for a redox reaction between NO and reduced cobalamin and reversible NO binding to oxidized cobalamin. J Pharmacol Exp Ther. 1995 Oct;275(1):48-52. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7562589

Schöpfer et al: Oxidation of ubiquinol by peroxynitrite: implications for protection of mitochondria against nitrosative damage. Biochem J. 2000 Jul 1;349(Pt 1):35-42. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10861208

Soto-Urquieta et al: Curcumin restores mitochondrial functions and decreases lipid peroxidation in liver and kidneys of diabetic db/db mice. Biol Res. 2014 Dec 22;47(1):74. doi: 10.1186/0717-6287-47-74. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25723052

Van der Kuy et al: Hydroxocobalamin, a nitric oxide scavenger, in the prophylaxis of migraine: an open, pilot study. Cephalalgia. 2002 Sep;22(7):513-9. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12230592

Vos et al: Vitamin K2 is a mitochondrial electron carrier that rescues pink1 deficiency. Science. 2012 Jun 8;336(6086):1306-10. doi: 10.1126/science.1218632. Epub 2012 May 10. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Vitamin+K2+is+a+mitochondrial+electron+carrier+that+rescues+pink1+deficiency.

Weinberg et al: Inhibition of nitric oxide synthase by cobalamins and cobinamides. Free Radic Biol Med. 2009 Jun 15;46(12):1626-32. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2009.03.017. Epub 2009 Mar 27. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19328848