Darmflora, Carnitin und das kardiale Risiko von Fleischessern

pa

Cleveland – Der Verzehr von rotem Fleisch führt bei Fleischliebhabern, nicht aber bei Vegetariern zu einem Anstieg eines Stoffwechselprodukts von Carnitin, das in tierex­perimentellen Studien in Nature Medicine (2013; doi: 10.1038/nm.3145) die Bildung von atherosklerotischen Plaques förderte und beim Menschen mit einer erhöhten Rate von Herzerkrankungen assoziiert war. Die Studie wirft Fragen zur Sicherheit von Carnitin in Nahrungsergänzungsmitteln auf, die ohne Prüfung in klinischen Zulassungsstudien vertrieben werden dürfen. Auch Anhänger einer Paläo-Diät sollten sich Fragen stellen.

Die Metabolom-Analyse, die eine Inventur aller Substanzen in Körperflüssigkeiten ermög­licht, hat in den letzten Jahren zu neuen Einsichten in den Stoffwechsel geführt. So konnte Stanley Hazen von der Cleveland Clinic in Ohio vor zwei Jahren in Nature (2011; 472: 57-63) zeigen, dass Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen häufig erhöhte Konzentrationen von Trimethylamin-Oxid (TMAO) im Blut haben.

Damals vermutete Hazen, dass der Vorläufer Trimethylamin (TMA) – ein einfaches Mole­kül, in dem ein Stickstoff-Atom mit drei Methylgruppen verbunden ist – vor allem als Abbauprodukt von Cholin im Körper auftritt. Jetzt kann Hazen zeigen, dass es eine zweite wichtige Quelle gibt: Carnitin ist ein Bestandteil der Muskulatur, das der Mensch über den Verzehr von rotem Fleisch zu sich nimmt, und zwar in beachtlichen Mengen. Laut Hazen besteht etwa 2 Prozent der westlichen Ernährung aus Carnitin oder cholinhaltigen Fettsäuren.

Der Verzehr von rotem Fleisch ist in den letzten Jahren mehrfach in epidemiologischen Studien mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität an Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht worden. Zuletzt hatte eine Interventionsstudie aus Spanien gezeigt, dass eine mediterrane Diät (die den Verzehr von rotem Fleisch vermeidet) bereits nach 4,8 Jahren die Rate von Herz-Kreislauf-Erkrankungen um 30 Prozent senkt (NEJM 2013; 368: 1279-1290).

Jetzt kann Hazen seine Hypothese durch eine Reihe von Experimenten stützen. In einem Versuch wurde sechs Probanden ein Lendensteak mit etwa 180 mg L-Carnitin (nur das links-drehende Enantiomer ist stoffwechselaktiv) zusammen mit einer Kapsel mit 250 mg L-Carnitin serviert. Die anschließende Blutuntersuchung zeigte, dass bei es fünf der sechs Probanden zu einem starken Anstieg der TMAO-Konzentration im Blut kam, bei der sechsten Probandin blieb er aus. Diese Person war Veganerin, die anderen gaben einen erhöhten Verzehr von rotem Fleisch an. Die Befunde wurden in weiteren Untersuchungen an 23 Vegetariern und Veganern und 51 Fleischessern bestätigt.

Dass selbst die L-Carnitin-Kapseln bei Vegetariern und Veganern keinen TMAO-Anstieg bewirken, erklärt Hazen durch die Besonderheiten der Darmflora. Die bakterielle Besiedlung des Darms ändert sich mit der Ernährung, und die Probanden, die seit mindestens einem Jahr vegetarisch oder vegan lebten, haben nach einer Hypothese von Hazen weniger Bakterien im Darm, die Carnitin in TMA umwandeln können. Die Metabolisierung in TMAO erfolgt nach der Resorption aus dem Darm in der Leber.

Stuhlanalysen der Probanden aus Hazens Studie zeigten, dass die Darmflora von Vegetariern und Veganern den Enterotyp 1 aufweist, bei dem Bacteroides dominieren. Bei den Fleischessern lag der Enterotyp 2 vor, bei dem Prevotella überwiegen. Bacteroides und Prevotella stehen allerdings nur stellvertretend für eine ganze Reihe von Veränderungen in der Darmflora, und bisher ist nicht klar, welche Bakterienspezies tatsächlich für die Bildung in TMA verantwortlich sind.

Experimente an Mäusen unterstrichen die obligatorische Rolle der Darmflora. Bei keimfrei gehaltenen Tieren (deren Darm steril bleibt) kam es nach Carnitin-Belastung nicht zu einem Anstieg der TMAO-Konzentration im Blut. Sie trat erst auf, wenn der Darm der Tiere mit Bakterien kolonisiert war (nach einer längeren Haltung in konventionellen Käfigen). Hazen kann zeigen, dass die TMAO-Bildung bei einer genetisch anfälligen Mäuse-Art die Entwicklung einer Atherosklerose fördert. Sie blieb aus, wenn die Darmflora durch Antibiotika dauerhaft supprimiert wurde.

Hazen führt die atherogene Wirkung von TMAO auf eine Störung des Cholesterin­stoffwechsels in Darm, Leber und Makrophagen zurück. Es könnte sein, dass unter TMAO vermehrt Cholesterin in den Gefäßwänden eingelagert und dadurch die Atherosklerose gefördert wird. Die Experimente liefern eine schlüssige Erklärung für eine schädliche Wirkung von TMAO, ob sie allerdings beim Menschen relevant ist, müssen epidemiologische Studien zeigen.

Hazen hat deshalb eine Gruppe von 2.500 kardialen Patienten untersucht. Er fand tatsächlich eine Assoziation zwischen dem Carnitin-Blutspiegel und dem Ausmaß der koronaren Herzkrankheit. Sie konnte in weiteren Analysen auf den Einfluss von TMAO zurückgeführt werden, und bei Patienten mit den höchsten TMAO-Konzentrationen im Blut kam es in den folgenden 3 Jahren am häufigsten zu kardialen Ereignissen.

Nahrungsergänzungsmittel möglicherweise mit Risiken
Bevor die medizinischen Fachgesellschaften TMAO als Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen akzeptieren, dürften sicherlich weitere Untersuchungen notwendig sein. Wenn Hazen allerdings Recht hat, könnten sich daraus neue Perspektiven ergeben. Sie betreffen auch den Einsatz von Carnitin als Nahrungsergänzungsmittel, der möglicher­weise mit bisher nicht bekannten Risiken verbunden ist.

Zahlreiche Präparate sind im Handel. Sie werden als leistungssteigernde Mittel für Sportler und „Fettverbrenner“ zur Unterstützung von Diäten beworben, ohne dass die Hersteller diese Wirkungen durch randomisierte klinische Studien belegen müssten. Die wenigen unabhängigen Untersuchungen haben laut Hazen widersprüchliche Ergebnisse geliefert.

Nur schwer nachweisen lässt sich der Einfluss von Diäten auf das Herz-Kreislauf-Risiko. Zu denken geben sollten die Ergebnisse jedoch den Anhängern der Paläo-Diät, die die Ansicht vertreten, der Mensch sein von Natur aus ein Fleischfresser und genetisch nicht an eine moderne „Zivilisationskost“ angepasst. Kürzlich veröffentlichte Studien haben allerdings gezeigt, dass der Mensch schon vor der Steinzeit eine Atherosklerose entwickeln konnte, wenn er denn das entsprechende Lebensalter erreichte. © rme/aerzteblatt.de