„Was hat der Stoffwechsel meiner Immunzellen damit zu tun, ob mein Körper entzündet bleibt oder heilt?“
Vielleicht hast du bemerkt, dass du seit Bauchfett oder Blutzucker gestiegen sind, Infekte länger dauern oder kleine Wunden langsamer heilen. Oder du hast gelesen, Übergewicht sei „entzündlich“, und fragst dich, was Immunzellen mit deinem Essen zu tun haben.
Die mechanische Sicht trennt die Fächer: Die Immunologie kümmert sich um die Abwehr, die Diabetologie um den Zucker. Diese Arbeitsteilung hat beiden Feldern Tiefe gegeben. Und trotzdem: Warum geraten Abwehr und Stoffwechsel so oft gemeinsam aus dem Takt?
Die energetische Sicht sagt: Abwehr kostet Kraft, und ein erschöpfter Körper wehrt sich schlechter. Sie spürt richtig, dass Immunität eine Frage der Energie ist. Und trotzdem: Wie entscheidet eine einzelne Immunzelle, wofür sie ihre Energie einsetzt?
Die biologische Sicht schaut in die Immunzelle hinein, auf ihren eigenen Stoffwechsel.
Oft heißt es: „Krankes muss man zerstören oder blockieren.“ Eine entzündliche Immunzelle ist nicht defekt, sie folgt ihrem Zellstoffwechsel. Wer nur blockiert, ändert nicht, was sie im Angriffsmodus hält; das Brennstoffangebot entscheidet mit.
Was im Körper passiert
Stell dir eine Immunzelle als Fahrzeug mit zwei Motoren vor. Der eine ist ein Sprinter: Er verbrennt Zucker schnell über die Glykolyse und liefert sofort Energie und Bausteine, aber wenig pro Zuckermolekül. Der andere ist ein Langläufer: Er arbeitet in den Mitochondrien, gewinnt aus Zucker und Fett viel mehr Energie, braucht aber mehr Zeit.
Welcher Motor läuft, hängt mit der Aufgabe zusammen. Eine Fresszelle, die Bakterien angreift, schaltet auf den Sprinter um, auch wenn genug Sauerstoff da ist. Eine Fresszelle, die Gewebe repariert, oder eine regulatorische T-Zelle, die die Abwehr beruhigt, nutzt den Langläufer (Zelle, Tier; O'Neill et al. 2016). Die Mitochondrien sind dabei mehr als ein Kraftwerk. Im Angriffsmodus staut sich in ihnen Succinat, und dieses Signal schaltet die Bildung von Interleukin-1-beta an (Zelle, Tier; Tannahill et al. 2013). Mitochondrien wirken hier als Sensor und als Effektor.
Wozu? Angriff braucht Tempo, Heilung braucht Ausdauer. Der Wechsel ist sinnvoll, solange die Zelle wieder zurückschaltet. Liefert der Körper dauerhaft Zucker und Fett im Überfluss und meldet das Gewebe Gefahr, bleibt der Sprinter länger an (Modell nach Hotamisligil 2017).
Lange arbeiteten Immunologie und Stoffwechselforschung getrennt. In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass beide Felder dieselbe Frage stellen: Woher nimmt eine Zelle ihre Energie, und was macht sie damit? O'Neill, Kishton und Rathmell haben 2016 die Grundlagen für Immunologinnen zusammengefasst, und seitdem gilt der Zellstoffwechsel als Schalter der Abwehr, nicht nur als ihr Treibstoff (O'Neill et al. 2016).
Dieser Beitrag bleibt in der Zelle. Wie die Entzündung aus dem Bauchfett das metabolische Syndrom antreibt, steht im Beitrag Metaflammation beim metabolischen Syndrom; eine kurze Antwort für den Alltag gibt Wie hängen Immunsystem und Stoffwechsel zusammen?
Was ist Immunmetabolismus?
Immunmetabolismus beschreibt die Schnittstelle von Immunsystem und Stoffwechsel in zwei Richtungen. Die erste liegt in der Zelle: Der eigene Stoffwechsel einer Immunzelle bestimmt mit, ob sie angreift, aufräumt oder ruht (O'Neill et al. 2016). Die zweite betrifft den ganzen Körper: Botenstoffe der Abwehr verändern, wie Leber, Muskeln und Fettgewebe mit Zucker und Fett umgehen. Diese zweite Richtung ist beim metabolischen Syndrom als Metaflammation beschrieben (Hotamisligil 2017).
Wie viel Energie die Abwehr kostet, zeigt ein schwerer Infekt. Der Körper wird hypermetabolisch, er verbraucht mehr Energie als sonst, und aktivierte Immunzellen nehmen große Mengen Zucker auf (Lehrbuchwissen). Die Abwehr ist also ein eigener großer Verbraucher im Stoffwechsel.
Glykolyse oder Mitochondrien: zwei Betriebsarten der Immunzellen
Bei Makrophagen ist der Wechsel am besten untersucht. Werden sie durch Bakterienbestandteile aktiviert, steigern sie die Glykolyse und bilden Laktat, obwohl Sauerstoff da ist; in Anlehnung an Tumorzellen wird das auch Warburg-Effekt genannt. Makrophagen, die mit Botenstoffen der Gewebereparatur angeregt werden, nutzen dagegen vor allem die Atmungskette in den Mitochondrien und verbrennen Fettsäuren (Zelle, Tier; O'Neill et al. 2016).
Bei T-Zellen ist es ähnlich. Ruhende T-Zellen arbeiten sparsam mit ihren Mitochondrien. Aktivierte T-Zellen, die sich schnell teilen müssen, schalten auf Glykolyse und den Abbau der Aminosäure Glutamin um. Gedächtnis-T-Zellen und regulatorische T-Zellen kehren zu den Mitochondrien und zur Fettverbrennung zurück (Zelle, Tier; O'Neill et al. 2016).
Auch das Zurückschalten ist ein Stoffwechselschritt. Der dämpfende Botenstoff Interleukin-10 bremst in Makrophagen die Glykolyse und lässt sie geschädigte Mitochondrien abbauen; fehlt er, bleibt die Entzündung an (Tier, Zelle; Ip et al. 2017).
M1 und M2: ein nützliches Modell, keine zwei Zelltypen
Oft liest man von M1-Makrophagen, die entzünden, und M2-Makrophagen, die heilen. Das Bild stammt aus Laborversuchen, in denen Zellen mit genau einem Reiz angeregt wurden. Im Gewebe gibt es ein breites Spektrum von Zwischenformen, und eine Fresszelle kann ihren Zustand wechseln. Fachleute haben darum empfohlen, Makrophagen nach dem Reiz zu benennen, der sie aktiviert hat, statt nach zwei festen Typen (Modell; Murray et al. 2014).
Für diesen Beitrag heißt das: Wenn wir von Angriffs- und Reparaturmodus sprechen, meinen wir zwei Enden eines Spektrums, keine zwei Zellsorten. Mehr zu diesem Modell steht unter Makrophagenpolarisierung.
Immunzellen im Fettgewebe
Fettgewebe ist auch ein Immunorgan. Im schlanken Fettgewebe überwiegen Makrophagen im Reparaturmodus, regulatorische T-Zellen und eosinophile Granulozyten, die ein ruhiges Milieu halten (Tier, Mensch; Lumeng und Saltiel 2011). Mit wachsendem Fettgewebe verschiebt sich das Bild: Makrophagen im Angriffsmodus nehmen zu, regulatorische T-Zellen werden weniger.
Hier treffen beide Richtungen des Immunmetabolismus aufeinander. Das Überangebot an Fett und Zucker verändert den Zellstoffwechsel der Immunzellen, und deren Botenstoffe verändern den Stoffwechsel des ganzen Körpers. Was daraus für Blutzucker und Blutfette folgt, beschreibt der oben verlinkte Beitrag zur Metaflammation.
Nährstoffsensoren: mTOR und AMPK
Zwei Sensoren in jeder Zelle übersetzen das Brennstoffangebot in Programme. mTOR ist aktiv, wenn Nährstoffe, Insulin und Wachstumssignale reichlich vorhanden sind; in Immunzellen begünstigt es die Glykolyse und angreifende Programme. AMPK wird aktiv, wenn Energie knapp wird; es fördert die Arbeit der Mitochondrien und die Fettverbrennung und begünstigt ruhigere, regulierende Programme (Zelle, Tier; O'Neill et al. 2016).
Daraus folgt ein Modell: Dauerüberschuss hält mTOR aktiv und schiebt die Abwehr Richtung Angriff, Phasen mit knapper Energie geben AMPK Raum. Beim Menschen ist dieses Gleichgewicht nicht direkt messbar, und beide Sensoren haben je nach Gewebe viele weitere Aufgaben.
Was den Zellstoffwechsel der Abwehr im Alltag verändert
Einige Befunde zeigen, dass der Alltag bis in die Immunzellen reicht. Schon kurzes Fasten senkte bei gesunden Menschen und bei Mäusen die Zahl entzündlicher Monozyten im Blut; im Mausversuch hing das an AMPK in der Leber (Mensch, Tier; Jordan et al. 2019). Regelmäßige Bewegung verringert das Bauchfett, senkt auf Monozyten Rezeptoren, die Entzündung anschalten, und vermehrt regulatorische T-Zellen (Mensch, Übersicht; Gleeson et al. 2011).
Auch das Nervensystem schaltet mit. Über den Vagusnerv kann das Gehirn die Bildung von Entzündungsbotenstoffen in Makrophagen dämpfen, ein Reflex, der Abwehr und Stoffwechsel verbindet (Tier, Modell; Pavlov und Tracey 2012). Mehr dazu steht unter Vagusnerv.
Praxisrelevanz
Immunmetabolismus verschiebt die Frage. Statt nur zu fragen, wie stark die Entzündung ist, fragt er, welches Programm die Immunzellen gerade fahren und womit sie versorgt werden. Für das metabolische Syndrom heißt das: Das Brennstoffangebot, das du deinem Körper jeden Tag lieferst, erreicht auch deine Abwehr.
Die Befunde zu Fasten und Bewegung stammen teils aus kleinen oder kurzen Studien. Sie zeigen aber eine Richtung: Phasen, in denen Energie knapp ist und Muskeln arbeiten, geben den regulierenden Programmen Raum (Jordan et al. 2019; Gleeson et al. 2011). Nimmst du Medikamente für Blutzucker oder Blutdruck, besprichst du längere Essenspausen vorher mit deiner Ärztin, weil sich der Bedarf an diesen Mitteln dann ändern kann.
Was eine Immunzelle tut, hängt davon ab, wie sie ihre Energie gewinnt. Ihr Stoffwechsel ist ihr Schalter, nicht nur ihr Treibstoff.
Das Fundament dahinter
In jeder Zelle sind Mitochondrien Sensor und Effektor: Sie spüren, ob Herausforderung oder Gefahr ansteht, und stellen danach Energie bereit.
Von den drei Systemen spricht hier vor allem der Stoffwechsel, im Austausch mit dem Immunsystem (Immunmetabolismus).
Was sich oft genug wiederholt, bleibt: Über das Körpergedächtnis werden aus Zuständen Eigenschaften, in beide Richtungen.
Von den sechs Ärzten der Regeneration spricht hier vor allem Dr. Nahrung; die ärztliche Behandlung läuft weiter.
Deine Entscheidung
Du entscheidest, wo du hinschaust. Drei Dinge kannst du in wenigen Tagen beobachten: ob es in deinem Tag längere Phasen ohne Essen gibt oder ob deine Zellen fast ständig Nachschub bekommen; wie oft deine Muskeln am Tag arbeiten, auch in kurzen Einheiten; und wie lange Infekte oder kleine Wunden bei dir brauchen, im Vergleich zu früher.
Diese Notizen helfen deiner Ärztin, Stoffwechsel und Abwehr zusammen zu sehen. Ob hinter häufigen Infekten etwas anderes steckt, klärt sie; was du an Rhythmus und Bewegung änderst, läuft parallel.
Vor jedem Ausprobieren kannst du dich fragen:
- Ist es biologisch plausibel?
- Ist das Risiko klein?
- Hat deine Ärztin geklärt, dass keine Gefahr dahintersteckt?
- Kannst du es an dir beobachten?
Was wir nicht wissen: Der Immunmetabolismus ist ein junges Feld. Die meisten Befunde zu Glykolyse, Succinat und Mitochondrien stammen aus Zellkultur und Mäusen (O'Neill et al. 2016; Tannahill et al. 2013). Die Einteilung in M1 und M2 ist eine Vereinfachung (Murray et al. 2014). Beim Menschen gibt es Daten aus Blutzellen und Gewebeproben, aber kaum Studien, die zeigen, dass eine gezielte Änderung des Zellstoffwechsels von Immunzellen Beschwerden oder Krankheitsverläufe verändert. Den Zellstoffwechsel deiner Immunzellen kann ein Routinelabor nicht messen.
