ME/CFS könnte mit einer Störung der Energieversorgung der Zellen zusammenhängen (sciencenorway)

Die Forscher verglichen Blutproben von Patienten mit ME/CFS mit denen einer Kontrollgruppe.

Forscher der Universität Bergen und des Universitätskrankenhauses Haukeland waren Teil eines Forschungsteams für eine neue Studie, die Unterschiede in Blutproben von ME/CFS-Patienten und gesunden Menschen feststellte.

Patienten mit Myalgischer Enzephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS) wiesen unterschiedliche Werte einiger Substanzen auf, die den Energiestoffwechsel in den Zellen beeinflussen.

Die Ursache von ME/CFS ist noch unbekannt. Das Hauptsymptom ist eine abnorme Erschöpfung bei der Bewältigung der täglichen Aufgaben. Ruhe hilft nicht, wie es normalerweise der Fall wäre.

Weitere Symptome können Muskelschmerzen, grippeähnliche Symptome und Überempfindlichkeit gegenüber Licht oder Lärm sein.

Die Forscher glauben, dass die neuen Erkenntnisse darauf hinweisen könnten, dass die Zellen von ME/CFS-Patienten Schwierigkeiten haben, genügend Energie zu erhalten.

"Wir vermuten, dass eine eingeschränkte Durchblutung während der Aktivität bedeutet, dass die Zellen zu wenig Sauerstoff erhalten, was mit der Zeit Stoffwechselspuren hinterlässt", sagt Karl Johan Tronstad.

Tronstad ist Professor in der Abteilung für Biomedizin an der Universität Bergen und hat die neue Studie geleitet.

Gemessen wurden 1700 Substanzen im Blut
Der Stoffwechsel umfasst lebenswichtige chemische Reaktionen, die in den Zellen ablaufen. Die Zellen wandeln Nährstoffe in Energie um, bauen neue Moleküle auf und entsorgen Abfallstoffe.

In der neuen Studie untersuchten die Forscher Metaboliten und andere Substanzen in Blutproben von ME/CFS-Patienten. Metaboliten sind Stoffwechselprodukte, die entstehen, wenn die Zellen verschiedene Substanzen im Körper umwandeln.

Die Forscher analysierten Blutproben von 83 Personen mit ME/CFS und 35 gesunden Kontrollpersonen.

Die Forscher maßen etwa 1700 Substanzen in den entnommenen Blutproben.

Bei den ME/CFS-Patienten fanden sie einen veränderten Spiegel von über 300 Substanzen. Viele davon betrafen die Umwandlung von Aminosäuren, aus denen Proteine aufgebaut werden, und von Lipiden (Fetten).

"Wenn man so umfangreiche Veränderungen im Muster der Aminosäuren und Lipide findet, deutet das darauf hin, dass etwas mit dem Energiestoffwechsel nicht stimmt", sagt Tronstad.

Gefundene Gemeinsamkeiten
Nicht alle Unterschiede wurden von ME/CFS-Patienten geteilt.

"Es gab eine ziemlich große Streuung in den Daten der ME/CFS-Gruppe", sagt Tronstad.

Allerdings hatten die ME/CFS-Patienten auch einige der Veränderungen gemeinsam.

Siebenundsechzig Stoffwechselprodukte wiesen in der ME/CFS-Gruppe deutlich höhere oder niedrigere Werte auf als in der Kontrollgruppe. Insgesamt deutet dies darauf hin, dass Aminosäuren und Fette auf eine andere Art und Weise als Brennstoff für die Zellen verwendet wurden, so die Studie.

"Die Ergebnisse zeigen, was auf der Gesamtebene im Körper passiert, und können uns indirekt etwas über die Bedingungen des Energiestoffwechsels der Zellen sagen", sagt Fredrik Hoel, der ebenfalls an der Studie beteiligt war.

"Wir sprechen von einer Verlagerung des Stoffwechsels hin zur Nutzung anderer Energiequellen als Kohlenhydrate, z. B. Fette und Aminosäuren, was man unter Bedingungen beobachten kann, bei denen sich der Körper an die Stoffwechselanstrengung anpasst", sagt Hoel, der an der Universität Bergen promoviert.

Backup-Lösungen
Die Forscher haben auch Hormone gemessen. Hier sahen sie Hinweise auf eine energetische Belastung der Zellen, so Tronstad.

Die Hypothese der Forscher ist, dass die Zellen darum kämpfen, genügend Energie zu bekommen, und dass die Stoffwechselveränderungen ein Indikator dafür sind.

Die Zellen leiten Ersatzlösungen ein, um genügend Brennstoff zu erhalten.

Diese Veränderungen werden normalerweise beim Fasten, bei anstrengender körperlicher Betätigung oder bei Krankheit ausgelöst.

"Wir gehen davon aus, dass eine Störung in der Energieversorgung die Stoffwechselanpassungen verursacht. Verschiedene Systeme werden aktiviert, um die Energieproduktion kontinuierlich aufrechtzuerhalten", sagt Tronstad.

Untergruppen mit unterschiedlichen Mustern
Die Kompensationsmechanismen sind nicht unbedingt von Mensch zu Mensch gleich.

Die Forscher fanden drei Untergruppen unter den ME/CFS-Patienten, die ähnliche Stoffwechselveränderungsmuster aufwiesen. In einer Untergruppe waren die Muster mit schwereren Symptomen verbunden.

"Wenn ein Teil des Systems ausfällt, kann man ein Reserveprogramm einleiten, um die Situation zu retten. Wir denken, dass diese Reserven individueller sein könnten, was die verschiedenen Untergruppen erklären könnte, die wir hier gesehen haben", sagt Tronstad.

August Hoel ist Doktorand und hat ebenfalls an der Studie teilgenommen. Er weist darauf hin, dass frühere Studien, die die gleiche Methodik verwendeten, kleiner waren.

"Statistisch gesehen ist die Patientengruppe sehr unterschiedlich, was die Interpretation ähnlicher Studien erschwert hat. Unsere fortgeschrittenen Datenanalysen liefern starke Hinweise darauf, dass die metabolischen Unterschiede durch metabolische Untergruppen mit eigenen Merkmalen, aber auch mit gemeinsamen Merkmalen erklärt werden können", sagt er.

"Unsere Studie bietet den bisher umfassendsten Überblick über den Stoffwechsel von ME/CFS-Patienten, was uns und anderen Forschern bei weiteren Studien helfen kann."

Nicht nur wegen geringerer körperlicher Aktivität
Tronstad geht der Frage nach, ob die Unterschiede zwischen den ME/CFS-Gruppen und der Kontrollgruppe auf die Krankheit oder möglicherweise auf ein geringeres Aktivitätsniveau zurückzuführen sind.

"Die allgemeinen Stoffwechselveränderungen standen nicht im Zusammenhang mit dem Funktionsniveau der Patienten. Eine der Stoffwechsel-Untergruppen zeigte jedoch einen Zusammenhang mit einem schlechteren Funktionsniveau. Dies könnte bedeuten, dass die metabolischen Folgen eines Mangels an körperlicher Aktivität über einen langen Zeitraum hinweg ein negativer Faktor sind, der jedoch keine entscheidende Rolle für den Krankheitsmechanismus selbst spielt", sagt er.

Die Forscher hoffen, dass die neuen Erkenntnisse aus dieser Studie für eine gezieltere Suche nach neuen Biomarkern und zur Vereinfachung der Diagnose genutzt werden können.

Könnte ein Autoimmunmechanismus hinter der Krankheit stecken?
Tronstad und seine Kollegen gehen seit langem von der Hypothese aus, dass ein Versagen des Immunsystems eine zentrale Rolle bei ME/CFS spielen könnte. Die neuen Ergebnisse könnten uns etwas über die Auswirkungen eines solchen ursächlichen Mechanismus sagen, so Tronstad.

Vor einigen Wochen veröffentlichten die Forscher Tronstad, Øystein Fluge und Olav Mella einen weiteren Artikel im Journal of Clinical Investigation, in dem sie die Hypothese genauer beschreiben.

Sie schlagen vor, dass die Ursache eine Störung des Immunsystems sein könnte, die z. B. nach einer Infektionskrankheit auftritt. Es ist bekannt, dass manche Menschen nach einer Mononukleose an ME/CFS erkranken.

Die Idee ist, dass ein Autoimmunmechanismus hinter der Erkrankung stecken könnte. Von Autoimmunität spricht man, wenn das Immunsystem körpereigenes Gewebe angreift.

"Wir denken, dass der Autoimmunmechanismus die so genannte Autoregulation der Gewebedurchblutung beeinflussen könnte", sagt Tronstad.

"Wenn wir eine Tätigkeit ausüben, müssen die Muskeln den Blutfluss anpassen, um ausreichend versorgt zu werden. Eine höhere Arbeitsanforderung erfordert mehr Blut, so dass der Blutfluss angepasst werden muss. Wenn diese Anpassung nicht gut genug funktioniert, kann die Versorgung der Zellen mit Sauerstoff und Nährstoffen eingeschränkt sein.

Dann müssen die Zellen möglicherweise ihren Stoffwechsel anpassen, was der Grund für die Veränderungen sein könnte, die die Forscher in der neuen Studie beobachtet haben.

Die Forschung muss fortgesetzt werden
Bei dem Vorschlag handelt es sich um eine Hypothese - eine Arbeitstheorie auf der Grundlage des vorhandenen Wissens. Die Forscher müssen sie weiter testen, um herauszufinden, ob sie richtig ist oder nicht.

"Autoantikörper zu finden und herauszufinden, an welche Strukturen sie binden, ist eine wirklich schwierige Aufgabe. Forscher, die sich mit verschiedenen anderen Krankheiten befassen, tun sich ebenfalls schwer, dies herauszufinden. Aber wir haben einige Hinweise darauf, dass dies ein wichtiger Faktor bei ME/CFS sein könnte", sagt Tronstad.

Die neue Studie und andere ähnliche Studien auf dem Gebiet von ME/CFS haben einige Gemeinsamkeiten", sagt Fredrik Hoel.

"Es gibt auch mehrere ME/CFS-Studien, die auf die Möglichkeit von Störungen bei der Regulierung der Blutgefäßfunktion hinweisen. Das gibt uns eine Grundlage für die Hypothese, dass die Stoffwechselveränderungen Anpassungen sind, die darauf zurückzuführen sein könnten, dass die Zellen nicht optimal mit Sauerstoff versorgt werden", sagt er.

Gründliches Studium
Ola Didrik Saugstad ist Kinderarzt und Professor für Pädiatrie. Er forscht unter anderem über ME/CFS. Saugstad ist beeindruckt von der Arbeit der Forscher".

"Die Studie ist sehr spannend und sehr gründlich", sagt er.

"Ich denke, man kann sogar sagen, dass die Studie zeigt, dass diese Gruppe in der ME/CFS-Forschung international eindeutig führend ist."

Saugstad sagt, er finde es besonders interessant, dass die Forscher Untergruppen von ME/CFS-Patienten aufgedeckt haben.

Er merkt an, dass die 83 Patienten der Forscher eine große Menge an Material darstellen.

"Ein weiterer positiver Aspekt dieser Studie ist, dass die Teilnehmer der Studie gut definiert sind", sagt er.

Die Patienten wurden nach den strengen kanadischen Kriterien mit ME/CFS diagnostiziert.

"Ein Großteil der ME/CFS-Forschung, insbesondere aus Norwegen, ist umstritten, weil die neuesten internationalen Definitionen nicht verwendet wurden. Aber in dieser Studie wurden sie verwendet", sagt Saugstad.

Mythos widerlegt
Die Ergebnisse der Studie bestätigen, was mehrere Forscher bereits vermutet haben, nämlich dass ME/CFS-Patienten eine Störung im Energieumsatz haben, sagt Saugstad.

"Die Studie widerlegt den Mythos, dass bei ME/CFS-Patienten in Blutproben nichts zu sehen ist. Es stimmt, dass man bei regelmäßigen Blutuntersuchungen beim Hausarzt in der Regel nichts finden kann. Aber wir wissen schon seit langem, dass man signifikante Veränderungen feststellen kann, wenn man spezielle Bluttests bei ME/CFS-Patienten durchführt. Diese Tests zeigen, dass ihr Energiestoffwechsel schlechter ist", sagt er.

Dann stellt sich die Frage, was die Ursache und was die Wirkung ist. Eine Sache, die es schwierig machen kann, die Ergebnisse von ME/CFS-Studien zu interpretieren, ist, dass die Kontrollgruppen nicht die Möglichkeit bieten, alles zu kontrollieren. Kontrollgruppen, die so inaktiv sind wie die ME/CFS-Patienten, sind normalerweise nicht verfügbar.

"In dieser Studie wurden gesunde Kontrollpersonen verwendet. Ein häufiger Einwand ist, dass ME/CFS-Patienten diese Veränderungen im Stoffwechsel erfahren, weil sie inaktiv sind. Das ist ein Argument", sagt Saugstad.

Außerdem stellt sich die Frage, ob die Unterschiede spezifisch für ME/CFS-Patienten sind, oder ob sie auch bei anderen Krankheiten auftreten.

Abnormale Milchsäurewerte
Saugstad erwähnt eine Studie unter der Leitung von Katarina Lien, in der die Forscher feststellten, dass ME/CFS-Patienten am Tag nach dem Sport einen abnorm erhöhten Milchsäurespiegel aufwiesen.

"Milchsäure entsteht beim 400-Meter-Lauf oder bei anaerobem Training, wenn die Muskeln zu wenig Sauerstoff bekommen. Der Körper stellt dann weniger ATP her, das die schnelle Energiereserve des Körpers ist. Die Hypothese, dass die Zellen von ME/CFS-Patienten zu wenig Sauerstoff erhalten, passt gut zu diesen Ergebnissen", sagt Saugstad.

Zusammen mit schwedischen Kollegen hat Saugstad gerade Unterstützung aus den USA erhalten, um den Gehalt an Milchsäure und Hypoxanthin bei ME/CFS-Patienten im Vergleich zu gesunden Menschen zu messen. Dies sind zwei biochemische Indikatoren für Sauerstoffmangel. Die Studie wird in Schweden durchgeführt.

Tronstad erklärte, dass der Sauerstoffmangel möglicherweise mit der Autoregulation des Blutflusses zusammenhängt, was dazu führt, dass die Zellen bei Aktivität zu wenig Sauerstoff erhalten.

"Die Hypothese der Studie könnte richtig sein. Es ist immer eine Frage von Huhn und Ei und was zuerst kommt. Aber es ist denkbar, dass irgendein Mechanismus zu den Symptomen der ME/CFS-Patienten beiträgt", sagt Saugstad.