Das F&E-Team der Natura Foundation publiziert über Adipositas und COVID-19

Mitte April wurde eine wissenschaftliche Übersichtsarbeit in der Zeitschrift MDPI Cell veröffentlicht, geschrieben vom F&E-Team der Natura Foundation. Die Übersichtsarbeit beschreibt die möglichen Wirkmechanismen, die eine Erklärung dafür sein könnten, warum adipöse Personen ein höheres Risiko für Komplikationen bei COVID-19 haben. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für die Entwicklung präventiver und kurativer Maßnahmen gegen COVID-19. Nur durch entsprechende Erkenntnisse können wir uns effektiv vor diesem Virus und zukünftigen SARS-CoV-2-Ausbrüchen schützen. Die Kernaussage dieser Übersichtsarbeit wird im Folgenden erläutert.

Adipositas erhöht die Anzahl der Rezeptoren für das Coronavirus SARS-CoV-2

Das Coronavirus sucht den Zugang zu unseren Körperzellen und bedient sich dabei Rezeptoren, die eigentlich für körpereigene Stoffe gedacht sind. So kann das Coronavirus beispielsweise an das Angiotensin-konvertierende Enzym 2 (ACE2) binden, ein Enzym, das eine wichtige Rolle im kardiovaskulären System spielt. Zugleich ist dieses Enzym ein Rezeptor. Die Anzahl der ACE2-Rezeptoren im Fettgewebe und in der Lunge kann durch eine fettreiche Ernährung und durch Entzündungsstoffe erhöht werden. Die Ernährungsweise und die chronische Entzündung bei Menschen mit Adipositas können daher das Eindringen des Coronavirus erleichtern.

Ein anderer Rezeptor, den SARS-CoV-2 zu diesem Zweck nutzen kann, ist das Glucose-regulierte Protein 78 (GRP78). Dieses Protein kommt in jeder Zelle vor. GRP78 sorgt dafür, dass Proteine von jeder Zelle korrekt produziert werden, ein Vorgang, der für das Überleben der Zelle und des Menschen insgesamt entscheidend ist. Adipositas führt zu einer erhöhten Anzahl von GRP78-Proteinen auf der Zelloberfläche und bietet auf diese Weise zusätzliche Eintrittsmöglichkeiten für das Virus.

Eine weitere Gruppe von Rezeptoren, die vom Virus genutzt werden können, sind die Heparansulfat-Proteoglykane (HSPG). Diese befinden sich zwischen den Zellen, können aber auch an die Oberfläche von Zellen gebunden sein, wo sie als Korezeptoren für verschiedene Substanzen wirken. HSPGs regulieren unter anderem die Bildung neuer Blutgefäße, die Blutgerinnung und die Zellhomöostase. Bei Adipositas können chronische Entzündungen und die ständige Ausdehnung des Fettgewebes die Anzahl der HSPGs in verschiedenen Geweben erhöhen, was wiederum zu zusätzlichen Eintrittsmöglichkeiten für SARS-CoV-2 führt.

Insulinresistenz als Folge von Adipositas stört die Immunantwort

Die Produktion von pro-inflammatorischen Stoffen durch Fettzellen und Immunzellen im Fettgewebe von adipösen Personen reduziert die Insulinempfindlichkeit in mehreren Organen. Dies führt schließlich zu einem Phänomen, das als „systemische Insulinresistenz“ bezeichnet wird. Diese systemische Insulinresistenz kann einen erheblichen, negativen Einfluss auf die Funktion des Immunsystems haben. Dadurch wird die normale Immunantwort gestört. Menschen, die an einer systemischen Insulinresistenz leiden, zeigen eine weniger effiziente Eliminierung von Viruspartikeln, sodass die Infektion länger dauert und/oder schwerer verlaufen kann. (an dieser Stelle bitte erklären, warum dies für den Sachverhalt von Bedeutung ist)

Erhöhte Leptinproduktion bei Adipositas kann Hyperinflammation verursachen

Leptin ist ein Protein, das hauptsächlich vom weißen Fettgewebe produziert wird und als Regulator der Energiehomöostase, des Stoffwechsels und der Immunfunktion bedeutsam ist. Adipositas ist durch eine kontinuierlich erhöhte Produktion von Leptin gekennzeichnet. Leptin hat entzündungsfördernde Eigenschaften und stimuliert auch die Produktion anderer entzündungsfördernder Stoffe, der sogenannten Zytokine. Daher kann eine chronische Hyperleptinämie, wie sie bei Adipositas beobachtet wird, zu einer übermäßigen Immunantwort führen. Dies wird als Hyperinflammation bezeichnet.

Erhöhtes Ferritin kann einen Zytokinsturm verursachen

Ferritin ist eine Erscheinungsform von Eisen und kann als Marker für Entzündungen verwendet werden, da sein Wert bei Entzündungen in der Blutbahn ansteigt. Verschiedene Studien haben auch einen Zusammenhang zwischen Adipositas und erhöhtem Ferritinspiegel im Blut nachgewiesen. Wenn sowohl SARS-CoV-2 als auch Adipositas zusammen auftreten und beide die Ferritinfreisetzung stimulieren, kann ein sogenannter Zytokinsturm auftreten. Zytokine können, im Übermaß produziert, großen Schaden anrichten. Kommt es bei COVID-19 zu einem Zytokinsturm, ist dies eine sehr ungünstige Entwicklung: Es erhöht das Sterberisiko. 

Adipositasbedingte Risikofaktoren für die Entwicklung von Blutgerinnungsproblemen bei COVID-19

Etwa ein Drittel der Patienten mit COVID-19 auf der Intensivstation entwickelt eine „COVID-assoziierte Koagulopathie“ (CAC), welche zur Entstehung von Thrombosen führt. Die folgenden Parameter können zum Risiko der Entstehung von Thrombenbei Adipositas beitragen.

Erhöhte Leptinproduktion

Leptin beeinflusst die Blutgerinnung, indem es die Bildung von Thromben stimuliert und deren Abbau hemmt. Da Adipositas mit einer erhöhten Leptinproduktion einhergeht, erhöht Adipositas das Risiko für die Entwicklung von Blutgerinnungsproblemen bei COVID-19.

PAI-1-Produktion durch Adipozyten

Der Plasminogen-Aktivator-Inhibitor 1 (PAI-1) ist der wichtigste Inhibitor des Thrombusabbaus. Eine Erhöhung von PAI-1 im Blut beeinträchtigt den normalen Thrombusabbau und fördert die Entstehung von Thrombosen. PAI-1 wird hauptsächlich von viszeralen Fettzellen produziert, wobei die Produktion bei Adipositas dramatisch erhöht ist. Adipositas-induzierte Stimulation von PAI-1 erhöht das Risiko für thrombotische Komplikationen bei COVID-19.

Endothelzellen sind die Zellen, die das Innere unserer Blutgefäße auskleiden. Sie spielen eine Schlüsselrolle bei der vaskulären Homöostase und der Blutgerinnung. Eine Dysfunktion dieser Endothelzellen ist ein Merkmal vieler Stoffwechselstörungen und führt fast zwangsläufig zu Problemen bei der Blutgerinnung. Oxidativer Stress durch einen Überschuss an freien Radikalen gilt als wichtigste Ursache für endotheliale Dysfunktion. Adipositas führt zu oxidativem Stress, unter anderem durch einen erhöhten Blutzuckerspiegel und die Produktion von entzündungsfördernden Stoffen. Dies führt letztlich zu einer Schädigung und Dysfunktion dieser Endothelzellen. Patienten mit endothelialer Dysfunktion infolge von Adipositas sind daher bei COVID-19 anfälliger für thrombotische Komplikationen.

Vitamin K ist ein fettlösliches Vitamin, das für die Produktion bestimmter Gerinnungsfaktoren und Proteine benötigt wird, die an der Aufrechterhaltung der Knochenhomöostase und der Hemmung der Verkalkung (Kalzifikation), unter anderem der Blutgefäße, beteiligt sind. Adipositas ist häufig mit einem Vitamin-K-Mangel verbunden. Eine unzureichende Nahrungszufuhr kann dies nicht in vollem Umfang erklären. Es wird daher angenommen, dass sich Vitamin K im Fettgewebe anreichert, wodurch seine Verfügbarkeit für andere Organe verringert wird. Ein niedriger Vitamin-K-Status, ob infolge von Adipositas oder nicht, ist mit einem ungünstigen Verlauf bei COVID-19 verbunden.

Wissen in der Praxis

Die Schlussfolgerung unserer Übersichtsarbeit ist, dass Übergewicht das Risiko einer Coronavirus-Infektion und der damit verbundenen Komplikationen durch mehrere Mechanismen erhöht. Die wichtige Lehre, die wir aus der Coronavirus-Pandemie ziehen sollten, ist die Bedeutung eines gesunden Lebensstils, um den Verlauf von COVID-19 positiv zu beeinflussen. Gesunde Ernährung, ausreichend Schlaf, viel Bewegung und die Vermeidung von chronischem Stress sind für den Erhalt einer guten Immunfunktion entscheidend. Dieser gesunde Lebensstil kann durch hilfreiche Supplementierung ergänzt werden, die das Immunsystem unterstützt, wie z. B.:

- Zink-Methionin

- Vitamin C

- Vitamin D3

Sind Sie neugierig auf den vollständigen Übersichtsartikel unseres F&E-Teams? Sie können ihn kostenlos auf der Website der wissenschaftlichen Zeitschrift MDPI Cell lesen.