23. Januar Der Tryptophan-Haushalt und seine Rolle bei Erkrankungen aus dem depressiven Formenkreis

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1 23. Januar 2013 Der -Haushalt und seine Rolle bei Erkrankungen aus dem depressiven Formenkreis Ernährung, intestinale Resorption und Blut-Hirn-Schranken-Transport Dr. rer. nat. Katrin Huesker Institut für Medizinische Diagnostik Berlin, Nicolaistraße 22, Berlin ,

2 Die Biologie spielt eine wichtige Rolle für Erkrankungen aus dem depressiven Formenkreis Psychologie: Biographie, Traumata Biologie: Neuro-Endokrino-Immunologie Psycho.medizin.com Erkrankungen aus dem depressiven Formenkreis

3 Die Biologie spielt eine wichtige Rolle für Erkrankungen aus dem depressiven Formenkreis Psychologie: Biographie, Traumata Biologie: Neuro-Endokrino-Immunologie -Serotonin-Stoffwechsel Psycho.medizin.com Erkrankungen aus dem depressiven Formenkreis

4 Serotonin-Mangel-Hypothese der Depression (Coppen, British Journal of Psychiatry 1967; 113: ) Canli und Lesch, Nat Neurosci 2007 Serotonin = wichtiger Neurotransmitter für die Regulation von Stimmung, Appetit, Sexualverhalten u.a.

5 Wichtige Schritte des -Serotonin-Stoffwechsels - Enzymatische Umwandlung von zu Serotonin: Serotonin Canli und Lesch, 2007 Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

6 Wichtige Schritte des -Serotonin-Stoffwechsels - -Transport über die Blut-Hirn-Schranke: Blut-Hirn-Schranke Serotonin Canli und Lesch, 2007 Serotonin Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

7 Wichtige Schritte des -Serotonin-Stoffwechsels - -Zufuhr aus der Nahrung: Blut-Hirn-Schranke Serotonin Canli und Lesch, 2007 Resorption aus dem Darm Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

8 Wichtige Schritte des -Serotonin-Stoffwechsels - Abbau von bzw. Serotonin durch IDO: Serotonin Canli und Lesch, 2007 Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27 Abbau durch IDO

9 Störungen im -Serotonin-Stoffwechsel können die Serotonin-Synthese hemmen und Depressionen fördern Schröcksnadel et al., Clin Chim Acta 2006 Bell et al., British Journal of Psychiatry 2001; 178: )

10 Wichtige Schritte des -Serotonin-Stoffwechsels: 1. Aufnahme von mit der Nahrung (Resorption) 2. Transport über die Blut-Hirn-Schranke 3. Enzymatische Umwandlung des s zu Serotonin 4. Abbau von bzw Serotonin durch IDO

11 Wodurch können einzelne Schritte des -Serotonin-Stoffwechsels gestört werden? 1. Aufnahme von mit der Nahrung (Resorption) 2. Transport über die Blut-Hirn-Schranke 3. Enzymatische Umwandlung des s zu Serotonin 4. Abbau von bzw Serotonin durch IDO Entzündung Ernährung

12 Wodurch können einzelne Schritte des -Serotonin-Stoffwechsels gestört werden? 1. Aufnahme von mit der Nahrung (Resorption) 2. Transport über die Blut-Hirn-Schranke 3. Enzymatische Umwandlung des s zu Serotonin 4. Abbau von bzw Serotonin durch IDO Entzündung Ernährung

13 Entzündung geht mit erhöhten Serumspiegeln proentzündlicher Zytokine einher: Angeborene Immunantwort (unspezifisches Immunsystem): Makrophage TNF-alpha, IL-1, IL-6 Adaptive Immunantwort (spezifisches Immunsystem): IP-10 T-Lymphozyt Makrophage Maes, Prog Neuro-Psychopharmacol Biol Psychiatry, 2010

14 Proentzündliche Zytokine steigern die Aktivität des Enzyms IDO (Indolamin-2,3-Dioxygenase) proentzündl. Zytokine, z.b. IFN-γ, TNF-α + IDO Serotonin Kynurenine Oxenkrug et al., J Neural Transmission, 2011

15 Zwei depressionsfördernde Effekte von hoher IDO-Aktivität: 1. -Verknappung 2. Kynurenin-Überschuss

16 Eine depressive Symptomatik wird sowohl durch Serotonin-Mangel als auch Kynurenin-Überschuss gefördert + IDO Serotonin: Kynurenine: Stimmung Schlaf Appetit Sexualverhalten Neurotoxische Wirkung Glutamat-Rezeptor-Wirkung Hemmen den transport ins ZNS depressive Symptomatik (Oxenkrug, Ann N Y Acad Sci 2010)

17 Eine depressive Symptomatik wird sowohl durch Serotonin-Mangel als auch Kynurenin-Überschuss gefördert + IDO Serotonin: Kynurenine: Stimmung Schlaf Appetit Sexualverhalten Neurotoxische Wirkung Glutamat-Rezeptor-Wirkung Hemmen den transport ins ZNS depressive Symptomatik (Oxenkrug, Ann N Y Acad Sci 2010)

18 Hohe IDO-Aktivität (Entzündung!) senkt die Serotonin-Synthese durch -Abbau und Hemmung des BHS-Transports BHS = Blut-Hirn-Schranke Serotonin Canli und Lesch, 2007 Entzündung IDO Abbau! Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

19 Hohe IDO-Aktivität (Entzündung!) senkt die Serotonin-Synthese durch -Abbau und Hemmung des BHS-Transports BHS = Blut-Hirn-Schranke Serotonin Canli und Lesch, 2007 Kynurenine BHS-Transport! Entzündung IDO Abbau! Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

20 Wegen der gesteigerten Kynurenin-Bildung ist eine erhöhte IDO-Aktivität auch bei normalem - und Serotonin- Blutspiegel relevant überschießende Kynurenin-Synthese: eigene depressionsfördernde Wirkung UND Hemmung des -Transports über Blut-Hirn-Schranke

21 Entzündung senkt den -Blutspiegel und hemmt den -Transport ins Gehirn BHS = Blut-Hirn-Schranke Serotonin Canli und Lesch, 2007 BHS-Transport! Abbau! Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

22 Wichtige Schritte des -Serotonin-Stoffwechsels: 1. Aufnahme von mit der Nahrung (Resorption) 2. Transport über die Blut-Hirn-Schranke 3. Enzymatische Umwandlung des s zu Serotonin 4. Abbau von bzw Serotonin durch IDO Entzündung Ernährung

23 Erniedrigte -Spiegel ohne Entzündung!!? Verminderte Versorgung des Organismus mit??

24 Niedriger -Spiegel durch Mangelernährung kommt nur selten vor ist in allen proteinhaltigen Nahrungsmitteln enthalten Sojabohnen Hülsenfrüchte Nüsse Fleisch Fisch Getreide Milchprodukte National Nutrient Database, US Department of Agriculture, 25. Auflage

25 Häufiger ist die verminderte -Resorption aufgrund einer Fruktose-Malabsorption Fotos: Fotolia Fruktose- Malabsorption Ledochowski et al., Fructose malabsorption is associated with decreased plasma tryptophan. Scand J Gastroenterology 2001; 36:

26 Fruktose-Malabsorption geht mit niedrigeren -Spiegeln einher Ledochowski et al., Scand J Gastroenterology 2001; 36:

27 Fruktose bindet im Darm und verhindert dadurch die -Resorption Fruktose + Schiff sche Basen Glycosylamine Dills. American Journal of Clinical Nutrition 1993; 58:

28 Fruktose-Malabsorption ist mit depressiver Symptomatik assoziiert Ledochowski et al., Scand J Gastroenterology 2001; 36:

29 Fruktose-Malabsorption entsteht auch in Gesunden bei Einnahme größerer Mengen Fruktose! -> Übermäßige Aufnahme von Fruktose senkt auch bei Gesunden den -Spiegel! Jones et al., Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2011; 300: G202-G206

30 Die westliche Ernährung enthält Fruktose häufig in Mengen, die von mehr als 50% der Gesunden nicht resorbiert werden J American Diet Association 2005; 105:

31 Die westliche Ernährung enthält Fruktose häufig in Mengen, die von mehr als 50% der Gesunden nicht resorbiert werden J American Diet Association 2005; 105: Hoher Fruktose-Überschuss: z.b. in Softdrinks, Saft, Obst, Trockenobst Haushaltszucker (=Glukose-Fruktose Zweifachzucker) oft unproblematisch Sorbit meiden

32 Mögliche Ursachen erniedrigte -Spiegel ohne Entzündung: Fruktose-Resorptionsschwäche und/oder übermäßiger Fruktose-Konsum?

33 Bei niedrigem -Spiegel und Verdacht auf Fruktoseunverträglichkeit: Nicht nur Diagnostik der Fruktose-Resorptionskapazität sondern auch Anamnese der Ernährungsgewohnheiten Nachweis der Fruktose-Malabsorption durch H2-Atemtest, z.b. in Gastroenterologie der Charité oder bei niedergelassenen Gastroenterologen Wichtig: Zunächst Ausschluss einer hereditären Fruktose- Intoleranz (HFI), da Belastungstest toxisch für HFI-Patienten

34 Bei depressiven Erkrankungen steigt oft der Fruktose-Konsum: Süßhunger steigert den -Transport ins ZNS -Transport über Blut-Hirn-Schranke (relativer Anstieg) Blutzucker Insulin Leucin, Isoleucin, Valin (Transport in die Muskulatur) Ledochowski et al., Ernährung/Nutrition 2005; 29:

35 Bei Fruktose-Malabsorption jedoch verschlimmert Süßhunger meist die depressive Symptomatik - Resorption Fruktose-Anstieg im Darm Depressive Symptomatik Süßhunger -> Fruktose-Überschuss vermeiden, aber keine fruktosefreie Diät -> Traubenzucker (Glukose) steigert die Fruktose-Resorption (durch Steigerung der GLUT5-Expression) Ledochowski et al., Ernährung/Nutrition 2005; 29:

36 Eine fruktose- und sorbitolreduzierte Diät kann frühe Anzeichen von Depression bei Fruktose-Malabsorbern bessern Ledochowski et al., Scand J Gastroenterol 2000; 35:

37 Supplementierung mit oder 5-OH- bei erniedrigtem -Blutspiegel? NICHT bei gleichzeitiger übermäßiger Fruktose-Zufuhr (eventuell mit Traubenzucker ausbalancieren) NICHT bei erhöhter IDO-Aktivität

38 Vor Supplementierung mit oder 5-HTP sollte die IDO-Aktivität berücksichtig werden Supplementierung würde die Kynurenin-Bildung weiter steigern!!

39 Vor Supplementierung mit oder 5-HTP sollte die IDO-Aktivität berücksichtig werden Supplementierung würde die Kynurenin-Bildung nicht drastisch steigern

40 normales, keine Hinweise auf Entzündung: dennoch ist erniedrigtes Serotonin möglich -> Besteht ein Kofaktor-Mangel?

41 Ein Mangel an Magnesium, Folsäure und Vitamin B hemmt die Serotonin-Synthese Folsäure, Vit B12 Vit B6, Mg BH4 Serotonin 5-HTP Canli und Lesch, 2007 Magnesium und Vitamin B6 BH4 (Tetrahydrobiopterin) Mangel durch Folsäure- oder Vit B12-Mangel Bottiglieri et al., Neurol Neurosurg Psychiatry 2000; 69: )

42 Befund: Serotonin-Mangel (auch zentralnervös?) bei Kofaktor-Mangel (Folsäure, Vitamin B12) -> Natürliches Vorkommen von Vitamin B6, B12, Folsäure z.b. in Fisch, Fleisch, Hülsenfrüchten (Deutsches Grünes Kreuz für Gesundheit e.v.)

43 Wichtige Schritte im -Serotonin-Stoffwechsel können entzündungs- und ernährungsbedingt gestört werden BHS = Blut-Hirn-Schranke Serotonin Canli und Lesch, 2007 Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

44 Wichtige Schritte im -Serotonin-Stoffwechsel können entzündungs- und ernährungsbedingt gestört werden BHS = Blut-Hirn-Schranke Kofaktoren! Serotonin Canli und Lesch, 2007 Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

45 Wichtige Schritte im -Serotonin-Stoffwechsel können entzündungs- und ernährungsbedingt gestört werden BHS = Blut-Hirn-Schranke Kofaktoren! Serotonin Canli und Lesch, 2007 Resorption! Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

46 Wichtige Schritte im -Serotonin-Stoffwechsel können entzündungs- und ernährungsbedingt gestört werden BHS = Blut-Hirn-Schranke Kofaktoren! Serotonin Canli und Lesch, 2007 BHS-Transport! Resorption! Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27

47 Wichtige Schritte im -Serotonin-Stoffwechsel können entzündungs- und ernährungsbedingt gestört werden BHS = Blut-Hirn-Schranke Kofaktoren! Serotonin Canli und Lesch, 2007 BHS-Transport! Resorption! Abbau! Ruddick et al., Expert reviews in molecular medicine 2006; 8: 1-27