Center for Sepsis Control and Care

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23.04.2012 Cholesterin schützt vor lebensbedrohlichen Folgen einer Lungenentzündung

Bei Pneumokokkeninfektionen wird die Cholesterinproduktion in der Leber angekurbelt und so ein wesentlicher Schutzmechanismus gegen die Ausbreitung der Infektion in Gang gesetzt

Bei einer von Pneumokokken verursachten Lungenentzündung wird als Fernwirkung in der Leber die Produktion von Cholesterin erhöht, das die infektionsbedingten Schädigungen des Lungengewebes mindert. Ausgelöst wird dieser Abwehrmechanismus durch das Bakteriengift Pneumolysin. Wie erfolgreich dieser Schutz ist und ob er eine Ausweitung der Infektion zur Sepsis verhindern kann, hängt vom Grad der Infektion und dem Pneumokokkenstamm ab. Das ist das Ergebnis einer Studie von Wissenschaftlern des Universitätsklinikums Jena und der Medizinischen Hochschule Hannover, die sie jetzt gemeinsam mit Kollegen aus Jena, Innsbruck, Lyon, den USA und Australien im Faseb-Journal veröffentlichten.

Lungenentzündungen, an denen Patienten außerhalb von Krankenhäusern erkranken, sind die weltweit am häufigsten registrierten Infektionserkrankungen. Bei fast der Hälfte der in Deutschland auf jährlich eine halbe Million geschätzten Fälle wird die Infektion von Pneumokokken verursacht. Meist bleiben diese Lungenentzündungen auf einzelne Lungenlappen begrenzt und heilen nach Behandlung mit Antibiotika gut aus, doch kann sich die Infektion in schweren Fällen auch ausbreiten und zu Organversagen bis hin zum lebensbedrohlichen septischen Schock führen.

„Die Mechanismen und Bedingungen dieser Ausbreitung einer Pneumokokkeninfektion sind noch kaum verstanden“, so Prof. Dr. Michael Bauer. Der Intensivmediziner am Universitätsklinikum Jena leitete gemeinsam mit Prof. Dr. Ulrich Maus von der Medizinischen Hochschule Hannover eine Studie mit Mäusen, die in unterschiedlichen Dosen mit zwei verschiedenen Pneumokokkenstämmen infiziert wurden. „In einem systembiologischen Ansatz haben wir jeweils die Auswirkungen der Infektion auf der Ebene der Signal- und Stoffwechselprozesse nicht nur in der Lunge, sondern auch im Blut und in der Leber untersucht.“

Zwei glorreiche Halunken: Pneumolysin vs. Cholesterin

Eine Schlüsselrolle dabei spielt das Pneumolysin. Dass sich dieses von den Pneumokokken gebildete Bakteriengift an die Cholesterinmoleküle in der Zellmembran der Lungenbläschen anlagert und so die Barrierefunktion der Membran zerstört, war bekannt. „Wir konnten zeigen, dass das Pneumolysin, das nun in den Körper gelangen kann, auch in der Leber den Startschuss für eine verstärkte Produktion von Cholesterin gibt“, nennt Michael Bauer ein zentrales Ergebnis der Studie, an der auch Wissenschaftler vom Jenaer Fritz-Lipmann-Institut, aus Innsbruck, Lyon, den USA und Australien beteiligt waren. „Dieses Cholesterin kann dann weiteres Pneumolysin neutralisieren und so vor größeren Gewebeschäden in der Lunge schützen.“ Eine große Aktivität der an der Biosynthese von Cholesterin beteiligten Gene und ein in der Folge erhöhter Cholesterinspiegel zeigte sich vor allem bei den Mäusen, die mit geringen Keimzahlen eines Bakterienstammes infiziert wurden, der Lungenentzündungen ohne Tendenz zur systemischen Ausbreitung verursacht. Weit weniger ausgeprägt war der Effekt bei der Infektion mit einem sepsisauslösenden Pneumokokkenstamm.

Cholesterin weiter rehabilitiert: Exzessive Senkung schwächt Infektionsabwehr

Weitere Versuchsreihen mit einem genveränderten Stamm, der kein Pneumolysin herstellt, und mit Pneumolysin, das durch cholesterinreiches Plasma neutralisiert wurde, bestätigten die Ergebnisse, die im Fachblatt FasebJournal veröffentlich wurden. „Wir konnten verschiedene Regulationsmechanismen bei Lungenentzündungen aufklären, die weit über das betroffene Organ hinausgehen und den Verlauf der Erkrankung wesentlich beeinflussen“, fasst Michael Bauer zusammen. „Als Gegenspieler des Pneumolysins kämpft das Cholesterin bei Pneumokokkeninfektionen auf der guten Seite. Unser Ergebnis ist ein weiteres Argument gegen die exzessive Cholesterinsenkung als Präventionsmaßnahme - sie mindert das Abwehrpotenzial des Körpers im Fall einer Infektion.“

Der Intensivmediziner leitet das Integrierte Forschungs- und Behandlungszentrum für Sepsis und Sepsisfolgen am Universitätsklinikum Jena und ist in das Progress-Netzwerk zur systembiologischen Erforschung von Pneumonien eingebunden. Beide infektionsmedizinischen Forschungsinitiativen werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Originalliteratur:
Weber, M. et al. Hepatic induction of cholesterol biosynthesis reflects a remote adaptive response to pneumococcal pneumonia. 2012, Faseb J, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22415311

Kontakt:
Prof. Dr. Michael Bauer
Integriertes Forschungs- und Behandlungszentrum für Sepsis und Sepsisfolgen CSCC,
Universitätsklinikum Jena
Tel. 03641/9-323110

 
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