Warum Vitamine, Aminosäuren, Spurenelemente für den Leberstoffwechsel so wichtig sind

Die Leber hat ein Gewicht von etwa 1000 Gramm, was zwei bis drei Prozent der gesamten Körpermasse des Menschen entspricht. Circa ein Viertel des Herzminutenvolumens und des Sauerstoffs werden von der Leber beansprucht. Die Leber ist das wichtigste Stoffwechselorgan des Menschen und wird hinsichtlich der Vielfalt der Stoffwechselfunktionen von keinem anderen Organ übertroffen.

Die Leber ist von zentraler Bedeutung für die Sicherstellung der Versorgung mit Nährstoffen. Sie nimmt über die Pfortader alle resorbierte Stoffe auf, verarbeitet oder speichert sie und gibt dann die Stoffwechselprodukte wieder in den Kreislauf ab.

Darüber hinaus ist die Leber das wichtigste Organ für die Entgiftung. Sie kann endogen entstandene oder exogen zugeführte toxische Substanzen so umwandeln, dass sie dann über die Galle oder über den Urin ausgeschieden werden können.

Die Leber spielt auch eine wichtige Rolle im Hormonstoffwechsel durch den Abbau von Hormonen oder durch Aktivierung von Prohormonen. Sie ist auch ein Teil der Immunabwehr des Menschen und an der Regulierung des Säurebasenhaushalts beteiligt.

Auch für den Mikronährstoffhaushalt spielt die Leber eine wichtige Rolle. Die Leber ist z. B. ein zentrales Speicherorgan für die Vitamine A, B12 sowie für die Spurenelemente Eisen und Kupfer. Die Leber bildet auch verschiedene Transportproteine für Mikronährstoffe, z. B. werden Zink und andere Mikronährstoffe häufig an Albumin gebunden. Coeruloplasmin ist ein Transportmolekül für Kupfer, Transferrin für Eisen und Holotranscobalamin für Vitamin B12.

Fettleber ist die häufigste Erkrankung der Leber

Eine gute Versorgung mit Mikronährstoffen ist wiederum eine Grundvoraussetzung für eine normale Funktionsfähigkeit der Leber. Die häufigste Organveränderung der Leber ist die Fettleber, die sich inzwischen zu einer richtigen Volkskrankheit entwickelt hat. Schätzungen zufolge dürften etwa 8 Mio. Menschen in Deutschland davon betroffen sein. Bei etwa drei Viertel aller übergewichtigen Erwachsenen sind vermehrte Fetteinlagerungen unterschiedlichen Ausmaßes in der Leber nachweisbar. Bei der Fettleber unterscheidet man zwei Unterformen, nämlich die alkoholische und die nichtalkoholische Fettleber. Die Entstehung der nichtalkoholischen Fettleber wird z. B. durch Diabetes begünstigt. Außerdem spielen genetische Faktoren eine wichtige Rolle. Es gibt inzwischen immer mehr übergewichtige Kinder, bei denen sich die Krankheit schon in jungen Jahren entwickelt. Aus der Fettleber kann eine Fettleberhepatitis hervorgehen, deren Endstadium dann möglicherweise eine Leberzirrhose darstellt. Wesentlich ist also eine bestehende Fettleber möglichst im Anfangsstadium zu behandeln, damit sich daraus keine schweren Folgestadien entwickeln.

Vitamine und Leberstoffwechsel

Im Folgenden werden die Mikronährstoffe vorgestellt, die bei der Behandlung der Fettleber eine Rolle spielen. Darüber hinaus geht es aber auch generell um die Bedeutung der Mikronährstoffe im Leberstoffwechsel.

Vitamin A ist ein wichtiges fettlösliches Vitamin, das für die Embryonalentwicklung, das Sehvermögen, die Zellproliferation, die Immunregulierung und auch für den Glucose- und Fettstoffwechsel benötigt wird.

Die Leber spielt eine zentrale Rolle im Vitamin-A-Metabolismus. Sie bildet Galle, was eine effiziente Aufnahme von fettlöslichen Vitaminen über den Darm ermöglicht. Außerdem produziert die Leber das retinolbindende Protein, das für die Verteilung von Vitamin A notwendig ist. Die Leber ist das Hauptspeicherorgan von Vitamin A im Organismus. Lebererkrankungen, insbesondere die, die zu Fibrose und Zirrhose führen können, sind mit einer Störung der Vitamin-A-Homöostase verbunden und können zu einem Vitamin-A-Mangel führen. Bei Patienten mit Fettlebererkrankung besteht typischerweise eine Störung des Vitamin-A-Stoffwechsels. Ein Vitamin-A-Mangel bewirkt langfristig einen Anstieg der Transaminasen, was bekanntlich ein Hinweis auf eine Leberfunktionsstörung ist.

Vitamin D gehört wie Vitamin A zu den fettlöslichen Vitaminen und reguliert als Steroidhormon eine Vielzahl von Genen. Vitamin D hat auch eine wichtige Bedeutung für verschiedene Stoffwechselfunktionen. Ein Vitamin-D-Mangel verstärkt eine Insulinresistenz, d. h. die Körperzellen werden weniger empfindlich gegenüber Insulin. Für die Entstehung der Insulinresistenz spielt die nichtalkoholische Fettleber eine wesentliche Rolle. Verschiedene Studien haben ergeben, dass eine Supplementierung von Vitamin D die Insulinresistenz bei Fettleberpatienten verbessern kann. Wie bereits erwähnt, hängen Übergewicht und Fettleberbildung eng zusammen. Bei Übergewichtigen ist der Vitamin-D-Bedarf häufig zwei- bis dreimal so groß wie bei Normalgewichtigen, weil viel Vitamin D im Fettgewebe eingelagert wird. Vitamin D beeinflusst auch die Entzündungsaktivität des Fettgewebes und der Leber. Vitamin D kann den Bindegewebsumbau der Leber reduzieren durch Reduzierung der Sekretion des entsprechenden Wachstumsfaktors.

Vitamin E gehört zu den fettlöslichen Vitaminen und ist ein wichtiger antioxidativer Wirkstoff mit antientzündlichen Eigenschaften. Die Plasmakonzentration von Vitamin E war bei Patienten mit entzündlicher Fettlebererkrankung im Vergleich zu gesunden Personen vermindert. Bei Personen mit nicht entzündlicher Fettleber bestand zumindest ein Trend zu niedrigen Vitamin-E-Konzentrationen.

Der Effekt von Vitamin E auf die Fettleberbildung dürfte zum Teil darauf beruhen, dass Vitamin E die Fettsäureaufnahme der Leberzellen verhindert. Dadurch wird auch das Risiko für eine Lipidperoxidation reduziert. Neben diesem Schutzeffekt besitzt Vitamin E auch antifibrotische Eigenschaften, d. h. eine vermehrte Bindegewebsbildung in der Leber ist weniger wahrscheinlich. Die Leberzirrhose ist eine schwere Folgeerkrankung der entzündlichen Lebererkrankung und ist gekennzeichnet durch das Absterben von gesunden Leberzellen, die dann mehr und mehr durch narbiges und hartes Bindegewebe ersetzt werden.

Vitamin C ist ein wichtiges wasserlösliches Antioxidans. Bei einer Fettlebererkrankung sind die Radikalfängereigenschaften von Vitamin C wichtig zum Schutz gegen oxidativen Stress infolge Lipidperoxidation. Vitamin C hat auch einen Schutzeffekt für die Leber gegen die toxischen Einflüsse von Arzneimitteln, Schwermetallen und anderen chemischen Stoffen.

Vitamin C stimuliert die Bildung von Cyp-450-Enzymen, die für die Entgiftungsreaktionen verwendet werden.

Eine Supplementierung von B-Vitaminen ist besonders wichtig für Menschen mit hohem Alkoholkonsum, da Alkohol die Aufnahme von B-Vitaminen verschlechtert und die Ausscheidung fördert. Als Risikofaktor für eine Fettleberbildung gilt eine Ernährungsform, die durch eine hohe Aufnahme raffinierter Kohlenhydrate und Softdrinks gekennzeichnet ist. Zur Verstoffwechselung der Kohlenhydrate spielt das Vitamin B1 eine zentrale Rolle. Der Organismus verfügt auch nur über sehr geringe Vitamin-B1-Speichermöglichkeiten, so dass eine regelmäßige Vitamin-B1-Zufuhr notwendig ist.

Vitamin B2 ist Ausgangssubstanz für die Bildung der Flavoenzyme FAD und FMN. FAD-abhängige Enzyme spielen eine wichtige Rolle für Entgiftungsreaktionen in der Leber. Ein Mangel an Vitamin B2 kann also die Entgiftungskapazität der Leber für Xenobiotika vermindern.

Vitamin B6 ist das wichtigste Vitamin in Protein- und Aminosäurenstoffwechsel. Die Leber ist bekanntlich das zentrale Stoffwechselorgan im Protein- und Aminosäurenmetabolismus. Vitamin B6 ist auch wichtig für den Fettstoffwechsel. 2013 wurde publiziert, dass ein Vitamin-B6-Mangel sowohl die Syntheseketten der Omega-6- wie auch der Omega-3-Fettsäuren beeinträchtigt. Es werden also aus Linolsäure und Alphalinolensäure weniger Folgeprodukte gebildet. 2017 wurde publiziert, dass bei übergewichten Personen eine Kombination von einem hohen Fleischverzehr und einer hohen Vitamin-B6-Aufnahme die Bildung einer Fettleber eher fördern kann.

Auch die Vitamine B12 und Folsäure haben eine Bedeutung im Zusammenhang mit der Fettleberbildung. Der Fibrosegrad der Leber korrelierte signifikant mit niedrigen Folsäurespiegeln. Niedrige Vitamin-B12-Spiegel waren ebenfalls signifikant mit einem höheren Fibrosegrad und einer erhöhten Entzündungsaktivität der Leber assoziiert.

Die Vitamine Folsäure, Vitamin B6 und B12 sind für den Homocysteinabbau erforderlich. Mehrfach wurde nachgewiesen, dass der Schweregrad einer Fettlebererkrankung mit dem Homocysteinspiegel korrelierte. Patienten mit nichtalkoholischer Fettleber zeigten eine erhöhte Konzentration von Homocystein. Es ist noch nicht geklärt, inwieweit eine Hyperhomocysteinämie eine kausale Rolle bei der Fettlebererkrankung spielt.

Spurenelemente sind ebenfalls wichtig für die Leber

Neben vielfältigen anderen Funktionen hat Eisen auch eine wichtige Bedeutung im Leberstoffwechsel. Eisen ist essenzieller Bestandteil der Cytochrom P450-Enzyme. Eisen ist also erforderlich für die Biotransformation von Arzneistoffen und Xenobiotika. Bei Menschen mit einer Fettlebererkrankung sind häufig die Ferritinkonzentrationen sehr hoch, besonders wenn gleichzeitig Übergewicht, hyperkalorische Ernährung oder regelmäßiger Alkoholkonsum vorliegen. Dies bezeichnet man als metabolische Eisenüberladung (Dysmetabolic iron overload syndrome). Bei einer entzündlichen Fettlebererkrankung kommt es bereits durch die erhöhte Entzündungsaktiviät zu einer Erhöhung der Ferritinkonzentration.

Zink ist Cofaktor von über 300 Enzymen und hat deshalb eine wichtige Rolle im Stoffwechsel. Die Leber ist, wie bereits erwähnt, die Stoffwechselzentrale des Körpers. Prinzipiell sollte deshalb bei allen Erkrankungen der Leber der Zinkstatus überprüft werden und gegebenenfalls eine Supplementierung erfolgen. Wissenschaftler aus Griechenland publizierten im Juli 2018 die Ergebnisse der Bestimmung von Spurenelementen bei Patienten mit nichtalkoholischer Fettlebererkrankung. Zink hatte eine statistisch signifikante negative Assoziation zum Schweregrad der Erkrankung – mit anderen Worten: Bei hohen Zinkspiegeln war die Fettlebererkrankung weniger ausgeprägt.

Mehrfach wurde inzwischen nachgewiesen, dass die Kupferspiegel bei Patienten mit nichtalkoholischer Fettleber eher niedrig waren. Außerdem korrelierte die Kupferkonzentration im Lebergewebe und im Serum invers mit dem Schweregrad der Fettlebererkrankung. Eine Ursache für den Kupfermangel dürfte der Western-Diet-Ernährungsstil sein. Die hierbei bevorzugten Lebensmittel sind eher kupferarm. Ein Kupfermangel wird auch begünstigt durch eine hohe Fructosezufuhr. Insgesamt steigt die Fructosezufuhr in den letzten Jahren deutlich an, da Fructose immer häufiger als Süßungsmittel verwendet wird. Ein Kupfermangel und eine hohe Fructosezufuhr sind als Risikofaktoren für die nichtalkoholische Fettlebererkrankung anzusehen.

Selen ist ein wichtiges antioxidatives Spurenelement und hat wohl auch eine Bedeutung für die Begrenzung der Bindegewebs-Neubildung bei der nichtalkoholischen Fettleber. Jedenfalls konnte in einem Zellkulturversuch nachgewiesen werden, dass Selen die Bildung von Bindegewebskomponenten bei Leberzellen verhindern konnte. Was eine Selensupplementierung anbelangt, muss aber beachtet werden, dass bereits bei hohen Selenspiegeln im Plasma eine weitere Selenzufuhr dann auch nachteilig wirken kann. Jedenfalls wurde in einer Studie bei chinesischen Erwachsenen nachgewiesen, dass sehr hohe Selenspiegel dann wiederum die Bildung einer Fettleber begünstigen. In dieser Studie war die mittlere Selenkonzentration im Plasma 213 µg/l.

Die Leber: Schaltzentrale im Protein- und Aminosäurenstoffwechsel

Die Leber ist das zentrale Stoffwechselorgan im Protein- und Aminosäurenstoffwechsel. Durch eine Supplementierung von Aminosäuren sind verschiedene Funktionen der Leber beeinflussbar.

Durch eine Supplementierung von Arginin konnte der Blutfluss und die Mikrozirkulation in der Fettleber verbessert werden. Arginin ist neben Citrullin und Ornithin eine wichtige Aminosäure im Harnstoffzyklus, der zur Ammoniakentgiftung dient. Auch die Aminosäure Citrullin könnte bei der Behandlung der Fettlebererkrankung von Nutzen sein. Es gibt eine ganze Anzahl von Studien, die gezeigt haben, dass eine Supplementierung von Citrullin die pathophysiologischen Mechanismen bei der Fettlebererkrankung günstig beeinflussen können.

Die schwefelhaltige Aminosäure Cystein ist eine wichtige Sulfatquelle im Stoffwechsel. Cystein ist Ausgangssubstanz für die Bildung von Glutathion, das für die Entgiftung zahlreicher Xenobiotika erforderlich ist. Zehn Prozent der Proteine in den Leberzellen sind Glutathiontransferasen. Das allein erklärt schon die immense Bedeutung von Glutathion für den Leberstoffwechsel. An der Entstehung der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung ist oxidativer Stress beteiligt. In Abhängigkeit vom Schweregrad der Fettlebererkrankung kommt es auch zu einer Verminderung der Glutathionkonzentration. Durch Einnahme eines cysteinreichen Molkepräparates kam es bei Patienten mit entzündlicher Fettleber zu einer Erhöhung des Plasma-Glutathionspiegels sowie zu einer Verbesserung der Leberwerte.

Auch eine Kombination bestehend aus N-Acetylcystein und Metformin verbesserte den histologischen Befund bei der Fettlebererkrankung.

Glycin ist eine Aminosäure mit sehr vielfältigen Eigenschaften. Es ist an der Bildung der Gallensäuren und an Entgiftungsreaktionen in der Leber beteiligt. Glycin hat auch antientzündliche und leberschützende Eigenschaften.

Die verzweigtkettigen Aminosäuren Isoleucin, Leucin und Valin spielen eine wichtige Rolle im Muskelstoffwechsel und für die Muskelproteinsynthese. Eine Supplementierung von BCAAs hat sich auch bei chronischen Lebererkrankungen zur Verbesserung der Amoniakentgiftung im Gehirn bewährt. Außerdem vermindern die BCAAs die Aufnahme aromatischer Aminosäuren z. B. Tyrosin und Tryptophan ins Gehirn. Dadurch sinkt das Risiko für die Bildung falscher Neurotransmitter, die oftmals zu der Verwirrtheit bei Lebererkrankungen beitragen.

Eine Kombination aus Ornithin und Aspararaginsäure, nämlich Ornithinaspartat, hat sich bei der Behandlung der entzündlichen Fettleber bewährt. Durch eine mehrwöchige Behandlung mit dieser Verbindung kam es zu einer Verminderung der Aktivität der Leberenzyme und zu einer Verbesserung der Blutfettwerte.

Taurin ist eine Aminosäure mit sehr vielfältigen Eigenschaften und ist ähnlich wie Glycin an der Bildung von Gallensäuren beteiligt. Außerdem ist Taurin ein wichtiges Antioxidans und an der Entgiftung von Xenobiotika beteiligt.

Australische Wissenschaftler haben im Oktober 2018 publiziert, dass Taurin Muskelkrämpfe bei Patienten mit chronischen Lebererkrankungen reduzieren konnte.

Vitaminoide: auch wichtig für die Leber

2014 veröffentlichten Forscher aus dem Iran die Ergebnisse einer Studie bei 44 Patienten mit nichtalkoholischer Fettlebererkrankung. Eine Supplementierung von Coenzym Q10 über einen Zeitraum von vier Wochen verbesserte verschiedene biochemische Variablen bei der Fettlebererkrankung. Allerdings sind nach Meinung der Autoren noch längere Studien notwendig, um den günstigen Effekt von Coenzym Q10 weiter zu erforschen.

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