Metabolische Unterschiede zwischen Anorexie, Katabolie und Kachexie

Zusammenfassung

Katabolie ist ein multifaktorielles Geschehen, das auf Ebene des Eiweißstoffwechsels immer durch ein Missverhältnis zwischen Proteinsyntheserate und Proteolyserate hervorgerufen wird. Die Auslösemechanismen der Katabolie sind zahlreich und umfassen zum einen unzureichende Nahrungszufuhr oder -resorption, Immobilisation, reduzierte neuronale Stimulation, und zum anderen inflammatorische Prozesse mit Zytokinfreisetzung. Derartige katabole inflammatorische Reaktionen können dabei entweder akut durch traumatische Gewebszerstörung oder Infektion, oder chronisch durch maligne Zellen, degenerative Prozesse oder durch Gewebsuntergang bei Sauerstoffmangel ausgelöst werden. Die zytokinvermittelten katabolen Wirkungen setzen dabei entweder direkt am Zielorgan (Skelettmuskel) an, oder entstehen indirekt durch die Hemmung anaboler Reaktionen (IGF-1), durch die Änderung des Essverhaltens bzw. durch die zentrale Aktivierung der adrenokortikalen Achse. Letztere kann auch alternativ durch afferente neurologische Signale (Schmerzreize) stimuliert werden. Diese unterschiedlichen Auslösemechanismen können somit einzeln oder in Kombination den Eiweißverlust erklären, den man nach Polytrauma, in der Sepsis, nach Querschnittsläsionen, bei der Critical-illness-Neuropathie, nach längerer Bettruhe, bei onkologischen Grunderkrankungen, im höheren Alter (Sarkopenie) aber auch bei herzinsuffizienten Patienten beobachten kann.

Abstract

Catabolism is a multifactorial event which results from disproportional rates of protein synthesis and protein degradation. Numerous events are known to initiate catabolism, and include, on the one hand, inadequate caloric intake or adsorption, immobilisation and reduced neuronal signalling, and, on the other, inflammatory reactions with subsequent cytokine release. Such inflammatory reactions may arise acutely from traumatic tissue injury or infection, or may be induced chronically by malignant cells, degenerative changes, or by tissue ischemia due to oxygen deficiency. Cytokine-induced catabolic reactions may occur either directly at the target tissue (skeletal muscle), or indirectly via inhibition of IGF-1, via alteration of food intake behaviour, or via central activation of the adrenocortical axis. The latter may also be stimulated by afferent neuronal signals such as pain impulses. These different catabolic triggers may explain alone or in combination the loss of protein which occurs after surgical trauma, in severe sepsis, in paraplegics, in patients with critical illness polyneuropathy, after prolonged bed rest, at high age (sarcopenia), but also in patients with malignant diseases or suffering from severe myocardial insufficiency.

Katabolie - Kachexie - Sarkopenie - Zytokine

catabolism - cachexia - sarcopenia - cytokines

Literatur

• 1 Ferrando A A, Lane H W, Stuart C A, Davis-Street J, Wolfe R R. Prolonged bed rest decreases skeletal muscle and whole body protein synthesis.  Am J Physiol. 1996;  270 E627-633
• 2 Paddon-Jones D. Interplay of stress and physical inactivity on muscle loss: Nutritional countermeasures.  J Nutr. 2006;  136 2123-2126
• 3 Koltzenburg M, Bendszus M. Imaging of peripheral nerve lesions.  Curr Opin Neurol. 2004;  17 621-626
• 4 Muscaritoli M, Bossola M, Aversa Z, Bellantone R, Rossi Fanelli F. Prevention and treatment of cancer cachexia: new insights into an old problem.  Eur J Cancer. 2006;  42 31-41
• 5 Torelli G F, Meguid M M, Moldawer L L, Edwards 3rd  C K, Kim H J, Carter J L, Laviano A, Rossi Fanelli F. Use of recombinant human soluble TNF receptor in anorectic tumor-bearing rats.  Am J Physiol. 1999;  277 R850-855
• 6 Narici M V, Maganaris C N, Reeves N D, Capodaglio P. Effect of aging on human muscle architecture.  J Appl Physiol. 2003;  95 2229-2234
• 7 Volpi E, Sheffield-Moore M, Rasmussen B B, Wolfe R R. Basal muscle amino acid kinetics and protein synthesis in healthy young and older men.  JAMA. 2001;  286 1206-1212
• 8 Guillet C, Prud'homme M, Balage M, Gachon P, Giraudet C, Morin L, Grizard J, Boirie Y. Impaired anabolic response of muscle protein synthesis is associated with S6K1 dysregulation in elderly humans.  FASEB J. 2004;  18 1586-1587
• 9 Guillet C, Zangarelli A, Gachon P, Morio B, Giraudet C, Rousset P, Boirie Y. Whole body protein breakdown is less inhibited by insulin, but still responsive to amino acid, in nondiabetic elderly subjects.  J Clin Endocrinol Metab. 2004;  89 6017-6024
• 10 Roubenoff R. Catabolism of aging: is it an inflammatory process?.  Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2003;  6 295-299
• 11 Payette H, Roubenoff R, Jacques P F, Dinarello C A, Wilson P W, Abad L W, Harris T. Insulin-like growth factor-1 and interleukin 6 predict sarcopenia in very old community-living men and women: the Framingham Heart Study.  J Am Geriatr Soc. 2003;  51 1237-1243
• 12 Plank L D, Hill G L. Sequential metabolic changes following induction of systemic inflammatory response in patients with severe sepsis or major blunt trauma.  World J Surg. 2000;  24 630-638
• 13 Shaw J H, Wolfe R R. Whole-body protein kinetics in patients with early and advanced gastrointestinal cancer: the response to glucose infusion and total parenteral nutrition.  Surgery. 1988;  103 148-155
• 14 Jeevanandam M, Horowitz G D, Lowry S F, Brennan M F. Cancer cachexia and protein metabolism.  Lancet. 1984;  1 1423-1426
• 15 Emery P W, Edwards R H, Rennie M J, Souhami R L, Halliday D. Protein synthesis in muscle measured in vivo in cachectic patients with cancer.  Br Med J (Clin Res Ed). 1984;  289 584-586
• 16 Dworzak F, Ferrari P, Gavazzi C, Maiorana C, Bozzetti F. Effects of cachexia due to cancer on whole body and skeletal muscle protein turnover.  Cancer. 1998;  82 42-48
• 17 Paddon-Jones D, Wolfe R R, Ferrando A A. Amino acid supplementation for reversing bed rest and steroid myopathies.  J Nutr. 2005;  135 1809S-1812S
• 18 Latronico N, Shehu I, Seghelini E. Neuromuscular sequelae of critical illness.  Curr Opin Crit Care. 2005;  11 381-390