Mitochondrien verlieren bei Diabetes und Adipositas die Fähigkeit, Ketone zur Energiegewinnung zu nutzen

Diese bahnbrechende Studie deckt einen kritischen Stoffwechseldefekt bei insulinresistenten Zuständen auf, der unser Verständnis von Diabetes, Adipositas und Fettlebererkrankung grundlegend verändern könnte. Forscher entdeckten, dass Mitochondrien – die Kraftwerke der Zellen – unter diesen Bedingungen ihre Fähigkeit verlieren, Ketonkörper effizient als Brennstoff zu nutzen.

Mithilfe der Hochauflösungs-Respirometrie als Goldstandard maßen Wissenschaftler die Ketonoxidationskapazität in Herz-, Skelettmuskel-, Nieren- und Lebergewebe von Menschen mit Typ-2-Diabetes, Adipositas und metabolisch assoziierter steatotischer Lebererkrankung (MASLD) und verglichen diese mit gesunden Kontrollpersonen. Die Ergebnisse waren eindrücklich: Mitochondrien aus diabetischen Herz- und Muskelzellen zeigten eine um 30 % niedrigere ketongetriebene Energieproduktion, während die Nieren adipöser Personen eine um 15 % reduzierte Kapazität aufwiesen.

Ketonkörper – β-Hydroxybutyrat und Acetoacetat – dienen normalerweise als wichtige Reservebrennstoffe, wenn Glukose knapp ist. Diese Studie ist die erste, die ihren Beitrag zur mitochondrialen ATP-Produktion bei Erkrankungen direkt misst, anstatt sich auf indirekte Marker wie Blutketonspiegel oder Enzymaktivität zu stützen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass metabolische Inflexibilität – die Unfähigkeit, zwischen Brennstoffquellen zu wechseln – früher im Krankheitsverlauf auftritt als bisher angenommen. Dies könnte erklären, warum ketonbasierte Therapien trotz vielversprechender Ergebnisse in Tierstudien in klinischen Studien zu Diabetes und Adipositas beim Menschen häufig enttäuschende Resultate liefern.

Die Forschungsergebnisse haben unmittelbare klinische Bedeutung. Eine reduzierte Ketonoxidationskapazität könnte als früher Biomarker für mitochondriale Dysfunktion dienen und potenziell gefährdete Personen identifizieren, bevor sich ein manifester Diabetes entwickelt. Zudem legt sie nahe, dass therapeutische Strategien darauf ausgerichtet sein sollten, die mitochondriale Flexibilität wiederherzustellen, anstatt lediglich die Ketonverfügbarkeit zu erhöhen.