Long COVID Selbsthilfe

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Long-COVID-Übungsstudie weist auf mitochondriale Dysfunktion und zuckende Muskeln hin

Könnte eine mitochondriale Dysfunktion die Muskeltypen bei Long COVID und ME/CFS verändert haben?

Die Long-COVID-Übungsstudie bringt sie näher an ME/CFS heran – und deutet darauf hin, dass es zu einer umfassenden Verschiebung der Muskelproduktion gekommen sein könnte.

Menschen, die an Long COVID leiden, werden es zu schätzen wissen, dass in dieser Studie versucht wird, das Kernproblem der Krankheit – die Energieproduktion – zu lösen. Menschen mit chronischem Müdigkeitssyndrom (ME/CFS) wiederum werden es zu schätzen wissen, dass sich neue Forscher auf ein Gebiet konzentrieren, das für sie von großem Interesse ist.

An der Studie “Verminderte Fettsäureoxidation und veränderte Laktatproduktion bei körperlicher Anstrengung bei Patienten mit post-akutem COVID-19-Syndrom” sind Forscher des Pulmonary Physiology Lab der University of Colorado Anschutz Medical Campus und des Center for Post COVID Care des National Jewish Health Hospital in Denver beteiligt. Das National Jewish Health bezeichnet sich selbst übrigens als “das führende Krankenhaus für Atemwegserkrankungen in den USA und das einzige, das sich ausschließlich der Behandlung von Atemwegserkrankungen und verwandten Krankheiten widmet”.

Das Zentrum und die acht ihm angeschlossenen Ärzte haben die Problematik der körperlichen Betätigung bei langen COVID frühzeitig erkannt und im Juni 2020 damit begonnen, Menschen mit langen COVID in das Übungslabor zu schicken.

Ergebnisse der Studie

Es handelte sich um eine retrospektive Studie, d. h. die Daten stammten aus der Auswertung von kardiopulmonalen Belastungstests (CPET), die zwischen Juni 2020 und April 2021 bei 50 Personen mit langer COVID durchgeführt wurden. Während des Tests trainierten die Teilnehmer bis zur Erschöpfung (oder fast) auf einem Fahrrad.

Wahrscheinlich war es eine evolutionäre Notwendigkeit, dass unser Körper die Fähigkeit bewahrt, auch im Krankheitsfall für kurze Zeit erhebliche Energiemengen zu produzieren, wenn er sie braucht. Manche Menschen mit ME/CFS behalten diese Fähigkeit, andere nicht. Diese Studie deutet darauf hin, dass sich das gleiche Szenario bei langer COVID abspielt – einige Menschen können einmalig normale Energiemengen produzieren, andere nicht.

Die VO2-Maximalleistung – die die Energiemenge misst, die jemand bei maximaler Anstrengung erzeugen kann – war bei 68 % der Teilnehmer normal, bei fast einem Drittel der Teilnehmer (32 %) jedoch reduziert. Bei der VO2-Spitzenleistung – der absoluten Spitzenenergie, die zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Tests erzeugt wird – waren die Ergebnisse ähnlich. In Anbetracht der Tatsache, dass etwa ein Drittel der Langzeit-COVID-Patienten ungewöhnlich niedrige Energiemengen erzeugte, fragt man sich, wie viele mehr in einer zweitägigen Belastungsstudie Probleme damit gehabt hätten.

Dann wurde es wirklich interessant. Wie wir bei ME/CFS gesehen haben, waren die Laktatwerte der Patienten mit langem COVID – ein Nebenprodukt der anaeroben Energieproduktion – erhöht. Das deutet darauf hin, dass die Menschen mit langem COVID ihre Vorräte an sauberer Energie aus dem aeroben Stoffwechsel schnell aufbrauchen. Wir nutzen den aeroben Stoffwechsel in den Mitochondrien, um den größten Teil unserer Energie zu erzeugen. Sie wird vor allem dann benötigt, wenn wir Dinge wie Gehen, Laufen oder Radfahren tun.

Die anaerobe Energieproduktion, eine primitivere Form der Energieerzeugung (man denke an Eidechsen), eignet sich für schnelle Energieschübe, ist aber bei Belastung schnell erschöpft. Sie ist nicht für die Belastung ausgelegt, die selbst für einen 10-minütigen Übungstest erforderlich ist.

Wenn das aerobe Energiesystem überlastet ist, springt das anaerobe Energieproduktionssystem ein, um uns einen letzten Energieschub zu geben. Das hat allerdings seinen Preis. Es wird weniger Energie produziert, und es bilden sich Substanzen wie Laktat, die Schmerzen, Müdigkeit usw. verursachen. Dieser letzte zusätzliche Schub könnte unseren Vorfahren jedoch genug Energie gegeben haben, um vor Höhlenbären, gefährlichen Wölfen oder Säbelzahntigern zu fliehen, vor denen sie auf der Flucht waren.

Die festgestellten erhöhten Laktatwerte deuten darauf hin, dass die Patienten mit langem COVID mehr als erwartet auf anaerobe Energiegewinnung angewiesen waren.

Im Gegensatz zu etwa einem Drittel der Langzeit-COVID-Patienten, die kein normales Niveau der Energieproduktion erreichten, berichteten die Autoren, dass alle 50 Langzeit-COVID-Teilnehmer deutlich niedrigere Werte bei der Fettsäureoxidation aufwiesen. Dies bedeutete, dass eine wichtige Quelle für die zur Energieerzeugung in den Mitochondrien benötigten Elektronen beeinträchtigt war.

Dies deutet darauf hin, dass die Menschen mit langer COVID nicht in der Lage waren, normale Mengen an Energie aus dem Abbau von Fettsäuren zu erzeugen, wenn sie auf die Probe gestellt wurden. Dies passt gut zu den Ergebnissen neuerer ME/CFS-Studien, die darauf hindeuten, dass bei der “Fettsäureoxidation”, d. h. dem Abbau von Fettsäuren zur Bereitstellung von Energiesubstraten für die Mitochondrien, etwas Seltsames vor sich geht.

Mitochondriale Dysfunktion erkannt

Die Autoren stürzten sich dann auf eine erhellende Erklärung. Die anaerobe Energie hat bei ME/CFS einen schlechten Ruf, aber sie ist eigentlich die meiste Zeit in Betrieb – auf niedrigem Niveau. Nur wenn wir sie für Dinge in Anspruch nehmen, für die sie nicht gedacht ist, beginnen wir Schmerzen und Müdigkeit zu empfinden. Eidechsen joggen ja auch nicht.

Die hohen Laktatwerte, die bei den Langzeit-COVID-Patienten zu Beginn der Trainingseinheit festgestellt wurden (z. B. 0,9 mM bei 150 W), lassen auf eine mitochondriale Dysfunktion schließen. Der Laktatanstieg sollte später auftreten, wenn unser System von Fettsäuren auf Kohlenhydrate umschaltet.
Die Autoren merkten an, dass das von uns produzierte Laktat bei diesen niedrigeren Belastungsniveaus oxidiert werden sollte, um die Mitochondrien zu versorgen, die sich hauptsächlich in den langsam zuckenden Muskelfasern befinden; mit anderen Worten, es sollte sich nicht ansammeln. Dies deutet darauf hin, dass der Prozess der Laktataufnahme in den langsam zuckenden Muskelfasern bei Menschen mit langem COVID möglicherweise nicht gut funktioniert.

Wir verwenden langsam zuckende Muskelfasern für Aktivitäten mit geringerer Intensität, die Ausdauer erfordern, wie Gehen, Laufen und Schwimmen. Schnell zuckende Muskelfasern sind für Aktivitäten mit höherer Intensität wie das Heben von Gewichten vorgesehen. Sie springen auch ein, wenn die langsam zuckenden Muskeln erschöpft sind.

Zuckende Muskelfasern bei ME/CFS

Die Möglichkeit eines Muskelfaserwechsels bei ME/CFS wurde in jüngerer Zeit von David Systrom und Mark Van Ness angesprochen, aber eine italienische Forschungsgruppe hat den Weg bereitet.

Während die Autoren der langen COVID-Studie dies nicht erwähnten (sie erwähnten ME/CFS überhaupt nicht), fand eine ME/CFS-Studie im Jahr 2009 ein erhöhtes Vorkommen von schnell zuckenden Muskelfasern. Die Autoren schlugen vor, dass eine “Zunahme des ermüdungsanfälligeren, energetisch teuren schnellen Fasertyps … zum frühen Einsetzen der für die Skelettmuskeln von CFS-Patienten typischen Ermüdung beitragen könnte”.

Tatsächlich sind die langsam zuckenden Muskelfasern, die in den Muskeln von ME/CFS-Patienten in geringer Zahl vorhanden sind, größtenteils auf aerobe Energiegewinnung angewiesen, während die schnell zuckenden Fasern, die vorherrschend sind, mehr auf Glykolyse, d. h. anaerobe Energiegewinnung, angewiesen sind. Die Ergebnisse der Gruppen zur Genexpression deuten ebenfalls darauf hin, dass eine Verschiebung hin zu mehr anaerober Energieproduktion stattgefunden hat.

Während diese Verschiebung bei geringer Aktivität auftreten kann, deuten die Ergebnisse der italienischen Gruppe darauf hin, dass dies im Fall von ME/CFS nicht der Fall ist. Sie stellten auch fest, dass diese gefundene Muskelfaserverschiebung eine weitere Belastung für die ATP-Produktion darstellt, die der Körper typischerweise durch eine Steigerung der Glykolyse (anaerobe Energieproduktion) löst, was zu einem weiteren Anstieg des Laktats führt, d. h. es kann ein Teufelskreis entstehen.

Alte Muskeln bei ME/CFS?

Mit ME/CFS waren sie aber noch nicht fertig. Neun Jahre später lieferten sie in “Old muscle in young body: an aphorism describing the Chronic Fatigue Syndrome” (Alter Muskel in jungem Körper: ein Aphorismus zur Beschreibung des chronischen Erschöpfungssyndroms) Beweise dafür, dass die Muskeln von Menschen mit ME/CFS schneller altern als gewöhnlich. Sie schlugen vor, dass eine mitochondriale Dysfunktion eine große Anzahl von freien Radikalen (reaktive Sauerstoffspezies) produziert, die die Muskeln schädigen. Sie vermuteten sogar, dass ein hoher Kalziumspiegel (in Anlehnung an Wirth/Scheibenbogen) in den Muskeln zu einem chronischen Zustand kontrahierter Muskeln führen würde.

In einer anderen Studie wurde berichtet, dass eine Gruppe von ME/CFS-Patienten mit schwerem infektiösem Ausbruch eine Dreifachbelastung aufwies – hohe Werte an freien Radikalen selbst im Ruhezustand, und, was in der Tat nach sehr alten Muskeln klingt, ihre Muskeln waren größtenteils tot für die Welt (sie reagierten nicht auf Bewegung).

Die Zeit wird zeigen, ob kritische Teile von ME/CFS schon seit geraumer Zeit für alle sichtbar sind.

Schlussfolgerungen

Es ist ermutigend, dass in diesem entscheidenden Bereich – der Energieproduktion – bei langer COVID und ME/CFS ähnliche Ergebnisse auftauchen. In dieser retrospektiven Studie wurde eine normale körperliche Leistungsfähigkeit insgesamt festgestellt (aber eine verringerte körperliche Leistungsfähigkeit bei einem Drittel der Langzeit-COVID-Patienten), aber, was vielleicht noch wichtiger ist, erhöhte Laktatwerte zu Beginn des Belastungsprozesses und eine verringerte Fettsäureoxidation, was darauf hinweist, dass eine mitochondriale Dysfunktion vorliegt und eine “metabolische Umprogrammierung” stattgefunden hat.

Die Studie wies auf ein mögliches Problem bei ME/CFS hin, das durch eine italienische Forschergruppe eine gewisse Bekanntheit erlangte, aber anderswo kaum diskutiert wurde: ob bei diesen Krankheiten eine Umstellung auf mehr anaerobe, schnell zuckende Muskelfasern und weg von den aeroberen, langsam zuckenden Muskelfasern stattgefunden hat. Wenn dies der Fall ist, könnten die Muskeln einfach nicht die Kapazität haben, aerob viel Energie zu produzieren, und das könnte erklären, warum Menschen mit ME/CFS und/oder langer COVID so große Schwierigkeiten mit körperlicher Betätigung haben. Es könnte auch darauf hindeuten, dass die beste Form der Bewegung für diese Erkrankungen sehr kurze, möglicherweise intensive, gewichtstragende Übungen sind (???)

All dies könnte auf die Hauptursache zurückführen – eine mitochondriale Dysfunktion – eine eindeutige Möglichkeit nicht nur bei langer COVID und ME/CFS, sondern auch bei Fibromyalgie.

Die Studie hatte eine Reihe von Einschränkungen: Sie war relativ klein, sie war retrospektiv und sie hatte keine Kontrollgruppe – die Ergebnisse müssen also in größeren Studien validiert werden. Die Ergebnisse scheinen jedoch mit dem übereinzustimmen, was wir bei ME/CFS sehen, und die Autoren erklärten, sie seien der Meinung, dass dies die erste Studie sei, die eine mitochondriale Dysfunktion bei langer COVID nachweist.