Wenn CNE das Gehirn vernebelt

Die Chronische Nierenerkrankung der Katze (CNE) ist nicht nur mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen, sondern häufig auch mit zentralnervösen Begleiterscheinungen verbunden. Die Beteiligung des Gehirns als Ursache ist dabei nicht vollständig geklärt. Zwei neue Studien, durchgeführt an Ratten bzw. Mäusen, sehen nun einen Zusammenhang zwischen der Ansammlung urämischer Toxine im Gehirn und dessen Einfluss auf das Befinden. Allen voran steht das potenteste Nierengift: Indoxylsulfat. Dieses reichert sich im Gehirn an und führt dadurch zu einer Beeinträchtigung kognitiver Funktionen, wie Gedächtnis und motorischer Koordination.  Überdies kann es zu Symptomen wie apathischem Verhalten, Verwirrtheit und Desorientierung führen. In diesem Zusammenhang sind auch Veränderungen des Verhaltens beschrieben.

Die Anreicherung von Indoxylsulfat im Gehirn wird als Resultat für eine Vielzahl krankhafter Gehirnveränderungen (= Enzephalopathie) verantwortlich gemacht. Damit ist Indoxylsulfat nicht nur ein potentes Nierengift, sondern stellt sich auch als Gehirntoxin dar.

 

Vom potenten Nierengift zum Hirntoxin

Als Teil der Darm-Nieren Achse ist Indoxylsulfat bereits bekannt. Die Darm-Nieren-Achse beschreibt den Zusammenhang zwischen im Darm natürlich produzierten urämischen Toxinen, und deren negative Auswirkungen auf die Intaktheit der Nieren.

Indoxylsulfat wird aus Tryptophan gebildet. Tryptophan wiederum ist eine essenzielle Aminosäure, die in allen üblichen Fleischsorten und inneren Organen enthalten sind. Dazu zählen beispielsweise Rind, Huhn, Schwein etc. Da Katzen als obligate Fleischfresser viel hochwertiges Protein (Muskelfleisch & Organe) zu sich nehmen, ist es schwierig, Katzen ohne diese essenzielle Aminosäure zu ernähren. Tryptophan muss als essenzielle Aminosäure in jedem Futter enthalten sein. Als essenziell gilt es, weil Säugetiere aus Tryptophan Serotonin bilden. Serotonin, ein Botenstoff (= Neurotransmitter), ist für die Funktion des Gehirns unentbehrlich. Bekannt ist Serotonin auch als Stimmungsaufheller. Allerdings ist die Ausbeute an Serotonin aus Tryptophan sehr gering (unter 5%), so dass viele Abbauprodukte entstehen. Diese scheidet der Körper über die Nieren aus.

 

Die Anreicherung von Indoxylsulfat im Gehirn wird als Resultat für eine Vielzahl krankhafter Gehirnveränderungen verantwortlich gemacht.
Die Anreicherung von Indoxylsulfat im Gehirn wird als Resultat für eine Vielzahl krankhafter Gehirnveränderungen verantwortlich gemacht.

 

Wenn Tryptophan im Darm aufgeschlossen wird, entsteht zu einem Großteil insbesondere ein Abbauprodukt: Indol, welches die Vorstufe von Indoxylsulfat darstellt. Indol wird über den Blutweg in die Leber transportiert. Erst in der Leber entsteht aus dem Vorstadium Indol das tatsächliche urämische Toxin Indoxylsulfat. Als giftiges Abbauprodukt muss auch Indoxylsulfat über die Nieren ausgeschieden werden.

 

Schäden vorprogammiert

Wird es nicht in ausreichendem Maß über die Nieren ausgefiltert, reichert sich Indoxylsulfat in vielen Organen und auch in der Muskulatur an und kann dort erheblichen Schaden anrichten. Über verschiedene Stufen führt Indoxylsulfat in Gefäßen und Geweben zu Entzündungen und dadurch zu Gewebezerstörung und Beeinträchtigungen. So ist Indoxylsulfat auch an dem Fortschreiten (= Progression) der CNE beteiligt: es reichert sich zunächst im Serum und dann in den Nieren an, wo es die Nephrone zerstört. Dadurch sinkt die Nierenleistung und noch weniger Indoxylsulfat kann ausgeschieden werden. Folglich steigt der Blutspiegel an Indoxylsulfat und nachfolgend der Gewebespiegel in den Organen wie dem Gehirn, wo es zu Schäden und damit zu Beeinträchtigungen führt.

Darüber habe ich in meinem Blog-Artikel Urämische Toxine ausführlich berichtet.

 

Reversion kognitiver Beeinträchtigungen durch Reduktion von Indoxylsulfat

Die eingangs erwähnten Studien zeigen auf, dass Indoxylsulfat, wenn es sich im Gehirn anreichert, dort zu kognitiven Problematiken führen kann. Dazu zählen die oben beschriebenen Lern- und Gedächtnisdefekte.

Positiv zu bewerten ist, dass durch den Einsatz eines oral verabreichten Adsorbers aus Kohlenstoff, die kognitiven Dysfunktionen bei den untersuchten Mäusen rückgängig gemacht werden konnten. Der Adsorber aus der Humanmedizin, dessen Funktionsweise darauf beruht, das Vorstadium Indol im Darm zu binden, führte zu einer Reduktion des Indoxylsulfat-Spiegels und somit zu einem verringerten Gewebespiegel im Gehirn.

Das Produkt besteht aus Kohlenstoff-Kugeln von sehr geringer Größe. Auf der Oberfläche dieser Kugeln befinden sich Kleinstöffnungen, durch die lediglich kleinste Stoffe wie Indol hindurch gelangen. Zumal werden diese im Kern der Kohlenstoff-Kugel durch Ladungen fixiert, so dass sie mit den Kugeln über den Kot ausgeschieden werden. Kleine Moleküle, die durch die Öffnungen passen, jedoch nicht die passende Ladung aufweisen, werden somit nicht gebunden, wodurch sich die Selektivität der Kohlenstoff-Kugeln ergibt.

Dieses Prinzip hat sich in der Humanmedizin in einer Vielzahl an Studien bewährt, um Indoxylsulfat bei chronisch nierenkranken Patienten erfolgreich zu reduzieren. Dadurch konnten sowohl die Lebenserwartung, als auch die Lebensqualität von CNE Patienten, durch eine Reduktion klinischer Symptome, gesteigert werden.

 

Kohlenstoff Adsorber als Ausblick bei Katzen

Seit 2018 gibt es mittlerweile auch für Katzen ein Produkt mit selbiger Funktionsweise. Das Produkt auf Kohlenstoffbasis (Wirkstoff Renaltec®), welches ebenso aus kleinsten Kohlenstoff-Kugeln besteht, nimmt sich den Vorstadien urämischer Toxine an.

Einen Vorteil gegenüber dem Humanprodukt gibt es zudem: der für Katzen entwickelte selektive Adsorber weist eine verbesserte Aufnahme von Indol auf, wodurch er noch effizienter ist.

Nicht zu verwechseln sind diese Spezialprodukte darüber hinaus mit Medizin- oder Aktivkohle. Diese wirkt nicht spezifisch für die Vorstadien urämischer Toxine.

*Da dieser Artikel Wirkstoff-Namen enthält, kennzeichne ich diesen Artikel als Werbung bzw. Anzeige

Quellen:

  • Karbowska, M.; Hermanowicz J. M.; Tankiewicz-Kwedlo, A.; Kalaska, B.; Kaminski, T. W.; Nosek, K.; Wisniewska, R. J. & Pawlak, D. (2020): Neurobehavioral effects of uremic toxin–indoxyl sulfate in the rat model. Nature – Scientific Reports, 10:9483.
  • Li, L.-C. ; Chen, W.-Y.; Chen J.-B.; Lee, W.-C.; Chang, C.-C.; Tzeng, H.-T.; Huang, C.-C.; Chang, Y.-J. und Yang, J.-L. (2021): The AST-120 Recovers Uremic Toxin-Induced Cognitive Deficit via NLRP3 Inflammasome Pathway in Astrocytes and Microglia. Biomedicines, 9, 1252, S. 1–18.