Kynurenin / NAD / Tryptophan-Stoffwechsel

Der Kynurenin-Weg (Kynurenin-Pathway) verarbeitet 90–95 % des Nahrungstryptophans und verzweigt sich in zwei klinisch entscheidende Richtungen: (1) KAT-Weg → Kynurensäure (neuroprotektiv, NMDA-Antagonist) und (2) KMO-Weg → 3-OH-Kynurenin → Quinolinsäure (neurotoxisch, NMDA-Agonist, oxidativer Stress) → und weiter → NAD⁺ (Nikotinamidadenindinukleotid). NAD⁺ ist der zentrale Elektronenüberträger des Energiestoffwechsels und wird von Sirtuinen (Enzyme, die über das Abspalten von Acetylgruppen Gene und Stoffwechsel steuern) und von DNA-Reparatur-Enzymen (PARP) verbraucht. IDO (Indolamin-2,3-Dioxygenase) ist das Schlüsselenzym, das durch Entzündung (IFN-γ, IL-6, TNF-α) aktiviert wird und einen größeren Teil des Tryptophans in den Kynurenin-Weg umlenkt — auf Kosten von Serotonin und Melatonin. KMO (Kynurenin-3-Monooxygenase) entscheidet dann im Kynurenin-Weg, ob der neuroprotektive (Kynurensäure) oder neurotoxische (Quinolinsäure) Zweig dominiert. Eine Dysregulation dieses Weges wird im Zusammenhang mit entzündlicher Depression, CFS, Long-COVID und Burnout untersucht.

Wie der Kynurenin-Weg vom Tryptophan zum NAD⁺ führt

Der Weg beginnt mit TDO in der Leber oder IDO in Abwehr- und Gewebezellen, die Tryptophan zu Kynurenin öffnen. Kynurenin verzweigt sich: Mit Vitamin B6 entsteht über die Kynurenin-Aminotransferasen Kynurensäure; über die Kynureninase entsteht Anthranilsäure; über die KMO, die FAD aus Vitamin B2 braucht, entsteht 3-Hydroxykynurenin. Daraus bildet die Kynureninase mit Vitamin B6 3-Hydroxyanthranilsäure, die ein eisenabhängiges Enzym zu einer instabilen Zwischenstufe umbaut. Diese schließt sich von selbst zur Quinolinsäure – oder wird über das Enzym ACMSD zu Picolinsäure abgezweigt. Die Quinolinsäure-Phosphoribosyltransferase baut Quinolinsäure schließlich in den NAD⁺-Vorläufer um. Vor allem die Leber stellt so NAD⁺ aus Tryptophan her; daneben nutzt der Körper Niacin und Nicotinamid aus der Nahrung.

Kynurenin-Weg wenig aktiv – was passiert im Körper?

Läuft wenig Tryptophan in den Kynurenin-Weg, bleibt mehr davon für Eiweiße, Serotonin und Melatonin verfügbar. Für die NAD⁺-Bildung ist der Körper dann stärker auf Niacin und Nicotinamid aus der Nahrung angewiesen. Fehlen Vitamin B6 oder B2, stockt der Weg an einzelnen Stellen: Bei B6-Mangel stauen sich Kynurenin und 3-Hydroxykynurenin, und es entsteht mehr Xanthurensäure, bei B2-Mangel arbeitet die KMO langsamer. Sind sowohl Tryptophan als auch Niacin knapp, kann der NAD⁺-Nachschub so gering werden, dass Haut, Darm und Nervensystem betroffen sind – das Krankheitsbild heißt Pellagra.

Kynurenin-Weg stark aktiv – was passiert im Körper?

Bei Entzündungen schalten Interferon-γ, TNF-α und IL-6 die IDO und danach die KMO hoch, und Cortisol steigert zusätzlich die TDO in der Leber. Mehr Tryptophan wird zu Kynurenin, das Tryptophan im Blut sinkt. Welche Endprodukte dabei entstehen, hängt von den aktiven Zellen ab: Makrophagen und Mikroglia bilden über 3-Hydroxykynurenin vermehrt Quinolinsäure, die NMDA-Rezeptoren anregt, Astrozyten bilden Kynurensäure, die sie dämpft. In Immunzellen dient der Weg auch dazu, bei hohem Verbrauch NAD⁺ nachzuliefern. Veränderungen dieses Gleichgewichts wurden in Studien bei Depression mit erhöhten Entzündungsmarkern, bei chronischer Erschöpfung nach Infektionen und bei neurodegenerativen Erkrankungen beobachtet.

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