Statine und Coenzym Q10

Die Blockade der HMG-CoA-Reduktase (auch: Cholesterolsynthese-Enzym, CSE) durch Statine (HMG-CoA-Reduktase-Hemmer, CSE-Hemmer) zählt zu den pharmakotherapeutisch wirksamsten Maßnahmen, um erhöhte Cholesterolspiegel im Blut zu senken. Die Biosynthese des Cholesterols verläuft über 3‑Hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA (HMG-CoA), das aus Acetyl-CoA und zwei weiteren Acetyl-Resten gebildet wird. Der darauf folgende und geschwindigkeitsbestimmende Schritt ist die Reduktion von HMG-CoA zu Mevalonsäure durch die HMG-CoA-Reduktase, das Schlüsselenzym der Cholesterol-Biosynthese (Abb. 1).

CSE-Hemmer hemmen allerdings auch die Synthese anderer, aus Isopentenylpyrophosphat aufgebauter Biomoleküle, wie die des Selenoproteins N und des Coenzyms Q₁₀ (Ubichinon/Ubichinol; Abb. 1) [2].

Funktion von Coenzym Q₁₀

Das Coenzym Q₁₀ übernimmt im Organismus als essenzieller Bestandteil mitochondrialer Enzymkomplexe eine zentrale Aufgabe bei der Umwandlung von Nahrungsenergie in "chemische" Energie (Adenosindiphosphat, ADP → Adenosintriphosphat, ATP) (Abb. 2). Dabei fungiert das Vitaminoid als Elektronentransporter im Rahmen der oxidativen Phosphorylierung (Komplex I bis III) [4].

Coenzym Q₁₀ stabilisiert zudem die Zellmembranen und beeinflusst die Membranfluidität, wobei es regulierend in die Funktion von Ionenkanälen (z. B. Calciumkanäle) und damit indirekt in die interzelluläre Kommunikation eingreift. Darüber hinaus schützt das lipophile Antioxidanz zusammen mit Vitamin E die Phospholipide der Zellmembranen vor Radikal-induzierten Schäden und wirkt der Lipidperoxidation (z. B. LDL-Cholesterol) entgegen. Organe und Gewebe mit hohem Energieumsatz, wie das Herz oder die Skelettmuskulatur, sind besonders reich an Coenzym Q₁₀ • Ein Coenzym-Q₁₀ -Mangel kann die Leistungsfähigkeit des gesamten Organismus beeinträchtigen.

Statin-induzierte Störung des Coenzym-Q₁₀ -Status

Bereits Anfang der 1990er Jahre berichteten Forscher über eine Abnahme der Coenzym-Q₁₀ -Konzentrationen im Serum durch Statine. Mittlerweile liegen einige kontrollierte Studien am Menschen vor, die eine Beeinträchtigung des Coenzym-Q₁₀ -Status durch die Therapie mit Statinen belegen [3]. Studien an Patienten mit Hypercholesterolämie zeigen eine signifikante und dosisabhängige Reduktion der Ubichinon- und Ubichinol-Spiegel im Serum unter einer Therapie mit Atorvastatin, Pravastatin oder Lovastatin (Abb. 3) [5 – 7].

Das Nebenwirkungsprofil der Statine beinhaltet neben gastrointestinalen Beschwerden vor allem Störungen des muskulären Energiestoffwechsels, der physiologischerweise eng mit dem Coenzym-Q₁₀ -Status assoziiert ist. Müdigkeit, Schwäche, Muskelschmerzen (vor allem bei körperlicher Aktivität) und Myopathien werden auch bei schlechter Coenzym-Q₁₀ -Versorgung beobachtet. Ein pathobiochemisch und pharmakologisch plausibler Erklärungsansatz dafür ist die mitochondriale Dysfunktion als Folge der Coenzym-Q₁₀ -Depletion. Coenzym Q₁₀ ist essenziell für die Bildung von ATP, dem wichtigsten Energielieferanten in unserem Körper. Eine gute Coenzym-Q₁₀ -Versorgung führt zu einer besseren ATP-Versorgung der Organe und Muskelzellen. Äußerst kritisch sind Überdosierungen der CSE-Hemmer, da hohe Wirkstoffspiegel im Muskelgewebe den myozytären Energiestoffwechsel komplett blockieren, wodurch es zur Auflösung der quergestreiften Muskulatur, zur Rhabdomyolyse, kommen kann.

Gabe von Coenzym Q₁₀ bessert Myopathien

In einer zweiarmigen randomisierten Studie erhielten Patienten (n = 32), die unter der Therapie mit Statinen Muskelschmerzen und Myopathien entwickelten, 30 Tage lang zusätzlich entweder Coenzym Q₁₀ (100 mg/d) oder Vitamin E (400 I.E./d). Ergebnis: Die 30-tägige Supplementierung von Coenzym Q₁₀ führte zu einem deutlichen Rückgang der Schmerzen um 40% (p < 0,001) und der damit verbundenen Beeinträchtigung der Alltagsaktivitäten um 38% (p < 0,02). Dagegen war in der Vitamin-E-Gruppe kein Effekt nachweisbar [1]. Die Bedeutung des Coenzyms Q₁₀ für den mitochondrialen Energiestoffwechsel legt nahe, dass die Beeinträchtigung der endogenen Coenzym-Q₁₀ -Synthese ein pathologisches Bindeglied bei der Entwicklung der Statin-induzierten Myopathien ist. Im Rahmen einer lipidsenkenden Therapie mit Statinen (z. B. Lovastatin, Simvastatin) kann eine adjuvante und labordiagnostisch evaluierte Supplementierung von Coenzym Q₁₀ (etwa 2 bis 10 mg/kg KG/d, p.o.), insbesondere bei älteren Personen und Patienten mit Herzinsuffizienz, die in der Regel einen schlechten Coenzym-Q₁₀ -Status aufweisen, empfohlen werden [8].

Statin-induzierte Störung des Selenstoffwechsel

Neben der Cholesterol- und Coenzym-Q₁₀ -Biosynthese erfolgt auch die Selenoprotein-Biosynthese über dieselben Schritte vom Acetyl-CoA bis zum Isopentenylpyrophosphat; dieses ist nicht nur Substrat für die Farnesylpyrophosphat-Synthase, sondern auch für die tRNA-Isopentenyl-Transferase, die die Reifung der Selenocystein-tRNA zum funktionsfähigen Molekül bewirkt (Abb. 1).

Die Blockade der HMG-CoA-Reduktase durch Statine reduziert nicht nur die Synthese des Cholesterols und des Coenzyms Q₁₀ , sondern auch die Synthese verschiedener Selenoproteine, unter anderen die des an der Myozytenregeneration beteiligten Selenoproteins N [9]. Die Statin-induzierten muskulären Störungen ähneln nicht nur in ihrer Symptomatik (z. B. Müdigkeit, Muskelschmerzen), sondern auch histopathologisch (z. B. zellulärer Mitochondrienverlust, Bildung von Vakuolen, herdförmige desorganisierte, dünne Myofibrillen) denen eines Selenmangels [10].

Uwe Gröber

Akademie & Zentrum für Mikronährstoffmedizin

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