Die mitochondriale Stoffwechseltheorie

Seyfried knüpft an die Arbeiten des Nobelpreisträgers Otto Warburg aus den 1920er-Jahren an: Krebs ist seinem Ursprung nach eine Erkrankung der Zellenergie - nicht des Erbguts.

Der Warburg-Effekt ist die von Otto Warburg in den 1920er-Jahren gemachte Beobachtung, dass Krebszellen Glukose selbst bei reichlich Sauerstoff zu Laktat vergären - ein verschwenderischer Weg zur Energie, den gesunde Zellen sonst nur bei Sauerstoffmangel gehen.

Die Mitochondrien: Motor der Zelle und zugleich ihr Gehirn

Mitochondrien sind Organellen im Zytoplasma jeder Zelle - traditionell "Kraftwerke der Zelle" genannt. Sie sind keine simplen Bohnen, sondern ein dynamisches röhrenförmiges Netzwerk, das Sauerstoff aufnimmt und ATP herstellt, jene chemische Energiewährung, die die gesamte Zellmaschinerie antreibt. Entscheidend ist für Seyfried: Sie leisten weit mehr, als Energie zu liefern. Sie wirken auch wie ein Gehirn, senden Signale an den Zellkern und an Nachbarzellen und regeln, wann eine Zelle sich teilen soll und wann nicht mehr.

„Die Struktur bestimmt die Funktion. Ist die Struktur krankhaft, wird auch die Funktion krankhaft sein. Das weiß jeder Biologe - nur die Onkologen offenbar nicht.“

Unter dem Elektronenmikroskop zeigen Krebszellen laut Seyfried durchweg geschädigte Mitochondrien: fehlende oder verformte innere Einfaltungen (Cristae), mitunter hohle "Geistermitochondrien". Und da die Struktur die Funktion vorgibt, können geschädigte Mitochondrien keine normale Energie mehr liefern.

Der Warburg-Effekt: Gärung trotz Sauerstoff

Otto Warburg beobachtete etwas Merkwürdiges: Krebszellen vergären weiter - sie bilden Milchsäure -, selbst in 100 Prozent Sauerstoff, wo sie den Sauerstoff eigentlich zur effizienten Atmung nutzen müssten. Er schloss daraus, die Mitochondrien seien unwiederbringlich geschädigt. Kritiker hielten dagegen, manche Krebszellen nähmen sehr wohl Sauerstoff auf, Warburg müsse sich also irren. Seyfrieds Auflösung: Diese Zellen nehmen Sauerstoff auf, verwenden ihn aber für schädliche reaktive Sauerstoffspezies (ROS) statt für nennenswertes ATP - und eben diese ROS treiben jene DNA-Mutationen an, denen alle anderen hinterherjagen.

Der uralte Überlebensschalter

Das Leben entstand zunächst ohne Sauerstoff: als Einzelzellen, die vergärten und ungebremst wuchsen. Als Bakterien - die Vorfahren der Mitochondrien - mit frühen Zellen verschmolzen, brachten sie die effiziente sauerstoffbasierte Energiegewinnung mit und jene Regulation, die vielzelliges Zusammenwirken erst möglich machte. Seyfrieds Bild von Krebs: Ist das Mitochondrium chronisch geschädigt, fällt die Zelle in dieses "egoistische" Gärungsprogramm aus der Zeit vor dem Sauerstoff zurück - und das unregulierte Wachstum kehrt wieder.

Die zwei Brennstoffe: Glukose und Glutamin

Ohne effiziente Atmung läuft die Krebszelle auf zwei vergärbaren Brennstoffen:

• Glukose - der Blutzucker, vergoren im Zytoplasma (Glykolyse).
• Glutamin - die häufigste Aminosäure im Blut, vergoren in der Mitochondrienmatrix (Glutaminolyse).

Entscheidend ist: Krebszellen können Fettsäuren und Ketonkörper nicht effizient verbrennen, denn dafür braucht es gesunde Mitochondrien. Genau diese Asymmetrie ist die gesamte Grundlage der Stoffwechseltherapie: Verschiebt man den Brennstoff des Körpers hin zu Ketonen, gedeihen gesunde Zellen, während Krebszellen ausgehungert werden.

Das onkogene Paradox - gelöst?

Albert Szent-Györgyi formulierte ein Paradox: Krebs hat viele verschiedene Auslöser - Viren, Karzinogene, chronische Entzündungen, zeitweiser Sauerstoffmangel, seltene Erbmutationen -, doch niemand konnte den gemeinsamen Mechanismus dahinter benennen. Seyfrieds Antwort: Jeder einzelne dieser Auslöser schädigt die oxidative Phosphorylierung in den Mitochondrien und löst damit kompensatorische Gärung und entgleistes Wachstum aus. Ein einziger gemeinsamer Endweg.

Warum er Mutationen für eine Folge hält

Seyfried verweist auf klassische Kerntransfer-Experimente: Setzt man den Kern einer Tumorzelle in das Zytoplasma einer gesunden Zelle, bleibt das entgleiste Wachstum oft aus; setzt man einen normalen Kern in das Zytoplasma einer Tumorzelle, entgleist das Wachstum sehr wohl. Wären Mutationen im Kern die Ursache, müsste das Ergebnis umgekehrt ausfallen. Er verweist außerdem auf "Wildtyp"-Krebsarten ganz ohne Treibermutationen und auf vererbte Risikogene wie BRCA1, die nicht zu 100 Prozent penetrant sind - jedes davon störe am Ende die Energiegewinnung der Mitochondrien.

Der Mechanismus auf einen Blick

1. 01

   Ein Stressfaktor schädigt die Mitochondrien

   Karzinogene, chronische Entzündungen, zeitweiser Sauerstoffmangel (etwa bei Schlafapnoe), Viren, Mikroplastik, "Ewigkeitschemikalien", Strahlung und chronischer emotionaler Stress schädigen die empfindlichen inneren Membranen der Mitochondrien und mindern ihre Fähigkeit, mit Sauerstoff Energie zu gewinnen.

2. 02

   Die oxidative Phosphorylierung wird ineffizient

   Das Mitochondrium kann über die sauerstoffbasierte Atmung nicht mehr genug ATP effizient bereitstellen. Wäre der Schaden akut, würde die Zelle einfach absterben; ein chronischer, allmählicher Schaden zwingt sie stattdessen zum Ausgleich.

3. 03

   Die Zelle fällt auf uralte Gärung zurück

   Um zu überleben, greift die Zelle auf evolutionär alte, sauerstoffunabhängige Gärungswege zurück - sie verbrennt Glukose und die Aminosäure Glutamin. Das liefert je Brennstoffeinheit weit weniger Energie und hinterlässt Milchsäure und Bernsteinsäure als Abfall.

4. 04

   Das Wachstum entgleist - das ist Krebs

   Da normalerweise die Mitochondrien regeln, wann sich eine Zelle teilt, fällt sie ohne diese Kontrolle in ein "egoistisches", unreguliertes Wachstum zurück. Der Zellkern öffnet über Onkogene die Schleusen, um immer mehr Glukose und Glutamin aufzunehmen. DNA-Mutationen sind aus dieser Sicht eine Folge des Schadens - nicht seine Ursache.