Chronische Inflammation (Entzündung): Ursachen, Mechanismen und Mikronährstoffe

Eine chronische Inflammation bezeichnet eine über längere Zeit anhaltende oder wiederholt aktivierte Entzündungsreaktion. Im Gegensatz zur akuten Entzündung, die der Abwehr von Krankheitserregern, der Beseitigung geschädigter Zellen und der Einleitung von Reparaturprozessen dient, bleibt bei chronischer Inflammation ein entzündlicher Reiz bestehen oder die reguläre Auflösung der Entzündungsreaktion ist unzureichend. Dadurch kann sich eine ursprünglich protektive (schützende) Immunantwort zu einem eigenständigen pathophysiologischen Faktor entwickeln [1].

Eine besondere Form ist die chronische niedriggradige Inflammation, bei der über längere Zeit eine geringe, aber biologisch relevante Aktivierung entzündlicher Signalwege besteht. Sie wird insbesondere mit Adipositas, metabolischen und kardiovaskulären Erkrankungen (Stoffwechsel- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen), chronischen gastrointestinalen Erkrankungen (Magen-Darm-Erkrankungen) sowie bestimmten Tumorerkrankungen (Krebserkrankungen) in Verbindung gebracht [1].

Für die Mikronährstoffmedizin ist chronische Inflammation besonders relevant, weil zwischen Entzündungsaktivität und Mikronährstoffstoffwechsel eine bidirektionale Beziehung besteht: Einerseits benötigen Immun- und Gewebezellen zahlreiche Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente für Zellteilung, Signalübertragung, Redoxregulation und Barrierefunktion. Andererseits verändert die Entzündungsreaktion die Resorption, Verteilung, Speicherung und Verfügbarkeit verschiedener Mikronährstoffe. Dadurch können auch deren Konzentrationen im Blut verändert sein, ohne den tatsächlichen Gesamtkörperbestand zuverlässig widerzuspiegeln [2].

Entstehung einer chronischen Inflammation

Eine physiologische akute Entzündungsreaktion endet normalerweise nach Beseitigung des auslösenden Reizes. Die Entzündungsauflösung ist dabei ein aktiver biologischer Prozess, der entzündungsfördernde Signale begrenzt, aktivierte Immunzellen entfernt und die Gewebereparatur ermöglicht. Bleibt der schädigende Reiz bestehen oder ist die Entzündungsauflösung gestört, kann die Immunaktivierung persistieren und chronisch werden [1].

Zu den möglichen Auslösern bzw. Verstärkern chronischer Entzündungsprozesse gehören:

• Persistierende (andauernde) Infektionen mit fortgesetzter Aktivierung der Immunabwehr
• Autoimmunreaktionen mit Immunreaktionen gegen körpereigene Strukturen
• Chronische Gewebeschädigungen mit wiederholter Freisetzung zellulärer Gefahrensignale
• Metabolische Belastungen, insbesondere bei viszeraler Adipositas (Fettleibigkeit mit vermehrtem Fettgewebe im Bauchraum um die inneren Organe) und Insulinresistenz (verminderte Wirkung des Hormons Insulin an den Körperzellen)
• Störungen epithelialer Barrieren (Beeinträchtigungen schützender Zellschichten), insbesondere der intestinalen Barriere (Darmbarriere)
• Veränderungen des Darmmikrobioms, die die Kommunikation zwischen Mikroorganismen, Darmepithel (Zellschicht, die die innere Oberfläche des Darms auskleidet) und Immunsystem beeinflussen können [1, 3, 7]

Chronische Inflammation ist somit kein einheitlicher Prozess. Ursache, Intensität, beteiligte Immunzellen und aktivierte Signalwege unterscheiden sich je nach Erkrankung und betroffenem Gewebe.

Immunzellen, Zytokine und entzündliche Signalwege

An chronischen Entzündungsreaktionen sind sowohl die angeborene als auch die adaptive Immunantwort beteiligt. Eine wesentliche Rolle spielen Makrophagen ("Fresszellen" des Gewebes), Monozyten (im Blut zirkulierende Zellen der angeborenen Immunabwehr), neutrophile Granulozyten (spezialisierte weiße Blutzellen zur schnellen Erregerabwehr), dendritische Zellen (antigenpräsentierende Immunzellen zur Aktivierung der adaptiven Immunantwort) sowie T- und B-Lymphozyten (spezialisierte weiße Blutzellen der adaptiven Immunabwehr).

Aktivierte Immun- und Gewebezellen bilden Zytokine (Botenstoffe des Immunsystems), darunter Interleukin-1 beta (IL-1β), Interleukin-6 (IL-6) und Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α). Diese Entzündungsmediatoren beeinflussen nicht nur lokale Immunreaktionen, sondern können auch systemische Stoffwechselprozesse verändern.

Eine zentrale Schaltstelle entzündlicher Signalübertragung ist der nukleäre Faktor kappa B (NF-κB), ein Transkriptionsfaktor (Protein zur Steuerung der Genaktivität). NF-κB reguliert die Expression zahlreicher Gene, die an Entzündung, Immunantwort, Zellüberleben und Gewebereaktionen beteiligt sind. Aktivierende Signale können unter anderem von mikrobiellen Bestandteilen, Zytokinen, Zellschäden und verschiedenen Stresssignalen ausgehen [3].

Eine wiederholte oder persistierende Aktivierung solcher Signalwege kann zur Aufrechterhaltung und Verstärkung chronischer Entzündungsreaktionen beitragen.

Inflammasome und sterile Entzündung

Entzündungsreaktionen können auch ohne Infektion entstehen. Geschädigte oder metabolisch belastete Zellen setzen körpereigene Gefahrensignale frei, die vom angeborenen Immunsystem erkannt werden. Dieser Vorgang wird als sterile Entzündung bezeichnet.

Eine besondere Bedeutung besitzen hierbei Inflammasome (intrazelluläre Proteinkomplexe zur Aktivierung entzündlicher Signalwege). Zu den am intensivsten untersuchten gehört das NLRP3-Inflammasom. Nach seiner Aktivierung fördert es über das Enzym Caspase-1 die Bildung biologisch aktiver Formen von IL-1β und Interleukin-18 (IL-18). Gleichzeitig kann die Pyroptose (entzündliche Form des programmierten Zelltodes) ausgelöst werden [4].

Eine anhaltende oder wiederholte Aktivierung von Inflammasomen stellt damit eine wichtige Verbindung zwischen Zellstress, Stoffwechselstörungen, Gewebeschädigung und chronischer Immunaktivierung dar [4].

Redoxhomöostase und chronische Inflammation

Entzündungsreaktionen und Redoxhomöostase (Gleichgewicht zwischen oxidierenden und reduzierenden Reaktionen) sind eng miteinander verbunden. Aktivierte Immunzellen bilden reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die sowohl für die Erregerabwehr als auch als Signalmoleküle benötigt werden. Bei anhaltend erhöhter Bildung bzw. unzureichender Redoxregulation können ROS jedoch Lipide, Proteine und Nukleinsäuren schädigen.

Oxidativer Stress kann seinerseits entzündliche Signalwege verstärken. Dadurch kann ein sich selbst unterhaltender Kreislauf aus Immunaktivierung, oxidativer Belastung und Gewebeschädigung entstehen.

Eine wichtige regulatorische Funktion besitzt Nrf2 (Nuclear factor erythroid 2-related factor 2; Transkriptionsfaktor der antioxidativen Zellantwort). Nrf2 aktiviert Gene, deren Produkte unter anderem an antioxidativer Abwehr, Entgiftungsreaktionen und zellulärer Redoxregulation beteiligt sind. Gleichzeitig bestehen funktionelle Wechselwirkungen zwischen Nrf2-abhängigen Schutzmechanismen und entzündlichen Signalwegen wie NF-κB [5].

Mikronährstoffe wie Selen, Zink, Kupfer und Mangan sind Bestandteile bzw. Cofaktoren wichtiger Enzymsysteme der Redoxregulation; die Vitamine C und E tragen ebenfalls zum Schutz zellulärer Strukturen vor oxidativen Schäden bei [2, 5]. Ihre physiologische Funktion besteht jedoch nicht darin, reaktive Sauerstoffspezies vollständig zu eliminieren, sondern eine kontrollierte Redoxhomöostase aufrechtzuerhalten.

Intestinale Barriere und chronische Inflammation

Die intestinale Barriere bildet eine hochselektive Grenzfläche zwischen dem Darmlumen mit Nahrungskomponenten und Mikroorganismen einerseits und dem mukosalen Immunsystem (Immunsystem der Schleimhäute) andererseits. Zu ihr gehören insbesondere das Darmepithel, die Schleimschicht, antimikrobielle Substanzen und immunologische Abwehrmechanismen [7].

Benachbarte Darmepithelzellen sind unter anderem über Schlussleisten (Tight Junctions; dichte Zell-Zell-Verbindungen) miteinander verbunden. Störungen der epithelialen Integrität können die intestinale Permeabilität (Durchlässigkeit der Darmbarriere) erhöhen und damit den kontrollierten Kontakt zwischen Bestandteilen des Darmlumens und dem Immunsystem verändern [7].

Eine beeinträchtigte Barrierefunktion kann lokale Immunreaktionen verstärken. Umgekehrt können entzündliche Zytokine und aktivierte Immunzellen die Barriere weiter schädigen. Dadurch kann ein sich selbst verstärkender Kreislauf zwischen Barrierestörung und Entzündungsaktivität entstehen [7].

Mikronährstoffe wie Zink sowie die Vitamine A und D sind an Differenzierung, Funktion und Regulation epithelialer und immunologischer Strukturen beteiligt. Eine ausreichende Versorgung trägt deshalb zur Aufrechterhaltung physiologischer Barrierefunktionen bei [2].

Chronische Inflammation verändert den Mikronährstoffstoffwechsel

Während einer Immunreaktion verändert der Organismus gezielt die Verfügbarkeit bestimmter Mikronährstoffe. Dieser Mechanismus wird als nutritive Immunität (gezielte Veränderung der Nährstoffverfügbarkeit im Rahmen der Immunabwehr) bezeichnet. Dadurch können Krankheitserregern essentielle Nährstoffe entzogen und gleichzeitig die metabolischen Anforderungen verschiedener Immunzellen reguliert werden [2].

Bei akuten Infektionen kann diese Umverteilung Teil einer physiologischen Abwehrreaktion sein. Bei chronischer Inflammation können dieselben Mechanismen jedoch längerfristig die intestinale Aufnahme, den Transport und die Gewebeverfügbarkeit einzelner Mikronährstoffe beeinträchtigen [2].

Zusätzlich können chronisch-entzündliche Erkrankungen mit verminderter Nahrungsaufnahme, Malabsorption (unzureichender Aufnahme von Nährstoffen aus dem Darm), erhöhten Verlusten oder verändertem Stoffwechsel verbunden sein. Entzündungsbedingte Veränderungen der Blutkonzentrationen sind deshalb von einem tatsächlichen absoluten Mikronährstoffmangel zu unterscheiden.

Eisen: Hepcidin-vermittelte Eisenrestriktion

Das am besten charakterisierte Beispiel für die entzündungsbedingte Regulation eines Mikronährstoffs ist der Eisenstoffwechsel. Entzündliche Signale, insbesondere IL-6, stimulieren in der Leber die Bildung von Hepcidin, dem zentralen Regulationshormon der Eisenhomöostase [6].

Hepcidin bindet an Ferroportin (zelluläres Eisenexportprotein) und führt zu dessen Internalisierung und Abbau. Dadurch wird weniger Eisen aus Enterozyten (Darmepithelzellen) in den Blutkreislauf abgegeben und gleichzeitig weniger gespeichertes Eisen aus Makrophagen und anderen Speichern mobilisiert [6].

Die Folge ist eine verminderte Eisenverfügbarkeit für die Erythropoese (Bildung roter Blutkörperchen), obwohl die Eisenspeicher vorhanden oder erhöht sein können. Bei länger anhaltender Entzündungsaktivität kann sich dadurch eine eisenrestriktive Erythropoese und schließlich eine Anämie bei chronischer Inflammation entwickeln [6].

Ferritin steigt gleichzeitig als positives Akute-Phase-Protein (Protein, dessen Konzentration bei Entzündungen zunimmt) häufig an. Ein normales oder erhöhtes Ferritin schließt bei bestehender Entzündungsaktivität einen gleichzeitig vorhandenen Eisenmangel daher nicht sicher aus [6].

Zink: Umverteilung und Interpretation des Zinkstatus

Zink ist Bestandteil zahlreicher Enzyme und regulatorischer Proteine und wird unter anderem für Zellteilung, Genregulation, angeborene und adaptive Immunantwort sowie epitheliale Barrierefunktionen benötigt [2, 8].

Bei systemischer Entzündung kann Zink aus dem Plasma in Gewebe umverteilt werden. Dadurch kann die Serum- bzw. Plasmazinkkonzentration sinken, ohne dass dieser Befund allein zuverlässig zwischen entzündungsbedingter Umverteilung und einem absoluten Zinkmangel unterscheiden kann [2, 8].

Serum- und Plasmazink reagieren zwar auf Veränderungen der Zinkzufuhr und gehören zu den etablierten Biomarkern des Zinkstatus, werden jedoch unter anderem durch Entzündung, Nahrungsaufnahme und Tageszeit beeinflusst. Bei der Interpretation niedriger Werte sollte der Entzündungsstatus deshalb berücksichtigt werden [8].

Selen und entzündliche Redoxregulation

Selen wird als Selenocystein in verschiedene Selenoproteine eingebaut. Dazu gehören unter anderem Glutathionperoxidasen und Thioredoxinreduktasen, die an der Regulation des zellulären Redoxsystems beteiligt sind. Damit steht der Selenstoffwechsel funktionell an einer Schnittstelle zwischen Redoxhomöostase und Immunfunktion [2].

Entzündungszustände können die Selenhomöostase und Konzentrationen zirkulierender Selenoproteine beeinflussen. Umgekehrt kann eine unzureichende Selenversorgung selenabhängige Redox- und Immunfunktionen beeinträchtigen [2]. Daraus lässt sich jedoch keine generelle antiinflammatorische (antientzündliche) Wirkung einer zusätzlichen Selensupplementierung ableiten.

Vitamine und Regulation der Immunantwort

Auch verschiedene Vitamine erfüllen wichtige Funktionen innerhalb der Immunregulation. Vitamin A bzw. seine biologisch aktiven Retinoide sind unter anderem für Differenzierung und Funktion von Immun- und Epithelzellen erforderlich. Vitamin D beeinflusst über den Vitamin-D-Rezeptor die Genexpression verschiedener Zellen des angeborenen und adaptiven Immunsystems. Vitamin C und Vitamin E sind an der Redoxregulation und am Schutz zellulärer Strukturen vor oxidativen Schäden beteiligt [2].

Aus diesen physiologischen Funktionen kann jedoch nicht abgeleitet werden, dass hohe Dosierungen einzelner Vitamine chronische Entzündungsprozesse grundsätzlich therapeutisch reduzieren. Für Vitamin D zeigen zusammengefasste randomisierte kontrollierte Studien populations- und biomarkerabhängig unterschiedliche Effekte auf Entzündungsmarker [9].

Chronische Inflammation kann Mikronährstoffdefizite begünstigen

Bei chronisch-entzündlichen Erkrankungen können mehrere Mechanismen gleichzeitig zu einer eingeschränkten Mikronährstoffversorgung oder -verfügbarkeit beitragen:

• Verminderte Nahrungsaufnahme durch Appetitverlust, Erkrankung oder ernährungsbedingte Einschränkungen
• Verminderte intestinale Resorption bei entzündlichen Schleimhautveränderungen oder anderen gastrointestinalen Funktionsstörungen
• Entzündungsbedingte Umverteilung von Mikronährstoffen zwischen Blut, Leber, Immunsystem und anderen Geweben
• Veränderte Verfügbarkeit durch regulatorische Mechanismen wie die Hepcidin-vermittelte Eisenrestriktion
• Erhöhte Verluste beispielsweise bei chronischer Diarrhoe oder gastrointestinalen Blutverlusten
• Veränderte Konzentrationen von Transport- und Speicherproteinen im Rahmen der Akute-Phase-Reaktion [2, 6]

Dadurch kann ein sich selbst verstärkender Prozess entstehen: Chronische Entzündungsaktivität beeinträchtigt die Mikronährstoffversorgung bzw. -verfügbarkeit, während relevante Mikronährstoffdefizite wiederum physiologische Immun-, Redox- und Barrierefunktionen beeinträchtigen können [2].

Entzündungsaktivität bei der Mikronährstoffdiagnostik berücksichtigen

Für die klinische Interpretation von Mikronährstofflaborwerten ist entscheidend, dass systemische Inflammation verschiedene Biomarker unabhängig vom tatsächlichen Gesamtkörperbestand verändern kann [2].

Typische Beispiele sind:

• Ferritin kann als positives Akute-Phase-Protein erhöht sein.
• Serumeisen und Transferrinsättigung können durch Hepcidin-vermittelte Eisenrestriktion vermindert sein.
• Serum- bzw. Plasmazink kann durch entzündungsbedingte Umverteilung vermindert sein.
• Transport- und Speicherproteine können im Rahmen der Akute-Phase-Reaktion verändert sein und dadurch gemessene Mikronährstoffkonzentrationen beeinflussen [2, 6, 8].

Bei der Interpretation entsprechender Laborparameter sollte deshalb der Entzündungsstatus, beispielsweise anhand des C-reaktiven Proteins (CRP), mitberücksichtigt werden. Ein erniedrigter zirkulierender Mikronährstoffwert ist bei bestehender Entzündungsaktivität nicht automatisch mit einem absoluten Gesamtkörpermangel gleichzusetzen [2, 6, 8].

Mikronährstoffversorgung ist keine unspezifische antiinflammatorische Therapie

Eine bedarfsdeckende Versorgung mit essentiellen Mikronährstoffen ist Voraussetzung für eine physiologische Immunantwort, Redoxregulation und Barrierefunktion. Nachgewiesene oder klinisch relevante Defizite sollten deshalb gezielt korrigiert werden.

Davon zu unterscheiden ist eine unspezifische hochdosierte Supplementierung mit dem Ziel, chronische Inflammation unabhängig vom Mikronährstoffstatus zu behandeln. Die interventionelle Evidenz zeigt erhebliche Unterschiede in Abhängigkeit von Mikronährstoff, Ausgangsversorgung, Erkrankung, Dosierung, Applikationsform und untersuchtem Entzündungsmarker.

Eine aktuelle Übersicht von Metaanalysen randomisierter kontrollierter Studien zur Vitamin-D-Supplementierung zeigte beispielsweise günstigere Effekte auf einzelne Entzündungsmarker, insbesondere bei bestimmten metabolischen Erkrankungen, während in anderen untersuchten Populationen keine konsistenten Effekte nachweisbar waren [9]. Auch bei Selen waren die Effekte einer Supplementierung auf CRP, IL-6 und TNF-α uneinheitlich und unter anderem von der Applikationsform abhängig [10].

Physiologische Funktionen eines Mikronährstoffs innerhalb des Immunsystems sind daher nicht mit einem generellen therapeutischen Nutzen einer zusätzlichen Hochdosiszufuhr gleichzusetzen.

Fazit

Chronische Inflammation ist ein komplexer Zustand persistierender bzw. wiederholt aktivierter Immunreaktionen. Zytokine, NF-κB-abhängige Signalwege, Inflammasome, Redoxsysteme und epitheliale Barrieren bilden dabei eng miteinander verknüpfte Regulationssysteme.

Für die Mikronährstoffmedizin ist insbesondere die wechselseitige Beziehung zwischen Entzündungsaktivität und Mikronährstoffstoffwechsel relevant. Chronische Inflammation kann Resorption, Transport, Umverteilung, Gewebeverfügbarkeit und zirkulierende Konzentrationen verschiedener Mikronährstoffe verändern. Besonders gut charakterisiert ist die Hepcidin-vermittelte Einschränkung der Eisenverfügbarkeit. Auch Zink- und Selenstoffwechsel sowie mikronährstoffabhängige Immun-, Redox- und Barrierefunktionen können durch Entzündungsprozesse beeinflusst werden.

Eine ausreichende Mikronährstoffversorgung unterstützt physiologische Immun- und Reparaturprozesse. Chronische Inflammation lässt sich jedoch weder auf einen einzelnen Mikronährstoffmangel reduzieren noch durch eine unspezifische Hochdosis-Supplementierung behandeln. Entscheidend sind die Beurteilung der zugrunde liegenden Erkrankung, der Entzündungsaktivität, des Ernährungsstatus und eines gegebenenfalls bestehenden spezifischen Mikronährstoffdefizits.

Literatur

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2. Roth-Walter F, Berni Canani R, O'Mahony L et al.: Nutrition in chronic inflammatory conditions: Bypassing the mucosal block for micronutrients. Allergy. 2024;79(2):353-383. doi: 10.1111/all.15972.
3. Guo Q, Jin Y, Chen X et al.: NF-κB in biology and targeted therapy: new insights and translational implications. Signal Transduct Target Ther. 2024;9:53. doi: 10.1038/s41392-024-01757-9.
4. Fu J, Schroder K, Wu H: Mechanistic insights from inflammasome structures. Nat Rev Immunol. 2024;24(7):518-535. doi: 10.1038/s41577-024-00995-w.
5. Pant T, Uche N, Juric M et al.: Regulation of immunomodulatory networks by Nrf2-activation in immune cells: Redox control and therapeutic potential in inflammatory diseases. Redox Biol. 2024;70:103077. doi: 10.1016/j.redox.2024.103077.
6. Nemeth E, Ganz T: Hepcidin and Iron in Health and Disease. Annu Rev Med. 2023;74:261-277. doi: 10.1146/annurev-med-043021-032816.
7. Neurath MF, Artis D, Becker C: The intestinal barrier: a pivotal role in health, inflammation, and cancer. Lancet Gastroenterol Hepatol. 2025;10(6):573-592. doi: 10.1016/S2468-1253(24)00390-X.
8. Ceballos-Rasgado M, Brazier AKM, Gupta S et al.: Methods of Assessment of Zinc Status in Humans: An Updated Review and Meta-analysis. Nutr Rev. 2025;83(3):e778-e800. doi: 10.1093/nutrit/nuae072.
9. Hsu CY, Hussein HY, Al-Akkam KA et al.: The effects of vitamin D supplementation on inflammatory biomarkers: an umbrella study of meta-analysis on randomized controlled trials. Inflammopharmacology. 2026;34(7):4297-4310. doi: 10.1007/s10787-026-02266-7.
10. Gholizadeh M, Khalili A, Basafa Roodi P et al.: Selenium supplementation decreases CRP and IL-6 and increases TNF-alpha: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. J Trace Elem Med Biol. 2023;79:127199. doi: 10.1016/j.jtemb.2023.127199.