NAC und Schilddrüse: N-Acetylcystein, Glutathion und Studienlage

N-Acetyl-L-Cystein (NAC) ist eine Vorstufe von Cystein für die körpereigene Bildung von Glutathion. Die Verbindung zur Schilddrüse läuft über diesen Weg: Glutathion ist Cofaktor der Glutathionperoxidasen, die in der Schilddrüse Peroxid abbauen, und aktivierte im Reagenzglas die Typ-1-Dejodase, die T4 in T3 umwandelt.⁶,⁸ Bei Menschen mit Hashimoto ist NAC bisher nicht in Studien zur Schilddrüsenfunktion untersucht; in einer randomisierten Studie an Dialysepatienten lag das reverse T3 unter NAC niedriger als unter Placebo.¹³

NAC ist ein acetyliertes Derivat der schwefelhaltigen Aminosäure L-Cystein und wird seit Jahrzehnten in der Medizin eingesetzt, etwa als Schleimlöser und als Gegenmittel bei einer Paracetamol-Vergiftung.¹,³ Dieser Artikel beschreibt die Biochemie von NAC und ordnet die Studienlage zu Glutathion, Schilddrüse und Sicherheit ein.

Was ist N-Acetyl-L-Cystein (NAC)?

NAC ist ein weißes, gut wasserlösliches Pulver mit schwefligem Geruch. Strukturell handelt es sich um L-Cystein mit einer Acetylgruppe an der Aminogruppe; die freie Thiolgruppe (-SH) bleibt erhalten und ist chemisch reaktiv.¹ Im Körper wird aus NAC L-Cystein freigesetzt, das dem Stoffwechsel zur Verfügung steht.¹,³

In einer pharmakokinetischen Untersuchung an zehn Gesunden gelangten nach einer oralen Einzelgabe von 600 mg 6 bis 10 Prozent der Substanz unverändert in den Blutkreislauf.¹⁴

Wie hängen NAC und Glutathion zusammen?

Glutathion ist ein Tripeptid aus Glutamat, Cystein und Glycin und kommt in nahezu allen Körperzellen vor. Es entsteht in zwei Schritten durch die Glutamat-Cystein-Ligase und die Glutathion-Synthetase. Bestimmend für die Bildung sind die Verfügbarkeit von Cystein und die Aktivität der Glutamat-Cystein-Ligase.⁴

Biochemisch ist NAC eine Vorstufe von Cystein für diese Synthese.¹,³ Rushworth und Megson sehen die Stärke von NAC in ihrer Übersichtsarbeit von 2014 im gezielten Auffüllen von Glutathion in Zellen, in denen es knapp ist; die antioxidative Wirkung läuft demnach vor allem über die Umwandlung in Glutathion.³

De Rosa und Kollegen untersuchten in einer randomisierten, placebokontrollierten Studie über acht Wochen 81 Menschen mit HIV-Infektion und niedrigem Glutathion. Unter NAC stieg das Glutathion im Vollblut von 0,88 auf 0,98 mmol/l, in der Placebogruppe blieb es unverändert; auch das Glutathion in T-Zellen stieg.⁵

Welche Rolle spielt Glutathion im Stoffwechsel der Schilddrüse?

Die Schilddrüse bildet für den Einbau von Jod Wasserstoffperoxid. Schutzenzyme wie die selenhaltigen Glutathionperoxidasen, die Peroxiredoxine und die Katalase bauen überschüssiges Peroxid ab.⁶ Die Umwandlung des Prohormons Thyroxin (T4) in das wirksamere Trijodthyronin (T3) übernehmen die Typ-1-Dejodase (DIO1, vor allem in Leber und Niere) und die Typ-2-Dejodase (DIO2, unter anderem in Gehirn und Hypophyse). Beide enthalten Selenocystein im aktiven Zentrum.⁷

Goswami und Rosenberg untersuchten 1988 an isolierten Zellbestandteilen (Mikrosomen), wie Glutathion auf die Dejodasen wirkt. Glutathion in physiologischen Konzentrationen aktivierte die Dejodase aus Niere und Leber, die Typ-2-Dejodase aus Hypophyse, Hirnrinde und braunem Fett erst in höheren Konzentrationen. Die Autoren werteten die Reaktion auf physiologische Glutathion-Mengen als Hinweis, dass Glutathion auch im Körper am Stoffwechsel der Schilddrüsenhormone beteiligt ist.⁸

Belegt ist damit eine Rolle von Glutathion an den Schutzenzymen der Schilddrüse und an der Typ-1-Dejodase im Reagenzglas. Nicht untersucht ist, ob NAC beim Menschen über Glutathion die Umwandlung von T4 in T3 verändert. Biochemisch spricht für einen Zusammenhang, dass NAC Cystein liefert, Cystein die Glutathion-Bildung bestimmt und Glutathion als häufigstes Nicht-Protein-Thiol der Zelle sowohl den Glutathionperoxidasen als auch, im Versuch, der Typ-1-Dejodase als reduzierender Partner dient.⁴,⁶,⁸ Naheliegend ist daher, NAC als Baustein der Glutathion-Versorgung einzuordnen, nicht als Stoff mit eigener Wirkung auf die Schilddrüse.

Was ist über NAC und Schilddrüse bei Hashimoto bekannt?

Bei der Hashimoto-Thyreoiditis ist oxidativer Stress als Begleitbefund mehrfach beschrieben, überwiegend in kleinen Querschnittsstudien. Rostami und Kollegen verglichen 44 Frauen mit neu diagnostizierter Hashimoto-Thyreoiditis mit 58 Kontrollpersonen. Die Patientinnen hatten niedrigere Glutathion-Werte und der Glutathion-Wert hing mit den TPO-Antikörpern zusammen.⁹ Als Querschnittsstudie beschreibt sie einen Zusammenhang zu einem Zeitpunkt.

Interventionsstudien mit NAC bei Hashimoto, etwa zu Antikörpern oder zum Krankheitsverlauf, liegen bisher nicht vor. Eine randomisierte Studie mit Schilddrüsenwerten untersuchte 68 Dialysepatienten mit einem durch schwere Krankheit veränderten Hormonprofil (Non-Thyroidal-Illness-Syndrom). Über zwölf Wochen erhielten sie Selen, NAC, beides oder Placebo. In den Gruppen mit Selen oder NAC lag das reverse T3 am Ende niedriger; fT3, fT4 und TSH unterschieden sich nicht.¹³ Reverse T3 ist die inaktive Form, die beim Abbau von T4 entsteht.

Welche Studien gibt es zu NAC und der Leber?

Etabliert ist NAC in der Notfallmedizin als Gegenmittel bei einer Paracetamol-Vergiftung: Es liefert Cystein für die Neubildung des in der Leber verbrauchten Glutathions.³ Darüber hinaus gibt es kleine Studien mit Laborwerten. Khoshbaten und Kollegen teilten 30 Personen mit nichtalkoholischer Fettleber zufällig NAC oder Vitamin C zu; nach drei Monaten lag die Alanin-Aminotransferase (ALT) in der NAC-Gruppe niedriger als in der Vitamin-C-Gruppe.¹⁰ Baniasadi und Kollegen gaben 60 Tuberkulose-Patienten ab 60 Jahren zur Standardtherapie randomisiert zusätzlich NAC oder nicht; innerhalb von zwei Wochen traten Leberschäden durch die Tuberkulosemedikamente bei 12 von 32 Personen ohne NAC und bei keiner der 28 Personen mit NAC auf.¹¹

Wie verträglich ist NAC und welche Wechselwirkungen sind bekannt?

In den in klinischen Studien verwendeten Mengen gilt orales NAC als gut verträglich. Berichtet werden vor allem leichte Magen-Darm-Beschwerden wie Übelkeit und weicher Stuhl, gelegentlich ein schwefliger Geruch und selten Hautausschlag oder Kopfschmerzen.¹,² In der HIV-Studie von De Rosa unterschieden sich die Nebenwirkungen nicht deutlich von Placebo.⁵

Klinisch relevant ist die Wechselwirkung mit organischen Nitraten wie Nitroglycerin. In einer kleinen Studie mit 10 Patienten verstärkte intravenös gegebenes NAC die gefäßerweiternde und blutdrucksenkende Wirkung von Nitroglycerin.¹² Bei gleichzeitiger Anwendung ist daher eine stärkere Blutdrucksenkung möglich. Bei Asthma kann inhaliertes NAC Bronchospasmen auslösen; das betrifft die Anwendung als Schleimlöser.² Eine Wechselwirkung mit gerinnungshemmenden Mitteln wird diskutiert.²

Häufige Fragen

Wie hängt NAC mit der Umwandlung von T4 in T3 zusammen?

Über Glutathion. Im Reagenzglas aktivierte Glutathion in physiologischen Konzentrationen die Typ-1-Dejodase aus Leber und Niere.⁸ Ob NAC beim Menschen die Umwandlung verändert, ist nicht untersucht. In einer Studie an Dialysepatienten lag unter NAC das reverse T3 niedriger, fT3, fT4 und TSH unterschieden sich nicht.¹³

Gibt es Studien zu NAC und TPO-Antikörpern?

Untersucht ist bisher der Zusammenhang zwischen Glutathion und TPO-Antikörpern: In der Querschnittsstudie von Rostami hatten Frauen mit Hashimoto niedrigere Glutathion-Werte und der Glutathion-Wert hing mit den Antikörpern zusammen.⁹ Interventionsstudien mit NAC und TPO-Antikörpern liegen nicht vor.

Worin unterscheiden sich NAC, Cystein und Glutathion?

L-Cystein ist eine schwefelhaltige Aminosäure. NAC ist L-Cystein mit einer zusätzlichen Acetylgruppe, aus dem im Körper L-Cystein freigesetzt wird. Glutathion ist ein Tripeptid, in dem Cystein neben Glutamat und Glycin einer der drei Bausteine ist.¹,⁴

Wofür wird NAC in der Medizin eingesetzt?

Als Arzneimittel ist NAC seit Jahrzehnten etabliert, als Schleimlöser und als Gegenmittel bei einer Paracetamol-Vergiftung, bei der es Cystein für die Neubildung des verbrauchten Glutathions in der Leber liefert.¹,³ Weitere Anwendungen werden in Studien untersucht.²

Zusammenfassung

N-Acetyl-L-Cystein ist ein acetyliertes Derivat der Aminosäure L-Cystein und biochemisch eine Vorstufe von Cystein für die Glutathion-Bildung; seine Stärke liegt nach einer Übersichtsarbeit im Auffüllen von Glutathion, wo es knapp ist. Glutathion ist Partner der Glutathionperoxidasen in der Schilddrüse und aktivierte im Reagenzglas die Typ-1-Dejodase. Bei Menschen mit Hashimoto ist NAC bisher nicht in Studien zur Schilddrüsenfunktion untersucht; die Verbindung ist biochemisch hergeleitet. NAC gilt als meist gut verträglich; zu beachten ist die Wechselwirkung mit Nitraten.

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Dieser Artikel dient der allgemeinen wissenschaftlichen Information und ersetzt keine ärztliche Beratung oder Diagnose. Bei Beschwerden, bestehenden Erkrankungen, Schwangerschaft, Stillzeit oder paralleler Medikamenteneinnahme ist eine ärztliche Abklärung erforderlich. Nahrungsergänzungsmittel können Neben- und Wechselwirkungen haben.

Quellenverzeichnis

1. Samuni Y, Goldstein S, Dean OM, Berk M. The chemistry and biological activities of N-acetylcysteine. Biochim Biophys Acta. 2013;1830(8):4117-4129. DOI: 10.1016/j.bbagen.2013.04.016. PMID: 23618697.
2. Mokhtari V, Afsharian P, Shahhoseini M, Kalantar SM, Moini A. A review on various uses of N-acetyl cysteine. Cell J. 2017;19(1):11-17. DOI: 10.22074/cellj.2016.4872. PMID: 28367412.
3. Rushworth GF, Megson IL. Existing and potential therapeutic uses for N-acetylcysteine: the need for conversion to intracellular glutathione for antioxidant benefits. Pharmacol Ther. 2014;141(2):150-159. DOI: 10.1016/j.pharmthera.2013.09.006. PMID: 24080471.
4. Lu SC. Glutathione synthesis. Biochim Biophys Acta. 2013;1830(5):3143-3153. DOI: 10.1016/j.bbagen.2012.09.008. PMID: 22995213.
5. De Rosa SC, Zaretsky MD, Dubs JG, et al. N-acetylcysteine replenishes glutathione in HIV infection. Eur J Clin Invest. 2000;30(10):915-929. DOI: 10.1046/j.1365-2362.2000.00736.x. PMID: 11029607. (Randomisiert, placebokontrolliert, n = 81.)
6. Schweizer U, Chiu J, Köhrle J. Peroxides and peroxide-degrading enzymes in the thyroid. Antioxid Redox Signal. 2008;10(9):1577-1592. DOI: 10.1089/ars.2008.2054. PMID: 18498223.
7. Köhrle J. Selenium and the thyroid. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2015;22(5):392-401. DOI: 10.1097/MED.0000000000000190. PMID: 26313901.
8. Goswami A, Rosenberg IN. Effects of glutathione on iodothyronine 5'-deiodinase activity. Endocrinology. 1988;123(1):192-202. DOI: 10.1210/endo-123-1-192. PMID: 3383773. (In-vitro-Studie an Mikrosomen.)
9. Rostami R, Aghasi MR, Mohammadi A, Nourooz-Zadeh J. Enhanced oxidative stress in Hashimoto's thyroiditis: inter-relationships to biomarkers of thyroid function. Clin Biochem. 2013;46(4-5):308-312. DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2012.11.021. PMID: 23219737. (Querschnittsstudie, 44 Patientinnen, 58 Kontrollen.)
10. Khoshbaten M, Aliasgarzadeh A, Masnadi K, et al. N-acetylcysteine improves liver function in patients with non-alcoholic fatty liver disease. Hepat Mon. 2010;10(1):12-16. PMID: 22308119. (Randomisiert, n = 30, Vergleich mit Vitamin C, kein Placebo.)
11. Baniasadi S, Eftekhari P, Tabarsi P, et al. Protective effect of N-acetylcysteine on antituberculosis drug-induced hepatotoxicity. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2010;22(10):1235-1238. DOI: 10.1097/MEG.0b013e32833aa11b. PMID: 20461008. (Randomisiert, n = 60, zwei Wochen.)
12. Horowitz JD, Antman EM, Lorell BH, Barry WH, Smith TW. Potentiation of the cardiovascular effects of nitroglycerin by N-acetylcysteine. Circulation. 1983;68(6):1247-1253. DOI: 10.1161/01.cir.68.6.1247. PMID: 6139183. (n = 10, NAC intravenös.)
13. Shahreki E, Kaykhaei MA, Mosallanezhad Z, et al. Effects of Selenium and/or N-Acetyl-Cysteine Supplementation on Nonthyroidal Illness Syndrome in Hemodialysis Patients: A Factorial Randomized Controlled Trial. Pharmacology. 2022;107(9-10):480-485. DOI: 10.1159/000525094. PMID: 35691282. (Faktoriell randomisiert, n = 68, zwölf Wochen.)
14. Borgström L, Kågedal B, Paulsen O. Pharmacokinetics of N-acetylcysteine in man. Eur J Clin Pharmacol. 1986;31(2):217-222. DOI: 10.1007/BF00606662. PMID: 3803419. (Pharmakokinetik, n = 10.)