Zusammenhang zwischen Ernährung, Darmbakterien und -zellen: Schlüssel zur Prävention systemischer Entzündungen?

Die Ergebnisse einer neuen Studie lassen den Schluss zu, dass die Schleimhaut, die zwischen Darmbakterien und den Zellen des Dünndarms liegt, eine neue Zielstruktur zur Vorbeugung systemischer Entzündungen darstellen könnte.

Bei Mäusen, die eine fett-, cholesterin- und kalorienreiche Ernährung erhielten, wurden höhere Blutfettwerte beobachtet, die mit erhöhten Entzündungsgraden assoziiert waren. Außerdem fanden die Forschenden Hinweise darauf, wie sich die Mikrobiologie des Darmtraktes auf krankheitsverursachende Entzündungen auswirkt.

Entzündungen sind ein wichtiger Prozess, der den Körper vor eindringenden Infektionen und Giftstoffen schützt. Aber bei Personen, die so erfolgreich gegen HIV behandelt werden, dass ihre Viruslast nicht mehr nachweisbar ist, trägt die anhaltende, geringgradige Entzündung in den Darmzellen zu einem erhöhten Herzinfarkt- oder Schlaganfallrisiko bei. Es wurde festgestellt, dass diese Personen einen undichten Darm (Leaky Gut) mit mehr Darmbakterienprodukten im Blut haben, wie zum Beispiel Lipopolysaccharide (LPS). Dieses proinflammatorische bakterielle Produkt beschleunigt Krankheitsprozesse in den Arterien, die zu Herzinfarkt und Schlaganfall führen.

Die Forschenden von der University of California in Los Angeles (UCLA) hatten in der Vergangenheit Mausmodelle von behandelten HIV,-Infektionen verwendet, um dieses Problem zu untersuchen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fanden heraus, dass die Ergänzung einer Ernährung nach westlichem Vorbild durch ein Tomatenextrakt namens Tg6F das Leaky-Gut-Syndrom bei den Mäusen verbesserte. Systemische Entzündungen wurden zudem signifikant reduziert. Tg6F enthält ein Peptidmimetikum des Hauptproteins in Lipoprotein hoher Dichte (HDL).

Um mehr darüber zu erfahren, wie die Ernährung mit Entzündungen zusammenhängt, verabreichte die Arbeitsgruppe um Pallavi Mukherjee einer Gruppe von Mäusen eine typische „westliche“ Ernährung (reich an Fett, Cholesterin und Kalorien), während die übrigen Tiere normal ernährt wurden (wenig Fett, Cholesterin und Kalorien). Die Forschenden untersuchten Phospholipide in der Nahrung, um die Ursachen der damit verbundenen systemischen Entzündung zu identifizieren.

Während normale Phospholipide keine Entzündung auslösen, sind oxidierte Phospholipide dafür bekannt, dass sie oft eine starke Entzündungsreaktion verursachen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermuteten, dass die fettreiche westliche Ernährung hohe Mengen an oxidierten Phospholipiden enthalten könnte, die dafür verantwortlich sind, dass diese Art der Ernährung systemische Entzündungen auslösen kann. Überraschenderweise fanden die Forschenden heraus, dass die westliche Ernährung sehr geringe Mengen an oxidierten Phospholipiden enthielt, während die fettarme Ernährung viel höhere Mengen an oxidierten Phospholipiden aufwies.

Dr. Alan M. Fogelman, Vorsitzender der medizinischen Fakultät der David Geffen School of Medicine an der UCLA, sagt: „Wir haben den Teil des Dünndarms untersucht, der als Jejunum bezeichnet wird, weil er sehr aktiv an der Aufnahme von Nahrungsfetten beteiligt ist .“

Die Forschenden konzentrierten sich auf eine dünne Schleimschicht, die die Schnittstelle zwischen den Bakterien im Lumen des Jejunums und den Zellen auf der Oberfläche des Jejunums darstellt, die die Nahrungsbestandteile aufnehmen. Das Jejunum ist auf antimikrobielle Peptide und Proteine ​​in dieser dünnen Schleimschicht angewiesen, um die Bakterien im Darmlumen daran zu hindern, mit seinen Zellen zu interagieren.

Bei Mäusen, die eine Ernährung nach westlichem Vorbild erhielten, enthielt das Jejunum im Vergleich zu Tieren, die normales Futter bekamen, hohe Mengen an oxidierten Phospholipiden. Sie wiesen im Vergleich zu Mäusen unter normaler Ernährung auch geringe Mengen an antimikrobiellen Peptiden und Proteinen auf. Mit der Abnahme der Konzentrationen antimikrobieller Peptide und Proteine ​​stiegen die Anzahl der Bakterien und die LPS-Werte in der Mukusschicht des Jejunums von Mäusen, die nach westlichem Vorbild gefüttert wurden, an. Die Durchlässigkeit des Jejunums nahm auch bei Mäusen zu, die das Futter nach dem Vorbild westlicher Ernährung erhielten.

Die Lymphe, die aus dem Jejunum von Mäusen abfloss, die fett-, cholesterin- und kalorienreiches Futter bekamen, enthielten erhöhte LPS-Spiegel, ebenso wie das Blut dieser Mäuse. Es ist bekannt, dass LPS sowohl bei Mäusen als auch beim Menschen Entzündungen auslöst, und die Marker für systemische Entzündungen waren bei den Mäusen, die das Futter nach westlichem Vorbild erhielten, erhöht.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stellten die Hypothese auf, dass die durch die westliche Ernährung vermittelten Veränderungen auf die Bildung von oxidierten Phospholipiden im Jejunum zurückzuführen waren. Um diese Hypothese zu überprüfen, fügten sie oxidierte Phospholipide zu Segmenten des Jejunums hinzu, die Mäusen mit normaler Ernährung entnommen wurden. Dies reproduzierte die Veränderungen der Genexpression, die im Jejunum von Mäusen beobachtet wurden, die fett-, cholesterin- und kalorienreiches Futter erhielten, was die Abnahme der antimikrobiellen Peptide und Proteine ​​unter dieser Ernährung erklären würde.

Die Studienautorinnen und -autoren fanden heraus, dass die Zugabe von Tg6F zum Futter westlicher Prägung den Gehalt an oxidierten Phospholipiden im Jejunumschleim reduzierte. Darüber hinaus verhinderte es die Abnahme antimikrobieller Peptide und Proteine, verhinderte die Zunahme von Bakterien und LPS im Jejunumschleim, verhinderte die Zunahme der Jejunumpermeabilität und reduzierte LPS in Lymphe und Blut, was Marker für systemische Entzündungen reduzierte.

Laut den Autoren deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die gezielte Verwendung von Peptidmimetika des Hauptproteins in HDL auf die Mukusschicht zwischen den Bakterien und den Zellen des Dünndarms ein Weg sein könnte, systemische Entzündungen zu verhindern.