Die Rolle des Immunstoffwechsels bei der Funktion des NLRP3-Inflammasoms

Donnerstag 10-Dezember-2020



Einer der Faktoren, die mit einem aktivierten Immunsystem einhergehen, ist eine Inflammation oder Entzündung. Eine Entzündung spielt eine wichtige Rolle bei der Reaktion des Immunsystems auf Krankheitserreger, die in den Körper eindringen. Der Stoffwechsel wird dann genutzt, um Energie u. a. für diese Immunreaktion zu erzeugen. Der Begriff ,
Immunstoffwechsel' bezieht sich auf den Zusammenhang zwischen Immunsystem und Stoffwechsel. Das NLRP3-Inflammasom scheint eine Verbindung zwischen der Immunfunktion und dem Stoffwechsel auf zellulärer Ebene herzustellen. Eine kürzlich durchgeführte Untersuchung zeigt, dass das Ernährungsverhalten die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms beeinflussen kann [1].

Das NLRP3-Inflammasom

 Inflammasome sind Teil unseres angeborenen Immunsystems. Sie unterstützen Entzündungsreaktionen. Das NLRP3-Inflammasom befindet sich u. a. in Makrophagen, aber auch in anderen Immunzellen wie dendritischen Zellen, Neutrophilen und T- und B-Lymphozyten. Das NLRP3-Inflammasom in diesen Immunzellen kann aktiviert werden, wenn bestimmte Signale das NLRP3-Gen aktivieren, das das NLRP3-Inflammasom reguliert. Eines der Signale, die dieses Gen aktivieren, sind Krankheitserreger, die in den Körper eindringen. Dies erfolgt über die Aktivierung sogenannter „Pattern Recognition Receptors“ (PRRs) wie den „Toll-like Receptor“ durch „Pathogen Associated Molecular Patterns“ (PAMPs).

 Sobald ein PRR ein PAMP erkennt, wird die Ausschüttung von pro-inflammatorischen Genen erhöht. Über den Nuclear Factor-?B (NF- ?B) wird dann auch die Transkription des NLRP3-Gens erhöht. Darüber hinaus binden sich Sauerstoffradikale und oxidierte mitochondriale DNA an inaktives NLRP3, wodurch das NLRP3-Inflammasom aktiviert wird. Diese Aktivierung erhöht die Produktion von Interleukin 1ß (IL-1ß). Dies ist eines der am stärksten pro-inflammatorischen Zytokine des menschlichen Körpers.

 

Auch der Stoffwechsel von Immunzellen spielt eine Rolle

 Bei der Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms u. a. in Makrophagen müssen diese Makrophagen eine metabolische Umstellung vornehmen, um den Immunbedarf zu decken. Auch diese Umstellung wird durch Komponenten ausgelöst, die eindringende Krankheitserreger bei sich tragen. Der Makrophage gewinnt dann so viel Energie wie möglich aus der Glykolyse und benötigt dafür auf jeden Fall Glutamin als essentiellen Nährstoff.

 

Der Immunstoffwechsel als Intervention

 Der kürzlich im Journal of Nutrition [1] veröffentlichte Bericht stellt fest, dass das Fasten die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms in menschlichen Immunzellen beeinflusst. Dies ist ein Hinweis darauf, dass sowohl die Energiemenge als auch die Verfügbarkeit von Nährstoffen die Wirkung von Immunzellen modulieren kann.

 Die Verfasser weisen auch darauf hin, dass gesättigte Fette in der Nahrung in der Lage sind, das NLRP3-Inflammasom zu aktivieren, während Omega-3-Fettsäuren die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms schwächen. Omega-9-Fettsäuren scheinen auch in der Lage zu sein, die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms zu verhindern, obwohl die Daten zur Untermauerung dieser These noch etwas spärlich sind.

 

Wissen in der Praxis

 Der Immunstoffwechsel gilt als wichtiger Faktor bei der Beeinflussung der chronischen Entzündung und ihrer Folgeerkrankungen. Ernährung und intermittierendes Fasten können den Immunstoffwechsel modulieren.

Literatur

[1]        Kate J Claycombe-LarsonTravis AlvineDayong WuNishan S KalupahanaNaima

Moustaid-MoussaJames N Roemmich, Nutrients and Immunometabolism: Role of Macrophage NLRP3, The Journal of Nutrition, Volume 150, Issue 7, July 2020, Pages 1693–1704, https://doi.org/10.1093/jn/nxaa085.


 

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