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Die Abwehrreaktion des angeborenen Immunsystems: Einflüsse von Lebensmittelkomponenten auf die frühe Phase der Immunantwort

  • Christopher Beermann
Chapter

Zusammenfassung

Das Komplementsystem ist eine proteolytische Aktivierungskaskade mit vielfältigen, antimikrobiellen und immunregulativen Proteinelementen. Es stellt einen zentralen Initiationspunkt der angeborenen Abwehrreaktion dar. Aufgabe des Komplementsystems ist es, Mikroorganismen und apoptotische Zellen zu markieren und zu opsonisieren, mikrobielle Zellen durch zellmembranattackierende Poren zu lysieren und erste immunologische Abwehrreaktionen zu initiieren. Körperzellen sind vor Angriffen durch das Komplementsystem mithilfe verschiedener Inhibitoren geschützt. Lebensmittel-Lektine können sowohl stimulierend als auch inhibierend auf das Komplementsystem wirken. Diese multimeren, zumeist glykosylierten Proteinstrukturen können Kohlenhydratstrukturen binden. Zudem bilden zahlreiche Nutzpflanzen sowie lebensmittelassoziierte Hefen und Bakterien komplementsystemaktivierende β-Glucan-Strukturen.

Die angeborene Abwehrreaktion beginnt mit der Rekrutierung neutrophiler Granulozyten zum Entzündungsort. Wechselwirkungen zwischen glykosaminglykan-bindenden Rezeptoren und fucosylierten Kohlenhydrat-Liganden vermitteln die dafür notwendigen Zell-Gefäßwand-Affinitäten. Selektine und Integrine sind hierbei wichtige Signalproteine, die die Migration und Diapedese der Zellen aus den Blutgefäßen in das entzündete Gewebe ermöglichen. Fucosyl- und Acetylneuraminsäure-reiche sowie sulfatierte Lebensmittel-Oligosaccharide können innerhalb dieser Prozesse auf die interzellulären Bindungen beeinflussen.

Die oxidative Abtötung von Mikroorgansimen durch phagozytierende Zellen ist durch die Bildung hochreaktiver Stickstoff- und Sauerstoffradikale und Ionen mitbestimmt. Die Oxygenase und die Stickstoffmonoxid-Synthase sind hierbei Schlüsselenzyme. Ein transient hoher Ausstoß dieser Agenzien kann zu einer pathologischen Schädigung des Umfeldes führen. Daher kann es sinnvoll sein, diätetisch durch antioxidative Lebensmittelkomponenten diese an sich wichtige Abwehrreaktion zu begrenzen. Die Neutralisation chemischer Radikale wird immer durch die reduktive Komplettierung der hochreaktiven, ungepaarten Elektronenkonstellation erreicht. Oligomere Proanthocyanidine, Steroide, Tannine, Tocopherole, Tocotrienole, Thiole sowie Carotinoide und organische Säuren aus Lebensmitteln wirken antioxidativ. Auch Tri- bis Pentapeptide mit endständigen aromatischen oder thiolhaltigen Aminosäuren zeigen ein relevantes antioxidatives Potenzial.

Innerhalb der angeborenen Abwehr spannt sich ein Netzwerk zellulärer Signalstoffe und verschiedener Elemente des Komplementsystems zwischen den Gewebe- und Immunzellen auf. Die Zytokine IL-1, IL-6, IL-12 sowie TNFα vermitteln zelluläre Entzündungsreaktionen, IFNγ eine zytotoxische Reaktion. IL-4, IL-10 und TGFβ hingegen vermitteln eine immunologische Toleranz. Mϕs differenzieren entsprechend zu immunregulativen Phänotypen aus. Die adaptive Abwehr führt diese Funktionsausrichtung entsprechend weiter. Zellbestandteile und Stoffwechselprodukte lebensmittelassoziierter Bakterien, Fruchtpektine und Milch-Oligosaccharide können diese funktionale Ausrichtung der Immunabwehr beeinflussen. Störungen dieses Signalnetzwerks bedingen unter anderem Stoffwechselkrankheiten.

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Authors and Affiliations

  • Christopher Beermann
    • 1
  1. 1.Hochschule FuldaFuldaDeutschland

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