Wenn Entzündungen krank statt gesund machen

Immer mehr schwere Erkrankungen werden auf Entzündungsprozesse im Körper zurückgeführt.

Immer mehr schwere Erkrankungen werden auf Entzündungsprozesse im Körper zurückgeführt.

Mit Entzündungen bekämpft der Körper häufig Erreger – die beteiligten Mechanismen können unser Leben aber auch beeinträchtigen oder gar verkürzen. „Die Entzündung als Abwehrsystem ist wesentlich für das Überleben, aber sie ist auch untrennbar mit pathologischen Vorgängen im Körper und fast jeder bekannten Krankheit verbunden“, gibt Ruslan Medzhitov von der Yale University School of Medicine New Haven im Fachjournal „Science“ zu bedenken. Noch sei längst nicht in vollem Umfang verstanden, bei welchen Vorgängen im Körper derartige Mechanismen beteiligt sind.

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Entzündung – viele Menschen verstehen darunter vor allem, dass eine Stelle am Körper sich rötet, anschwillt, vielleicht heiß wird und schmerzt. Doch auch die Probleme bei schweren Covid-19-Verläufen oder anderen von Erregern verursachten Krankheiten gehen auf Entzündungen zurück. Entzündungen können zudem chronisch sein und ganz unbemerkt Unheil anrichten: Sie sind an Autoimmunkrankheiten beteiligt, an Krebs, Diabetes, Demenz und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Immer mehr schwere Erkrankungen auf Entzündungen zurückzuführen

Immer mehr schwere Erkrankungen werden auf Entzündungsprozesse im Körper zurückgeführt. Eine Spezialausgabe des Fachmagazins „Science“ bietet eine Übersicht über den Stand des Wissens. Entzündungen spielten bei fast jeder menschlichen Krankheit eine Rolle, erläutert Medzhitov in „Science“. Darüber hinaus seien die bei Entzündungen relevanten zellulären und molekularen Vermittler auch an etlichen anderen Prozessen etwa bei Gewebeumbau, Stoffwechsel und Funktion des Nervensystems beteiligt.

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„Angesichts der Vielfalt der biologischen Prozesse, an denen Entzündungssignale und -zellen beteiligt sind, ist die herkömmliche Auffassung von Entzündungen als Reaktion auf eine Infektion oder Gewebeverletzung zu eng gefasst und unvollständig, da eine Entzündung auch ohne diese Auslöser vorhanden sein kann“, so Medzhitov. Dies gelte etwa für Entzündungen, die mit Fettleibigkeit, Alterung, Krebs und Schlafentzug in Verbindung stehen.

Ursachen können umweltbedingt sein oder im Körper liegen

„Ein gemeinsamer Nenner der verschiedenen Entzündungsursachen ist die Abweichung eines biologischen Systems von seinem „normalen“ Zustand“, erklärt der Forscher. Die Ursachen können demnach umweltbedingt sein oder im Körper selbst liegen. Drei Arten von Problemen können in einem System auftreten: „Verlust der Regulierung, Verlust der Funktion oder Verlust der Struktur“.

Entzündungsmechanismen infolge von Regulationsproblemen greifen Medzhitov zufolge etwa bei stärkerer oder längerer Kälteeinwirkung, die über die normale Reaktion des Körpers nicht mehr bewältigt werden kann. Um Funktionsverluste gehe es etwa bei der Reaktion auf Pollen und Staub. Und beim Verlust der Struktur starte das Entzündungsgeschehen ausgehend von Gewebeschäden, verursacht zum Beispiel von angreifenden Erregern.

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Entzündungen können zu neuen Schäden führen

Ziel von Entzündungsreaktionen sei die Beseitigung der Ursache oder auch eine Anpassung. Die dabei aktivierten Mechanismen könnten allerdings in anderen Bereichen zu neuen Schäden und Problemen führen, erläutert Medzhitov. So unterstütze eine verstärkte Schleimproduktion zwar die Barrierefunktion, beeinträchtige zugleich aber die Transportfunktion des Epithels. Zum komplexen Zusammenwirken einzelner Faktoren bei Entzündungsreaktionen gebe es noch viel Forschungsbedarf.

Ein Team um Kim Newton vom Biotechnologieunternehmen Genentech gibt in seinem „Science“-Beitrag einen Überblick, wie der sogenannte programmierte Zelltod Entzündungen antreibt. Stoffe, die von sterbenden Zellen freigesetzt werden, gehören demnach zu den Substanzen, die in Immunzellen entzündungsfördernden Einfluss haben können. Die Hemmung des programmierten Zelltods könne womöglich ein therapeutischer Weg zur Behandlung entzündungsbedingter Krankheiten sein. Eine Schwierigkeit dabei sei, dass der Zelltod über verschiedene Wege laufen könne – Therapien aber zumeist nur auf einen davon abzielten.

Zusammenspiel von Gehirn und Magen-Darm-Trakt

Auf die Bedeutung des Zusammenspiels von Gehirn und Magen-Darm-Trakt geht ein Team um Gulistan Agirman von der University of California in Los Angeles in seinem „Science“-Beitrag ein. Über die sogenannte Darm-Hirn-Achse werden demnach in beide Richtungen Signale übertragen, um ein Gleichgewicht im Körper wiederherzustellen oder eine Entzündung im Bedarfsfall noch zu verstärken. Die Verbindung spiele aber auch bei entzündungsbedingten Krankheiten eine Rolle.

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Insgesamt seien drei – miteinander verbundene – Kommunikationswege zwischen Magen-Darm-Trakt und Gehirn bekannt, erläutern die Forschenden. Einer gehe über Immunfaktoren: Eine etwa durch eine Infektion oder Nahrungsmittelantigene ausgelöste Darmentzündung könne zur Freisetzung entzündungsfördernder Botenstoffe – sogenannter Zytokine – und anderer Immunfaktoren führen, die dramatische Folgen im Gehirn haben können. Zum Beispiel können aus dem Darm stammende Moleküle und Toxine ins Hirn gelangen, dort liegende Immunzellen aktivieren und eine Hirnentzündung auslösen.

Auch Ernährung hat einen Einfluss

Von einigen neurologischen Erkrankungen sei bekannt, dass sie mit einer erhöhten Darmdurchlässigkeit verbunden sind – und Studien an Mäusen hätten gezeigt, dass eine Wiederherstellung der Darmbarrierefunktion bestimmte Verhaltensanomalien bessert. Zusätzlich zu ihrer Wirkung auf die Darmdurchlässigkeit können Darmmikroben und die von ihnen produzierten Substanzen direkt auf Funktionen des Zentralnervensystems wirken, wie die Forscher erläutern.

Einfluss hat damit auch die Ernährungsweise, die die Zusammensetzung der Mikroben beeinflusst. Westliche Ernährung, gekennzeichnet durch den Verzehr eines hohen Anteils an gesättigten Fettsäuren und Zucker, könne die Bildung bestimmter Botenstoffe verändern, zu Entzündungsreaktionen im Gehirn führen, eine Resistenz gegen das appetitregulierende Hormon Leptin auslösen und angstähnliches Verhalten fördern.

Erkenntnisse könnten sich zur Behandlung von Neuroimmunerkrankungen nutzen lassen

Bestimmte kurzkettige Fettsäuren zum Beispiel regulieren die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke sowie die Funktion der sogenannten Mikroglia-Zellen im Gehirn – und modulieren letztlich neuroinflammatorische Reaktionen, wie das Team um Agirman schreibt. Die Fettsäuren induzieren auch die Produktion und Freisetzung bestimmter Hormone, die wiederum indirekt etwa die Sättigung beeinflussen, die bei entzündungsbedingtem Diabetes und Adipositas fehlreguliert sind. Für die Mehrzahl der vom Darm oder aus dem Mikrobiom – der Mikrobengemeinschaft im Körper – stammenden Faktoren sei bisher noch gar nicht untersucht, inwiefern sie Einfluss aufs Gehirn nehmen können, weil lange von der Undurchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke ausgegangen worden sei. Der Forschungsbedarf in diesem Bereich sei groß.

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Neben dieser Signalübertragung durch Immunfaktoren über die Darm-Hirn-Achse können Immunzellen des Darms selbst das Immungleichgewicht im Gehirn und dessen Reaktion auf Entzündungen beeinflussen, wie die Wissenschaftler erklären. Autoimmunerkrankungen des Nervensystems können demnach eine massive Verlagerung sogenannter IgA+-Plasmazellen aus dem Magen-Darm-System in Gehirn und Rückenmark induzieren.

Solche Erkenntnisse ließen sich künftig zur Behandlung von Neuroimmunerkrankungen nutzen, hoffen die Expertinnen und Experten. Denn im Gehirn können Immunzellen des Darms Entzündungen fördern: Bei Multipler Sklerose und der Parkinsonkrankheit etwa werden Immunzellen durch eigene oder von Mikroben stammende Antigene im Darm aktiviert und wandern ins Gehirn, wo sie die Entzündungsreaktionen verschlimmern.

Transplantation von Kot mildert Alterserscheinungen ab

Als dritter Kommunikationsweg werden in „Science“ neuronale Verbindungen entlang der Darm-Hirn-Achse genannt. Beeinflusst werde unter anderem das Verhalten bei Erkrankung und die Schmerzwahrnehmung. Das Team um Agirman geht zudem darauf ein, dass nicht nur so manche neuronale Erkrankung, sondern auch der altersbedingte kognitive Verfall mit den Entzündungssignalwegen entlang der Darm-Hirn-Achse zusammenhängt.

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Bei Mäusen haben Forschende kürzlich gezeigt, dass die Transplantation von Kot jüngerer Artgenossen bestimmte Alterserscheinungen abmildern kann. Die transplantierten Darmbakterien führten zu einer Art Verjüngung des Immunsystems, berichtete das Team um Marcus Boehme vom University College Cork im Fachjournal „Nature Aging“. Behandelte Tiere waren außerdem lernfähiger und hatten ein besseres Langzeitgedächtnis.

Die Darmkeime der Mäuse setzen demnach Stoffwechselprodukte frei, die über das Blut auch ins Gehirn gelangen können. In Verhaltenstests zeigte sich, dass die behandelten älteren Mäuse interessierter, lernfähiger und weniger ängstlich waren als Vergleichstiere. Boehme und Kolleginnen und Kollegen erklärten, dass die Stuhltransplantation offenbar bestimmte altersbedingte Effekte im Hippocampus rückgängig machen kann. Ob sich die Ergebnisse auf den Menschen übertragen lassen, ist unklar.

Eine Entschlüsselung der grundlegenden Mechanismen für den Transport von Entzündungssignalen entlang der Darm-Hirn-Achse sei entscheidend und könne die Entwicklung von Therapien für bestimmte neurologische und Magen-Darm-Erkrankungen erleichtern, schließen die Forschenden um Agirman in ihrem Beitrag.

RND/dpa

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