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Ungleichgewicht im Stoffwechsel erhöht Risiko für Atemwegserkrankungen im Kindesalter

26.03.2015

Gerät unser Stoffwechsel aus dem Gleichgewicht, kann das im Körper zu Entzündungsprozessen und einer Aktivierung des Immunsystems führen. In einer aktuellen Studie, die im Fachjournal Journal of Allergy and Clinical Immunology veröffentlicht wurde, konnten UFZ-Forscher nun zeigen, dass dies bereits bei Neugeborenen und Kindern im ersten Lebensjahr der Fall ist und im Zusammenhang mit der Entstehung von Atemwegserkrankungen im frühen Kindesalter steht.

Dringen Krankheitserreger in unseren Körper ein, wird unser Immunsystem in Alarmbereitschaft versetzt. Der Körper reagiert mit Entzündungsprozessen, und es wird eine Kaskade von Abwehrmechanismen in Gang gesetzt – mit dem Ziel, die unerwünschten Eindringlinge schnell und effektiv außer Gefecht zu setzen.


Der Stoffwechsel beeinflusst die Ausprägung von Atemwegserkrankungen. Das zeigen Untersuchungen Rahmen der Mutter-Kind-Studie „LiNA“, in der mehr als 620 Kinder umweltmedizinisch begleitet werden.

André Künzelmann, UFZ

Mitunter kann aber auch schon ein verändertes Gleichgewicht im Stoffwechsel die Ursache für eine entzündliche Immunantwort sein. Dann werden Kräfte mobilisiert, um einen Feind zu bekämpfen, den es gar nicht gibt.

„Wir wollten herausfinden, ob dieses Phänomen auch schon bei Neugeborenen und Kindern im ersten Lebensjahr vorhanden ist“, sagt UFZ-Forscherin Dr. Gunda Herberth. Ihre in der Fachzeitschrift Journal of Allergy and Clinical Immunology veröffentlichte Studie ist Teil der so genannten LiNA-Studie, in der sensible Entwicklungsphasen des Kindes untersucht werden mit Fokus auf Lebensstil, Umweltbelastungen und dem späteren Auftreten von Allergien und Atemwegserkrankungen.

Im Blut von Neugeborenen (Nabelschnurblut) und Kindern im ersten Lebensjahr fahndeten Herberth und ihre Kollegen nach einem möglichen Zusammenhang zwischen Stoffwechselprodukten und Immunparametern – und wurden fündig:

War die Konzentration bestimmter Zucker – so genannter Hexosen – im Blut erhöht, war auch die Konzentration entzündlicher Immunparameter erhöht. Eine hohe Konzentration anderer Stoffwechselprodukte, etwa Eiweißbausteine (Aminosäuren) oder Abbauprodukte von bestimmten Fetten, hemmte dagegen die Entstehung entzündlicher Parameter.

„Erhöhte Zuckerkonzentrationen im Blut führen also tatsächlich bereits bei Neugeborenen zur Entwicklung einer entzündlichen Immunantwort. Und die wiederum steht in einem direkten Zusammenhang mit der Entstehung von Atemwegserkrankungen im frühen Kindesalter“, erklärt Herberth.

Den Befund ihrer epidemiologischen Untersuchung konnten die Forscher in in-vitro-Versuchen erhärten: In Zellkulturen zeigten Immunzellen, die Hexosen ausgesetzt waren, erhöhte Konzentrationen von Entzündungsparametern und solche, die Aminosäuren ausgesetzt waren, hemmten die Produktion entzündlicher Komponenten.

Herberth: „Da bestimmte Aminosäuren offensichtlich auch vor Entzündungen schützen können, vermuten wir, dass maßgeblich das Verhältnis zwischen den Stoffwechselprodukten für die Entstehung entzündlicher Prozesse verantwortlich ist.“

In weiteren Untersuchungen wollen die UFZ-Forscher daher herausfinden, wie es überhaupt zu einer Verschiebung der Konzentration von Stoffwechselprodukten im Blut kommt: „Neben der Ernährung spielen sicherlich auch Umweltschadstoffe eine entscheidende Rolle“, sagt Herberth. „Wir wissen, dass beispielsweise Weichmacher in unseren Stoffwechsel eingreifen. Wie und wo genau sie unsere Stoffwechselwege verändern können – und das je nach Ausprägung mit weitreichenden Folgen – wird im Fokus unserer zukünftigen Forschung stehen.“

Publikation:
Endogenous metabolites and inflammasome activity in early childhood and links to respiratory diseases
Gunda Herberth, Kirsten Offenberg, Ulrike Rolle-Kampczyk, Mario Bauer, Wolfgang Otto, Stefan Röder, Konrad Grützmann, Ulrich Sack, Jan-Christoph Simon, Michael Borte, Martin von Bergen, Irina Lehmann, for the LINA Study Group
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jaci.2015.01.022

Die Untersuchungen der LiNA-Studie wurden von der Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt.

Weitere Informationen:
Dr. Gunda Herberth, Dr. Irina Lehmann
Department Umweltimmunologie
Telefon: +49-(0)341-235-1547, gunda.herberth@ufz.de
oder über:
Tilo Arnhold, Susanne Hufe (UFZ-Pressestelle)
Telefon: +49-(0)341-235-1635, -1630
http://www.ufz.de/index.php?de=640

Weiterführende Links:
Schwerpunktthema „Allergien durch Chemikalien“: http://www.ufz.de/index.php?de=31549
LiNA-Studie (Lebensstil und Umweltfaktoren und deren Einfluss auf das Neugeborenen- Allergierisiko): http://www.ufz.de/index.php?de=10309
Umwelt- und Lebensstilfaktoren & Immunregulation
http://www.ufz.de/index.php?de=20052

Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg mehr als 1.100 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert. http://www.ufz.de/

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie sowie Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit 35.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 18 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3,8 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des großen Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894). http://www.helmholtz.de/

Weitere Informationen:

http://www.ufz.de/index.php?de=33684

Susanne Hufe | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

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