Dieser Mechanismus könnte der Grund sein, warum fermentierte Lebensmittel die Gesundheit des Immunsystems fördern
Wie wirken sich fermentierte Lebensmittel wie Joghurt und Sauerkraut positiv auf die Gesundheit und insbesondere auf das Immunsystem aus? Eine neue Studie hat einen für Menschen und Menschenaffen einzigartigen Zellmechanismus entdeckt, der eine Erklärung bieten könnte.
Der Mechanismus beinhaltet einen Zellrezeptor namens HCA3. Ein Zellrezeptor ist ein Protein, das es bestimmten Signalen ermöglicht, in Zellen einzudringen, wenn ein passendes Molekül daran bindet.
Obwohl Wissenschaftler seit mehreren Jahren über HCA3 Bescheid wissen, war nicht klar, welche Rolle es spielte. Nur Menschen und Menschenaffen haben den HCA3-Rezeptor. Andere Säugetiere wie Mäuse tun dies nicht.
Jetzt hat ein Team der Universität Leipzig in Deutschland zusammen mit anderen Kollegen entdeckt, dass HCA3 für einen bestimmten Metaboliten oder Nebenprodukt der Aktivität von Milchsäurebakterien empfänglich ist.
Der Metabolit trägt den Namen D-Phenylmilchsäure (D-PLA). Wenn es an HCA3 bindet, löst es ein Signal aus, das das Immunsystem auf das Vorhandensein der Bakterien aufmerksam macht.
Die Forscher beschreiben ihre Ergebnisse in einem kürzlich erschienenen PLOS Genetik Studienarbeit.
"Wir sind überzeugt", sagt die leitende Studienautorin Claudia Stäubert, die an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig arbeitet, "dass dieser Rezeptor sehr wahrscheinlich einige vorteilhafte und entzündungshemmende Wirkungen von Milchsäurebakterien beim Menschen vermittelt."
Milchsäurebakterien und fermentierte Lebensmittel
Milchsäurebakterien sind Mikroben, die bestimmte Lebensmittel fermentieren können. Zum Beispiel können sie Joghurt aus Milch und Sauerkraut aus Kohl herstellen. Sie sind auch im Darm der meisten Säugetiere vorhanden.
Die Bakterien gehören zu einer großen Gruppe von „funktionellen Mikroorganismen“, die Lebensmittel aus pflanzlichen und tierischen Quellen fermentieren. Diese Mikroben verändern Lebensmittel auf vielfältige Weise, die Menschen nutzen und die der Gesundheit zuträglich sind.
Fermentationsmikroben können nicht nur die Textur, den Geschmack und das Aroma von Lebensmitteln verändern, sondern auch die Haltbarkeit durch Konservierung verlängern, die Nährstoffaufnahme erhöhen, Toxine abbauen, die probiotische Aktivität stimulieren und Antioxidantien produzieren.
Untersuchungen haben gezeigt, dass der Verzehr fermentierter Lebensmittel gesundheitliche Vorteile mit sich bringt, die für Krebs, Herzerkrankungen, Allergien, Diabetes und Magen-Darm-Erkrankungen relevant sind.
Während viele Studien Milchsäurebakterien mit verschiedenen gesundheitlichen Vorteilen in Verbindung gebracht haben, gibt es wenig Verständnis für die zugrunde liegende Biologie.
Stäubert und ihre Kollegen untersuchten diese Frage, indem sie die Rolle von Hydroxycarbonsäure (HCA) -Rezeptoren untersuchten. Diese Rezeptoren, so die Autoren, "sind Regulatoren der Immunfunktionen und der Energiehomöostase unter sich ändernden Stoffwechsel- und Ernährungsbedingungen."
Evolutionsgeschichte des HCA3-Rezeptors
Die meisten Säugetiere haben zwei HCA-Rezeptoren: HCA1 und HCA2. Menschen und Menschenaffen haben jedoch ein drittes - HCA3.
In ihrem Studienpapier erklären die Forscher, wie sie die Evolutionsgeschichte von HCA-Rezeptoren „rekonstruiert“ haben und zeigten, dass sie „beim Menschen und allen anderen Menschenaffen funktionell vorhanden sind“.
Sie diskutieren, wie Milchsäurebakterien bereits tierische und pflanzliche Materialien fermentierten, lange bevor der Mensch den Prozess „ausnutzte“.
Vor langer Zeit gab es eine bedeutende globale Veränderung, die den „letzten gemeinsamen Vorfahren der frühen Hominoiden“ betraf. Es ist wahrscheinlich, dass diese Änderung die Essgewohnheiten störte, so dass um diese Zeit fermentierte Früchte und Blätter in die Ernährung aufgenommen wurden.
Könnte es sein, dass HCA3 als Genkopiefehler begann, der menschlichen Vorfahren, die es weitergaben, einen Überlebensvorteil verschaffte?
Die Forscher schlagen vor, dass ihre Ergebnisse die Idee stützen, "dass eine erhöhte Aufnahme von [durch Milchsäurebakterien fermentierten Nahrungsmitteln] wahrscheinlich einen positiven selektiven Druck darstellt, der die HCA3-Funktion bei Hominiden aufrechterhält."
Sie schlagen auch vor, dass das Vorhandensein von HCA3 möglicherweise dazu beigetragen hat, die Wechselwirkungen zwischen aufgenommenen und Darmmikroben zu fördern, indem „Funktionen im Immunsystem übernommen wurden“.
Neues Licht auf die Evolution von Mikroben und Wirt
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Studie ein neues Licht darauf wirft, wie sich bestimmte Mikroben - beispielsweise solche, die Nahrung fermentieren und im Darm leben - und Menschen gemeinsam entwickelt haben.
Es könnte weitere Forschungen darüber anregen, wie die biologischen Mechanismen genutzt werden können, durch die fermentierte Lebensmittel der Gesundheit zugute kommen.
Zum Beispiel sagt Stäubert im Fall von HCA3, dass sie und ihre Kollegen "glauben, dass es als potenzielles Medikamentenziel zur Behandlung von entzündlichen Erkrankungen dienen könnte".
Das Team schlägt vor, dass zukünftige Studien untersuchen sollten, wie D-PLA das Immunsystem beeinflusst. Sie sollten auch untersuchen, ob der Metabolit andere Zellen beeinflusst, die HCA3 tragen, wie z. B. Fettzellen.
