Calcium aktiviert Immunzellen

Mikroskopieaufnahme eines T-Lymphozyten oder kurz T-Zelle. Das „T“ im Namen steht für den Thymus, dem Organ, in dem die Zellen ausreifen. T-Zellen gehören zur Gruppe von weißen Blutzellen, die dem Immunsystem dienen. Über immunologische Synapsen „kommunizieren“ die Zellen miteinander. Für die Aktivierung der T-Zellen wird Calcium aus den Calciumspeichern freigesetzt. Über Calciumsignale werden die T-Lymphozyten aktiviert und die immunologische Abwehr in Gang gesetzt.

Wissenschaftlern ist es gelungen, den Einfluss von Calcium auf das Immunsystem zu entschlüsseln. Die Analyse an immunologischen Synapsen mittels hochauflösender Mikroskope zeigte, dass Calcium regulierend und aktivierend auf die Immunzellen des menschlichen Abwehrsystems wirkt.

Professor Dr. Heiko Rieger der Universität Saarland erklärt „Für uns zeigte sich auf beeindruckende Weise, wie physikalische Prinzipien dazu beitragen, fundamentale zelluläre Signalmechanismen – in diesem Fall in menschlichen T-Zellen – zu verstehen“. Die Forscher analysierten in ihrer Untersuchung das Wirkprinzip von Calcium in sehr kleinen Nanobereichen an immunologischen Synapsen von T-Zellen. T-Zellen sind eine Zellgruppe der Lymphozyten, der weißen Blutkörperchen, und spielen eine entscheidende Rolle im menschlichen Abwehrsystem des Körpers. Der Begriff nano bedeutet sehr klein (von griech. nannos/lat. nanus: „Zwerg“). Unter Nano-Partikel werden Partikel mit einer Teilchengröße kleiner als 100 nm (= 0,0001 mm) verstanden. Die wissenschaftliche Arbeitsgruppe um Professor Heiko Rieger und Professor Markus Hoth ist es dabei gelungen, das genau aufeinander abgestimmte Zusammenspiel von Calciumkanälen, Calciumpumpen und den Mitochondrien im Detail mit hochauflösenden Mikroskopietechniken zu bestimmen.

Die filigrane Aufgabe des menschlichen Immunsystems besteht darin, Freund von Feind zu unterscheiden. Hierzu entwickeln spezialisierte Zellen des Immunsystems, die T-Zellen, Kontakte mit anderen Zellen aus, so genannte immunologische Synapsen. „Ähnlich wie bei einer Synapse zwischen Nervenzellen werden an der immunologischen Synapse Informationen zwischen verschiedenen Zellen ausgetauscht – ein Schritt, der für die Aktivierung des Immunsystems von entscheidender Bedeutung ist“, erklärt Markus Hoth.

Entscheidend hierbei ist der Anstieg der Calciumkonzentration innerhalb der T-Zellen, da die T-Zelle über Calciumsignale aktiviert wird. Über diesen Mechanismus kontrollieren und regulieren Calciumsignale die essentiellen Immunfunktionen und tragen wesentlich dazu bei, die Balance des Immunsystems zu bewahren. Calciumsignale steuern die Immunreaktion gegenüber Viren ebenso wie die Hemmung von Immunreaktionen gegenüber unbedenklichen Stoffen. Abhängig sind diese Prozesse von der Konzentration der Calciumsignale.

Viel benötigtes Calcium

Calcium kommt im gesunden Erwachsenenkörper in größerer Menge als jeder andere Mineralstoff vor: 1.000 – 1.500 g. Bei mangelhafter Calciumzufuhr holt sich der Körper – um die für alle Funktionen wichtige Calciumkonzentration im Blut zu gewährleisten (u.a. für Immunfunktionen) – das benötigte Calcium aus dem Knochengewebe. Bei einer negativen Calciumbilanz wird soviel des Minerals aus dem Knochen herausgelöst, dass die Festigkeit (Knochendichte) abnimmt und der Knochen eine hohe Brüchigkeit aufweist.

Erwachsenen wird daher empfohlen, pro Tag 1.000 bis 1.200 mg Calcium aufzunehmen. Gleichzeitig sollte auf eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D geachtet werden, um die Einlagerung von Calcium in die Knochen zu gewährleisten. Die Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln mit Calcium, Vitamin D und anderen wichtigen Stoffen für die Knochen z. B. Genistein stellt für viele Menschen eine wichtige Ergänzung dar.

Quelle: Quintana A, Pasche M, Junker C, et al. Calcium microdomains at the immunological synapse: how ORAI channels, mitochondria and calcium pumps generate local calcium signals for efficient T-cell activation. The EMBO Journal 30, 3895 – 3912 2011 | :10.1038/emboj.2011.289

Weiterführende Quellen: Wikipedia-Eintrag zu Calcium

RESVERATROL – SCHLÜSSEL FÜR EIN LANGES LEBEN (TEIL 3): Antioxidative Potenz vs. Zellalterung

Resveratrol neutralisiert Freie Sauerstoffradikale bereits direkt in den Mitochondrien

Im Zuge seiner Erforschung hat sich Resveratrol in erster Linie als außergewöhnlich wirkungsvolles Antioxidans einen Namen gemacht, das Freie Radikale, die Feinde unserer Zellen, intensiver als die Vitamine C und E unschädlich machen kann. Gebildet werden diese aggressiven Moleküle ganz natürlich einerseits im Rahmen normaler Stoffwechselvorgänge, andererseits durch ungünstige Umwelteinflüsse und Lebensstilfaktoren. Unser Organismus ist dadurch täglich tausenden dieser aggressiven Sauerstoffmoleküle ausgesetzt. Im Übermaß gebildet führen Freie Radikale jedoch zu oxidativem Stress, das heißt, durch Oxidationsprozesse werden essenzielle Bestandteile von Zellen, Membranen und der DNA geschädigt und so der Alterungsprozess der Zellen beschleunigt. Auch das Risiko für die Entstehung von Erkrankungen (wie Gefäß-, Gelenk- und Demenzerkrankungen) wird durch oxidativen Stress deutlich erhöht. Für Resveratrol wurde in einer Vielfalt an Studien eine außergewöhnlich hohe antioxidative Wirksamkeit nachgewiesen (gemessen am so genannten Redoxpotenzial).

Im Gegensatz zu den meisten anderen Antioxidantien neutralisiert Resveratrol freie Sauerstoffradikale bereits direkt in den Mitochondrien, den so genannten „Zellkraftwerken“.

Zudem aktiviert Resveratrol weitere körpereigene antioxidative Enzymsysteme wie SOD (Superoxid-Dismutase). Durch die Fähigkeit, die Oxidation von LDL-Cholesterol (Lipidperoxidation), zu verhindern, sind Antioxidantien auch bedeutend für den Gefäßschutz. Denn erst in seiner oxidierten Form lagert sich LDL-Cholesterin („schlechtes Cholesterin“) in die Gefäßwand ein, was letztendlich zur Plaque-Bildung (Arteriosklerose) führt. Die neuroprotektiven Wirkungen von Resveratrol, also der Schutz von Nervenzellen, beruhen auf einem ähnlichem Effekt. Resveratrol kann bestimmte pathogene Eiweißmoleküle (Beta-Amyloide) in den Nervenzellen im Gehirn unschädlich machen, die die Alzheimer-Entstehung begründen. Viele unabhängige Prozesse, die das Altern des Organismus bestimmen, werden durch die antioxidative Wirkung von Resveratrol verlangsamt.

Referenzen / Ausgewählte Studien

1.Gould, K. S., Nature´s Swiss Army Knife: The Diverse Protective Roles of Anthocyanins in Leaves. J. Biomed. Biotechnol. 5 314-320. (2004).
2.Hung, L. M., et al., Cardioprotective effect of resveratrol, a natural antioxidant derived from grapes. Cardiovasc. Res. 47 (2000) 549-555.
3.Leighton F., Cuevas A., Guasch V. et al.: Plasma polyphenols and antioxidants, oxidative DNA damage and endothelial function in a diet and wine intervention study in humans. Drugs Exp Clin Res 1999; 25(2-3):133-141. (1999).
4.Leonard, S., et al., Resveratrol scavenges reactive oxygen species and effects radical-induced cellular responses. Biochem. Biophys. Res. Commun. 309 (2003) 1017-1026.
5.Martinez, J., Moreno, J. J., Effect of resveratrol, a natural polyphenolic compound, on reactive oxygen species and prostaglandin production. Biochem. Pharmacol. 59 (2000) 865-870.

 

Weiterführende Quellen:

Wikipedia-Eintrag zu Resveratrol