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Einleitung
Alles was wir essen, trinken, einatmen oder fühlen wird von unserem Körper aufgenommen. Das heißt also er muss auf irgendeine Weise damit zurechtkommen. Unsere Zellen sind dabei richtige Allround-Talente. Seit tausenden von Jahren haben sie sich an die Umwelt angepasst. Als Team haben sie immer bessere Strategien für unser Überleben entwickelt. Damals waren die Gefahren für den Menschen besonders Hungersnöte, Infektionen und Verletzungen. Also – wie haben sie das gemacht?
Energiespeicherung
Um zum Beispiel Hungerphasen zu überstehen, wurde vorher Energie aus der Nahrung eingespeichert, z.B. in Form von Fett im weißen Fettgewebe oder in Form von Zucker in der Leber und in den Muskeln. Diese Energie konnte dann später genutzt werden.
Blutzuckerregulation
Konnte man sich nicht mehr bewegen, zum Beispiel durch eine Verletzung, hieß das damals auch, dass wenig Energie über die Nahrung zugeführt werden konnte. Deshalb wurden die Zuckerreserven aus dem Körper mobilisiert und im Blut angereichert. So konnte das Gehirn und auch das Abwehrsystem - also das Immunsystem - ausreichend mit Energie versorgt werden. Denn das Gehirn ist auf Glukose als Energiequelle angewiesen und auch das Immunsystem verbraucht mehr Energie bei einer Verletzung.
Thermoregulation
Bei Kälte konnte der Körper Kalorien in Wärme umwandeln. Kälte aktiviert nämlich das braune Fettgewebe, in dem besonders viele Mitochondrien sitzen. Mitochondrien sind als die Kraftwerke der Zellen bekannt und können die Energie in Wärme umwandeln.
Bei Hitze verändert sich der Blutfluss, sodass Wärme besser abgeleitet werden kann, wir fangen dann auch an zu schwitzen.
Das Immunsystem
Auch unser Abwehrsystem - das Immunsystem - hat sich immer weiterentwickelt. Von Geburt an sind wir mit einer Immunabwehr ausgestattet, die fremde Erreger erkennt und auf sie reagiert. Zudem erwerben wir im Laufe des Lebens einen Schutz gegen bestimmte Krankheitserreger. Spezifische Zellen, die B- und T-Zellen, können für jeden Krankheitserreger eine Abwehr bilden. Sie brauchen dafür nur etwas Zeit. Außerdem merken sie sich den Kontakt mit ihnen und können bei einer erneuten Infektion sehr viel schneller reagieren.
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Heutzutage
Die damaligen Gefahren für uns Menschen sind heute stark in den Hintergrund gerückt. So wie wir heute leben, macht es nur einen Bruchteil der Menschheitsgeschichte aus. Guckt euch mal die Zeitspanne an. Wir müssen nicht täglich ums Überleben kämpfen, und Hungersnöte und Tod durch Infektionen herrschen in den meisten Ländern nicht mehr vor. Grund dafür sind die hygienischen und medizinischen Verbesserungen, die Entdeckung der Antibiotika und der Einsatz von Impfungen.
Wir haben aber noch viel mit den Menschen aus dieser Zeit gemeinsam. Unsere Zellen sind immer noch auf diese Zeit programmiert. Die Überlebensstrategien von früher wirken heute immer noch. Nur sind die Gefahren gar nicht mehr in der Form da.
Was heißt das nun für uns?
Man weiß heute, dass unsere Zellen wahrnehmen, wie wir leben. Dieses „Wahrnehmen“ läuft über bestimmte Signalwege ab. Die Zellen reagieren auf äußere Reize und leiten diese als Signal ins Zellinnere weiter. Das führt dann zu einem bestimmten zellulären Effekt. In Wirklichkeit sind das sehr komplexe Prozesse, die in der Zelle ablaufen. Man nennt diesen Prozess auch Stoffwechsel – weil Stoffe umgebaut, aufgebaut oder abgebaut werden.
Man kann also sagen, die Zellen erkennen unseren Lebensstil. Und dieser hat Einfluss auf den Stoffwechsel. Unsere Zellen treffen heutzutage auf ein anderes Umfeld als früher.
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Nahrung ist problemlos zu bekommen, oft ist sie sogar im Überfluss da. Außerdem bewegen wir uns den Tag über viel weniger als früher und wir sitzen viel und lange. Zu modernen Phänomenen zählen auch wenig Erholungsphasen, schlechter Schlaf und Schadstoffe aus der Umwelt.
Unsere Zellen reagieren auf den modernen Lebensstil mit einer Änderung ihres Stoffwechsels. Das kann so weit führen, das unser Abwehrsystem Entzündungen verursacht, unabhängig von Bakterien und Viren.
Diese durch den Stoffwechsel verursachte Entzündung nennt man Metaflammation (Metabolismus = Stoffwechsel, Inflammation = Entzündung). Eine Metaflammation wird mit der Entwicklung von Erkrankungen in Verbindung gebracht, wie z.B. Adipositas, Diabetes, Krebs, Asthma und Alzheimer.
Damit Metaflammation besser verstanden und therapiert werden kann, ist es wichtig die Prozesse dahinter zu erforschen. Die Projekte im SFB 1454 untersuchen deshalb verschiedene Aspekte:
- Wie kommunizieren die Zellen miteinander unter bestimmte Umweltbedingungen und unter bestimmten Lebensstilen?
- Wie funktionieren die Signalwege in die Zelle und aus der Zelle heraus in diesem Zusammenhang?
- Wie werden die Organe durch bestimmte Stoffe und Umstände beeinflusst?
- Und wie kann man die Metaflammation beim Menschen erkennen, überwachen und behandeln?
