Vitamin E zum Schutz vor oxidativem Stress

Vitamin E schützt T-Zellen vor oxidativem Stress

09.04.2015

Oxidativer Stress, der zum Beispiel durch eine erhöhte UV-Strahlung oder andere Umwelteinflüsse ausgelöste werden kann, führt zu Beeinträchtigungen des Immunsystems, die ihrerseits mit einer erhöhten Anfälligkeit für verschiedenen Erkrankungen in Zusammenhang gebracht werden, so die Mitteilung der ETH Zürich. Vitamin E kann den drohenden Schäden des Immunsystems jedoch entgegenwirken, berichtet die ETH weiter.

Die Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) haben die Auswirkungen des oxidativen Stresses auf die Immunabwehr genauer unter die Lupe genommen und dabei festgestellt, dass die Teilung der sogenannten T-Zellen durch den oxidativen Stress gestört wird, was eine erhöhte Anfälligkeit für Infektionskrankheiten und vermehrte chronische Krankheitsverläufe mit sich bringe. Die Zufuhr von Vitamin E könne diesen Stress auf die Immunzellen jedoch mildern und sie vor Schäden bewahren, berichtet die ETH Zürich.

UV-Strahlung als Ursache für oxidativen Stress
Als Beispiel für die Ursachen des oxidativen Stresses nennen die Wissenschaftler unter anderem das Skifahren im Hochgebirge bei strahlender Sonne und blendend weißem Schnee. Nicht selten bilden sich unter diesen Voraussetzung nach dem Skitag von Herpes-Viren erzeugte Fieberbläschen, so die Mitteilung der ETH. Denn die erhöhte UV-Strahlung lasse im Körper freie Radikale entstehen, was zu oxidativem Stress führe, der das Immunsystem schwäche, und somit die Vermehrung der Herpes-Viren begünstige. „Neben UV-Strahlung führen auch andere Umwelteinflüsse zu einem hohen oxidativen Stress im Körper, etwa Luftverschmutzung, Rauchen oder Alkoholkonsum und nicht zuletzt Infektionen“, berichten die Wissenschaftler um Professor Manfred Kopf vom Institut für molekulare Gesundheitswissenschaften der ETH Zürich. Auf ähnliche Weise sei oxidativer Stress an vielen Krankheiten mitbeteiligt, wenn nicht sogar ursächlich für deren Entstehung.

Erklärung für die Auswirkungen des oxidativen Stresses
Angesichts der negativen gesundheitlichen Effekte des oxidativen Stresses werden verschiedene Möglichkeiten zu dessen Reduzierung diskutiert, wobei auch der Einsatz von Vitamin-Nahrungsergänzungen zur Bekämpfung der freien (Sauerstoff-)Radikale einen Schwerpunkt bildet. Die Wissenschaftler des Instituts für molekulare Gesundheitswissenschaften an der ETH Zürich haben nun untersucht, welche Wirkung die Verabreichung von Vitamin E auf den oxidativen Stress und die Immunabwehr hat. Ausgehend von diesen Fragen sind sie auf ein Phänomen gestoßen, „das die Auswirkungen von oxidativem Stress auf Immunzellen erklärt“, so die Mitteilung der ETH.

Vermehrung der T-Zellen nach einer Infektion
Die Wissenschaftler erläutern, dass beim Eindringen eines Fremdkörpers wie zum Beispiel eines Virus oder eines anderer Erregers in den Körper bestimmte Immunzellen, die sogenannten T-Zellen, mit starker und rascher Vermehrung reagieren. Eine ihrer Unterklassen, die CD8+T-Zellen, würde zum Beispiel die von einem Virus befallenen Körperzellen abtöten und auf diese Weise das Virus eliminieren. Wiederum andere T-Zellen, die CD4+ T-Zellen, seien für die Koordinierung der Immunantwort gegen alle Arten von Erregern verantwortlich. Bis diese als „Generäle“ des Immunsystems bezeichneten Zellen „wirksam eingreifen können, dauert es eine Woche, weil es zu Beginn einer Infektion zu wenige davon gibt, die spezifisch einen bestimmten Erreger erkennen können“, so die Mitteilung der ETH Zürich. Erst nach dem „Feindkontakt“ würden sich die wenigen „Späher“ beginnen zu teilen, wobei alle acht bis zwölf Stunden eine Kopie (Klon) erstellt werde. Nach wenigen Tagen seien dann hunderttausende der speziellen T-Zellen vorhanden und „erst diese Übermacht kann die Infektion erfolgreich bekämpfen“, berichten Professor Kopf und Kollegen.

Fehlende Werkzeuge zur Abwehr der Infektionen
Der Prozess der Zellteilung funktioniert laut Aussage der Wissenschaftler jedoch nicht, wenn die T-Zellen durch starken oxidativen Stress geschädigt werden. Denn das Enzym (Gpx4), das für die Reparatur der oxidativen Schäden an der Zellmembran zuständig ist, fehle als Reparatur-Enzym in den Immunzellen, wodurch die sich teilenden T-Zellen absterben. Das Immunsystem kann die Erreger nicht eliminieren und die Infektion wird chronisch, berichtet die Doktorandin und Erstautorin Mai Matsushita, in der Fachzeitschrift „Journal of Experimental Medicine“ (JEM) (http://jem.rupress.org/content/212/4/555.abstract) von den Studienergebnissen.

Vitamin E schützt die Immunzellen vor Gendefekten
In ihren Versuchen an Mäusen, „bei denen das Gpx4-Gen zellspezifisch oder zu einem beliebigen Zeitpunkt inaktiviert werden kann“, stellten die Forscher zu ihrer eigenen Überraschung fest, dass die Verabreichung einer hohen Dosis Vitamin E über das Futter, die Immunzellen der Tiere vor dem Zelltod rettete. Entwickelt wurden die speziellen Mäuse von Forschern des Helmholtz Zentrums München. Die ETH-Wissenschaftler veränderten das Erbgut der Nager so, „dass das Gpx4-Gen nur in T- Zellen oder in bestimmten Fresszellen des Immunsystems inaktiv war.“ Normalerweise hätte dies ein Absterben der Zellen bei der Teilung bedingen müssen. Doch bei gleichzeitiger Aufnahme hoher Vitamin-E-Dosen, waren keine entsprechende Beeinträchtigungen festzustellen. Lag die Menge an Vitamin E im Mäusefutter bei 500 Milligramm pro Kilogramm Futter (etwa um das zehnfache höher als in der standardisierten Normalnahrung), reichte die „Menge des Antioxidans’ aus, um die Zellmembran der T-Zellen vor Schäden zu schützen, so dass sie sich vervielfältigen und die Virusinfektion erfolgreich abwehren konnten“, berichtet die ETH Zürich.

Beleg für den Nutzen von Nahrungsmittelergänzungen
Nach Ansicht der Forscher sind die Studienergebnisse durchaus als Argument für die bislang umstrittene Vitamin-Supplementierung zu bewerten. Zwar bleibt der Nutzen von Vitamintabletten laut Professor Kopf „ein kontroverses Thema“, da nur wenige starke wissenschaftliche Beweise für den Nutzen der Vitaminzusätze vorliegen. Doch umso interessanter sei daher die aktuelle Studie, die den Nutzen von Vitamin E belege. „Unsere Arbeit zeigt, dass sogar ein genetischer Defekt eines Hauptbestandteils der antioxidativen Maschinerie einer Zelle durch Verabreichung einer hohen Dosis Vitamin E kompensiert werden kann“, berichtet Kopf und ergänzt: „Das ist neu und überraschend.“ Auch die Entschlüsselung der Wirkung des oxidativen Stresses auf die T-Zellen sei als wissenschaftlich wertvoll und bedeutend zu beurteilen. In den Untersuchungen sei deutlich geworden, „dass die Immunzellen bei oxidativem Stress den gleichen Tod erleiden wie bestimmte Arten von Krebszellen bei Behandlung mit einem Zytostatikum.“ Dieser programmierte Zelltod werde als „Ferroptose“ bezeichnet und sei erstmals im Jahr 2012 in einer wissenschaftlichen Publikation beschrieben worden. „Wir sind die ersten, die aufzeigen können, dass Immunzellen genauso wie Krebszellen aufgrund des oxidativen Stresses denselben Tod erleiden“, so Professor Kopf.

Gezielte Verschreibung von Antioxidantien bei oxidativem Stress?
Die Bedeutung der aktuellen Studienergebnisse für die menschliche Gesundheit ist nach Auffassung des ETH-Professors bislang unklar, da Menschen, die normal gesund sind und sich ausgewogen ernähren normalerweise keine Vitamin-Supplementierung benötigen. Allerdings könne es bei hohem oxidativem Stress, wie er im Alltag bei Infektionen oder durch UV-Licht entstehe, durchaus sinnvoll sein, an eine Ergänzung mit Vitamin E oder anderen fettlöslichen Antioxidantien zu denken. Darüber hinaus bestehe massiver oxidativer Stress bei Patienten mit bestimmten neurodegenerativen Erkrankungen oder Diabetes, wobei Antioxidantien eine gute Unterstützung der Behandlung sein könnten, so die Mitteilung der ETH Zürich. Über die erforderliche Dosierung lasse sich anhand der aktuellen Studienergebnisse jedoch keine Aussage treffen, da die Untersuchungen lediglich anhand eines Mausmodells erfolgten und keine differenzierte Analyse der benötigten Dosierungen durchgeführt wurde. (fp)

>Bild: Joerg Trampert / pixelio.de