| | | | Immuntoxikologie und Immunmetabolismus: Wirkungen von Schwermetallen und Mikronährstoffen auf die Immunabwehr
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| Dipl.-Biol. Wolfgang Mayer Zur Gruppe der Schwermetalle gehören sehr toxische Elemente wie Arsen, Quecksilber und Cadmium, aber auch essentielle Mikronährstoffe wie Zink, Chrom oder Kupfer. Schwermetalle sind in der Lage, ein breites Spektrum an Immunreaktionen auszulösen. In hohen Konzentrationen dominiert die toxische Wirkung mit Zytotoxizität, Enzymblockaden, Organ- und Gewebeschäden. Für eine allergische Reaktion (zelluläre TypIV Sensibilisierung) reichen dagegen bei suszeptiblen Individuen kleinste Mengen. Im Intermediärbereich der Immuntoxikologie finden mit ansteigender Metallbelastung individuell determinierte Reaktionen statt, die sich in unspezifischen Entzündungsvorgängen durch oxidativen Stress oder Autoimmunreaktionen manifestieren. Die Diagnostik umfasst dementsprechend die Bestimmung der Schwermetallbelastung im Vollblut, Entzündungsmarker im Blut, Autoantikörper gegen Nervengewebestrukturen oder Heat-Shock-Proteine sowie Nachweis von Metall-spezifischen T-Zellen im ITT/CYRA.Von den immunrelevanten Mikronährstoffen wurden insbesondere Zink, Magnesium und Selen betrachtet. Zink hat sowohl hemmende Eigenschaften direkt auf die Replikation von vielen Viren einschließlich des SARS-CoV-2-Virus als auch stimulierende Effekte auf die antivirale Immunabwehr. Bei Zinkmangel resultiert ein sekundärer Immundefekt mit quantitativen und funktionellen Einschränkungen der angeborenen wie auch der erworbenen Immunabwehr sowie einer erhöhten Entzündungsbereitschaft. Bei zu hohen Konzentrationen an Zink wird eine Suppression der T- und B-Zellen beschrieben sowie die Expansion von Treg-Zellen. COVID-19 Patienten zeigen gegenüber gesunden Kontrollen signifikant verminderte Zinkspiegel im Serum. Je höher der Zinkgehalt im Blut, desto geringer ausgeprägt war die Entzündungsreaktion und die Zeitdauer bis zur klinischen Stabilität. Auch ein Mangel an Magnesium begünstigt die Überfunktion der unspezifischen Immunabwehr mit der Folge einer chronischen, niedriggradigen Entzündung. Eine Mg-Supplementierung senkt dagegen den CRP-Spiegel. Die Funktion der zytotoxischen T-Zellen hängt über die Konformation des LFA1-Rezeptors auf der Oberfläche von T-Zellen maßgeblich von der Konzentration an Magnesiumionen ab. Adäquate Magnesiumspiegel sind bei COVID-19 Patienten assoziiert mit geringerer Sterblichkeit und weniger ausgeprägter Symptomatik. Die besondere Bedeutung der Vitamin D-Versorgung bei COVID-19-Infektion ist vielfach beschrieben, die Verfügbarkeit der biologisch aktiven Form von Vitamin D ist maßgeblich abhängig von der Magnesiumversorgung. Viele der Symptome nach COVID-19-Infektion wie Fatigue, Muskelschwäche, Thromboembolien, Kopfschmerzen, Atembeschwerden und Herzbeschwerden sind mit Magnesiummangel verbunden. Die Supplementation von Selen erhöht das antioxidative Potential von Immunzellen, reduziert die Entzündungsvorgänge durch oxidativen Stress und steigert die Funktion von NK- und TH1-Zellen, also der zytotoxischen Immunabwehr. Unter dem Aspekt einer COVID-19-Infektion stützt Selen die Integrität epithelialer Gewebe, reduziert oxidativen Stress und Entzündungsreaktionen. Intensivpatienten mit guter Selenversorgung weisen dementsprechend eine geringere Beatmungsdauer und Aufenthaltszeit auf.
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