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Projekt
Molekulare Untersuchungen zur Aufnahme von Spurenelementen im Gastrointestinaltrakt
Antragsteller
Professor Dr. Hajo Haase
Fachliche Zuordnung
Ernährungswissenschaften
Förderung
Förderung seit 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316442145
Essenzielle Spurenelemente (SE) wie Selen (Se), Mangan (Mn), Zink (Zn), Eisen (Fe), Iod (I) und Kupfer (Cu) sind unverzichtbar für verschiedenste physiologische Vorgänge, darunter enzymatische Reaktionen, Strukturstabilisierung von Proteinen, sowie endokrine und intrazelluläre Signalübertragung. SE-Mangel und supraphysiologische Exposition sind mit einer Vielzahl von physiologischen, morphologischen und funktionellen Veränderungen assoziiert, die zur Häufigkeit des Auftretens und dem Schweregrad vieler Erkrankungen beitragen. Daher bildet eine angemessene Versorgung mit SE einen Grundpfeiler präventiver Medizin und die Überwachung und gegebenenfalls Korrektur von SE Ungleichgewichten in Senioren kann zu gesundem Altern beitragen.Zwei grundlegende Teilaspekte dieser Vorgänge sind Gegenstand dieses Antrags. Zum einen fand die Wechselwirkung verschiedener SE während der Aufnahme im Darm auf molekularer Ebene bislang kaum Beachtung. Trotz klarer Anhaltspunkte für einen Einfluss auf die intestinale Absorption wurde die Konkurrenz von SE um eine Interaktion mit der Mucusschicht bislang weitgehend vernachlässigt. Im ersten Arbeitspaket wird daher die Bindung von SE an Mucusproteine zunächst alleine untersucht, und dann die gegenseitige Beeinflussung analysiert, wenn sie in den Mengenverhältnisse um Bindungsstellen konkurrieren, in denen sie auch in dem bei Traceage verwendeten Tierfutter vorhanden sind. Im zweiten Arbeitspaket soll dann der Einfluss der Interaktionen von SE mit den Glykoproteinen der Mukusschicht auf die Aufnahme der SE in einem in vitro Modell des Dünndarms untersucht werden. Hierbei wird zusätzlich auch der Einfluss einer Entzündung berücksichtigt, da generalisierte Entzündungen ein wesentliches Element der pathologischen Veränderungen im Alter darstellen und sowohl mit der gastrointestinalen Barriere, als auch der SE-Homöstase wechselwirken.Zum anderen sind die gegenwärtig verwendeten Biomarker für den Status von Cu und Zn unzureichend, insbesondere zur Feststellung der Unterschiede zwischen angemessener Versorgung und eines marginalen Mangels von SE. Es soll ein Ansatz verfolgt werden, in dem eine Messung der Konzentration der freien Ionen im Serum erfolgt, da sie den biologisch verfügbaren Anteil dieser SE darstellen. Deshalb wird im dritten Arbeitspaket zunächst ein auf Fluoreszenzsonden basierendes Verfahren zur Messung von freiem Cu in Serumproben etabliert. Dieses wird dann, zusammen mit dem in der ersten Förderphase von Traceage erfolgreich etablierten Verfahren zur Messung von freiem Zn mittels Zinpyr-1, eingesetzt, um die Konzentrationen der bioverfügbaren Anteile von Zn und Cu in Seren aus den humanen Kohorten EPIC-DZD and WONDER sowie Seren aus den Tierversuchen der zweiten Förderphase von Traceage zu messen.Zusammen sollen die Ergebnisse dieses Projektes einen Beitrag zum besseren Verständnis der komplexen Interaktion bei der Aufnahme von SE leisten, um die Grundlage für eine angemessene Versorgung mit SE schaffen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
