Lebensmittelfarbstoffe verursachen Kolitis, wenn das Immunsystem fehlreguliert ist, wie eine Mäusestudie zeigt

Quelle: Peter Bond / Unsplash

Die Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern der Icahn School of Medicine am Mount Sinai an Mäusen legen nahe, dass bestimmte künstliche Lebensmittelfarbstoffe entzündliche Darmerkrankungen verursachen können, wenn das Immunsystem fehlreguliert ist. Die Studie ergab, dass Mäuse mit einer fehlregulierten Expression des Zytokins IL-23 des Immunsystems eine Kolitis entwickelten, wenn sie Lebensmittel mit den künstlichen Lebensmittelfarbstoffen Rot 40 und Gelb 6 zu sich nahmen. Die Entwicklung einer Kolitis bei den Tieren erforderte auch das Vorhandensein von Kommensalbakterien, die das verstoffwechseln konnten Lebensmittelfarbstoffe. Das Team behauptet, die in „Cell Metabolism“ veröffentlichte Studie sei die erste, die das Phänomen aufzeige, räumte jedoch ein, dass unklar sei, ob Lebensmittelfarbstoffe beim Menschen ähnliche Auswirkungen haben könnten.

„Die dramatischen Veränderungen in der Konzentration von Luft- und Wasserschadstoffen und der zunehmende Einsatz von verarbeiteten Lebensmitteln und Lebensmittelzusatzstoffen in der menschlichen Ernährung im letzten Jahrhundert korrelieren mit einem Anstieg der Inzidenz von Entzündungs- und Autoimmunerkrankungen“, sagte Dr. Sergio Lira. PhD, Leona M. und Harry B. Helmsley Charitable Trust Professor für Immunologie am Precision Immunology Institute am Icahn Mount Sinai. „Es wird angenommen, dass diese Umweltveränderungen zur Entstehung dieser Krankheiten beitragen, aber es ist relativ wenig darüber bekannt, wie sie dies bewirken. Wir hoffen, dass diese Forschung ein Schritt zum Verständnis der Auswirkungen von Lebensmittelfarbstoffen auf die menschliche Gesundheit ist.“ Lira ist leitende Autorin der vom Team veröffentlichten Arbeit mit dem Titel „Von Kommensalbakterien metabolisierte Lebensmittelfarbstoffe fördern Kolitis bei Mäusen mit fehlregulierter Expression von Interleukin-23.“

Es wird angenommen, dass sowohl die genetische Veranlagung als auch Umweltfaktoren eine Rolle bei der Entwicklung von IBD spielen. Doch während mehr als 200 Loci und Gene mit IBD beim Menschen in Verbindung gebracht wurden, „… blieben die Umweltfaktoren, die zur Krankheit beitragen, schwer zu bestimmen“, erklärten die Autoren. Sie fuhren fort, dass genetische Studien am Menschen insbesondere den Interleukin (IL)-23-Signalweg mit IBD in Verbindung gebracht hätten. Tatsächlich ist IL-23 einer der am besten untersuchten Immunfaktoren, die zur Entwicklung von IBD beitragen, und die Dysregulation von IL-23 ist bekanntermaßen ein Faktor bei der Entwicklung der Erkrankung beim Menschen, fuhr das Team fort. Auch Medikamente, die die IL-23-Funktion blockieren, werden mittlerweile erfolgreich bei Patienten eingesetzt. „… aktuelle klinische Studien zeigen, dass Therapien, die auf IL-23 abzielen, bei Patienten mit verschiedenen Formen von IBD, wie Morbus Crohn (CD) und Colitis ulcerosa (UC), wirksam sind“, stellte das Team fest.

Veränderungen in der Luft- und Wasserschadstoffkonzentration sowie der zunehmende Einsatz verarbeiteter Lebensmittel und Lebensmittelzusatzstoffe in der menschlichen Ernährung im Laufe des letzten Jahrhunderts korrelierten auch mit einem Anstieg der Inzidenz von Entzündungs- und Autoimmunerkrankungen, fuhren die Forscher fort, aber wie wirken sich solche Faktoren aus? Der Zusammenhang mit Krankheiten wird nicht verstanden. „Es wird angenommen, dass diese Umweltveränderungen zur Entwicklung dieser Krankheiten beitragen, aber es ist relativ wenig darüber bekannt, wie sie das bewirken“, schrieben Lira und Kollegen.

„Künstliche Lebensmittelfarbstoffe wurden erstmals Ende des 19. Jahrhunderts verwendet, und obwohl sie heute weltweit in der Ernährung weit verbreitet sind, wurden Lebensmittelfarbstoffe im Zusammenhang mit IBD noch nicht untersucht“, betonten die Wissenschaftler weiter. Die Farbstoffe Red 40 ( (auch bekannt als Allura Red AC) und Yellow 6 werden weltweit am häufigsten verwendet und sind in vielen Lebensmitteln, Getränken und Medikamenten enthalten.

Für ihre veröffentlichte Studie erstellten die Forscher verschiedene Mausmodelle, die IL-23 bedingt exprimierten oder bei denen die IL-23-Expression erhöht war. Zu ihrer Überraschung stellten sie fest, dass Mäuse mit der fehlregulierten Immunantwort nicht spontan eine entzündliche Darmerkrankung entwickelten, obwohl fehlreguliertes IL-23 bei Menschen mit dieser Krankheit ein Faktor ist. Bei Futter mit den Lebensmittelfarbstoffen Rot 40 oder Gelb 6 kam es jedoch zu einer Kolitis bei den Tieren. Im Gegensatz dazu entwickelten Kontrollmäuse mit einem normalen Immunsystem keine IBD, wenn sie die mit Lebensmittelfarbstoff angereicherte Diät erhielten. „Wir zeigen hier, dass Red 40 allein bei Kontrollmäusen keine Kolitis auslöst, bei IL-23-überexprimierenden Mäusen jedoch eine schwere IBD-ähnliche Kolitis auslösen kann“, schreiben die Wissenschaftler.

Um zu beweisen, dass der Lebensmittelfarbstoff für die Entwicklung von IBD bei Mäusen mit fehlreguliertem Immunsystem verantwortlich war, fütterten die Forscher die Tiere mit Diäten ohne Lebensmittelfarbstoff, gaben ihnen jedoch Wasser, das diesen enthielt. Die Krankheit entwickelte sich, wenn die Mäuse den Farbstoff konsumierten, aber nicht anders. Sie wiederholten den Befund bei mehreren Diäten und mehreren Lebensmittelfarbstoffen.

Interessanterweise hing die Auslösung einer Kolitis von der Anwesenheit kommensaler Bakterien ab, die Rot 40 und Gelb 6 metabolisierten, um einen Metaboliten, 1-Aminonaphthol-6-sulfonat-Natriumsalz, zu produzieren. „Unsere Studien zeigen, dass Lebensmittelfarbstoffe zur Entstehung von Kolitis bei Erkrankungen beitragen, die durch eine erhöhte IL-23-Signalübertragung gekennzeichnet sind“, schlussfolgerte das Team. „Die Krankheitsentstehung in diesem Umfeld erfordert kommensale Bakterien wie E. faecalis und B. ovatus, um Rot 40 oder Gelb 6 zu verstoffwechseln.“

Die Forscher wollen genau untersuchen, wie das Zytokin IL-23 die Entstehung einer Kolitis nach dem Kontakt mit Lebensmittelfarbstoffen fördert. Sie wiesen auch auf die Grenzen ihrer Studie hin und räumten ein, dass weitere Studien erforderlich seien, um die umfassendere Wirkung von Lebensmittelfarbstoffen zu verstehen. Dennoch behauptete das Team: „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass bestimmte Lebensmittelfarbstoffe Risikofaktoren für experimentelle IBD bei Bedingungen einer Immunschwäche sind … Diese Ergebnisse könnten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben, da IL-23 eindeutig an der Entwicklung von IBD und dem Verzehr von Lebensmitteln beteiligt ist.“ Farbstoffe wie Rot 40 und Gelb 6 sind weit verbreitet.“

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