Schutzmechanismen gegen Trimethylamin-N-Oxid (TMAO) und die Rolle von Metallothioneinen!
Trimethylamin-N-Oxid (TMAO) ist ein biochemischer Metabolit, der im Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) zunehmend untersucht wird. TMAO entsteht im Körper durch die mikrobielle Umwandlung von Phosphatidylcholin und L-Carnitin, die in tierischen Produkten enthalten sind. Während TMAO beim Menschen als Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen gilt, haben fleischfressende Tiere spezielle Anpassungen entwickelt, um die potenziell schädlichen Auswirkungen von TMAO zu minimieren. Ein wichtiger Aspekt dieses Schutzmechanismus ist die Rolle von Metallothioneinen.
Entstehung von TMAO und die Rolle von Fleischkonsum
Phosphatidylcholin und L-Carnitin, zwei Verbindungen, die reichlich in rotem Fleisch, Eiern und bestimmten Fischarten vorkommen, werden im Darm durch Bakterien zu Trimethylamin (TMA) metabolisiert. TMA wird dann durch das Enzym Flavin-haltige Monooxygenase 3 (FMO3) in der Leber in TMAO umgewandelt (Wang et al., 2011). Studien haben gezeigt, dass erhöhte TMAO-Spiegel mit einem höheren Risiko für die Entwicklung von Atherosklerose und anderen kardiovaskulären Erkrankungen in Verbindung gebracht werden, da TMAO die Cholesterinaufnahme in Makrophagen fördert, die Bildung von Schaumzellen verstärkt und entzündliche Reaktionen in den Blutgefäßen auslöst (Tang et al., 2013).
TMAO und Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Die Assoziation von TMAO mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist gut dokumentiert. Hohe TMAO-Spiegel wurden als unabhängiger Risikofaktor für kardiovaskuläre Ereignisse wie Herzinfarkt, Schlaganfall und Tod identifiziert. TMAO trägt zur endothelialen Dysfunktion bei, erhöht den oxidativen Stress und fördert die Bildung von Arterienverkalkung, was letztlich das Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen erhöht (Koeth et al., 2013).
Metallothioneine und ihre Schutzfunktion
Metallothioneine sind kleine, schwefelreiche Proteine, die in vielen tierischen Geweben vorkommen. Sie spielen eine entscheidende Rolle beim Schutz der Zellen vor oxidativem Stress und der Toxizität von Schwermetallen. Diese Proteine binden effektiv Schwermetalle wie Cadmium, Quecksilber und Zink, was zur Entgiftung und zum Schutz vor Zellschäden beiträgt. In Bezug auf TMAO könnten Metallothioneine eine antioxidative Schutzfunktion übernehmen, indem sie freie Radikale neutralisieren, die durch TMAO-induzierten oxidativen Stress entstehen.
Metallothioneine in fleischfressenden Tieren
Fleischfressende Tiere, die regelmäßig hohe Mengen an Phosphatidylcholin und L-Carnitin konsumieren, entwickeln eine erhöhte Produktion von Metallothioneinen, um die potenziellen negativen Auswirkungen der TMAO-Produktion zu kompensieren. Diese Anpassung ermöglicht es ihnen, oxidativen Stress und Entzündungen zu minimieren, die mit hohen TMAO-Spiegeln assoziiert sind. Darüber hinaus tragen Metallothioneine durch die Regulation des intrazellulären Zinkgehalts zur Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase bei, was entscheidend für die Funktion vieler Enzyme und Transkriptionsfaktoren ist, die an der Zellreparatur und dem Überleben beteiligt sind (Kägi & Schaffer, 1988). Die Fähigkeit dieser Tiere, Metallothioneine effizient zu exprimieren, könnte ein evolutionärer Vorteil sein, der es ihnen ermöglicht, eine fleischreiche Ernährung zu tolerieren, ohne die damit verbundenen gesundheitlichen Risiken zu tragen, die beim Menschen auftreten.
Zusammenhang zwischen Metallothioneinen und Mikrobiota
Die Mikrobiota von fleischfressenden Tieren wird auch durch die Präsenz von Metallothioneinen beeinflusst. Diese Proteine modulieren indirekt die Zusammensetzung der Darmflora, indem sie die Verfügbarkeit von Metallen im Darm beeinflussen, die für das Wachstum bestimmter Mikroben notwendig sind. Dies könnte zu einer spezifischen Mikrobiota-Zusammensetzung führen, die weniger TMA produziert und somit das Risiko der TMAO-Bildung verringert.
Fazit
Metallothioneine spielen eine entscheidende Rolle im Schutz von Fleischfressern vor den potenziell schädlichen Auswirkungen von TMAO. Durch ihre Fähigkeit, Schwermetalle zu binden und oxidativen Stress zu reduzieren, tragen sie dazu bei, die Zellgesundheit zu erhalten und die negativen Auswirkungen von TMAO zu mildern. Diese Proteine sind ein wichtiger Bestandteil der biochemischen Anpassungen, die es fleischfressenden Tieren ermöglichen, eine fleischreiche Ernährung zu tolerieren, ohne die gleichen gesundheitlichen Risiken zu tragen, die beim Menschen auftreten. In der Premium MedWellness-Kur© wird in der Ernährungsmedizin Fleisch mit metallothionin-reichem Gemüse und Kräutern kombiniert, um die gesundheitlichen Vorteile von Premium-Fleisch in der Longevity Cuisine zu optimieren.
Literaturverzeichnis
– Kägi, J. H., & Schaffer, A. (1988). Biochemistry of metallothionein. Biological Chemistry, 17(3), 251-270.
– Yancey, P. H., et al. (2014). Living with high pressures: The adaptive nature of the piezolyte TMAO. BioEssays, 36(11), 1132-1139.
– Muegge, B. D., et al. (2011). Diet drives convergence in gut microbiome functions across mammalian phylogeny and within humans. Science, 332(6032), 970-974
Dr. Hans-Ulrich Jabs, MD, PhD, MACP-ASIM
Facharzt Innere Medizin, Geriater & Biochemiker
KZAR – Kompetenzzentrum Autonome Regulationsmedizin
Hippokrates Kochclub® – Longevity Cuisine
