© Universität Basel, Biozentrum

Magnesium hat im menschlichen Körper die verschiedensten Aufgaben. Es ist wichtig für den Aufbau von Zähnen und Knochen und auch für einen gesunden Erhalt der Knochen, die rund die Hälfte des im Körper gespeicherten Magnesiums enthalten. Desweiteren auch für eine normale Funktion von Nerven und Muskeln. So führt ein Mangel an diesem Mineralstoff unter anderem häufig zu Muskelkrämpfen. Außerdem spielt Magnesium unter anderem auch beim Stoffwechsel von Kalium und Kalzium eine Rolle. Forscher der Universität Basel haben nun aber herausgefunden, dass ein Mangel an Magnesium unter bestimmten Umständen dabei helfen kann, Krankheiten zu kurieren.

Wenn Bakterien in einen Körper eindringen, aktivieren sie sofort das Immunsystem, das diese Krankheitserreger dann bekämpft. Meist erwischt das Immunsystem aber nicht alle Eindringlinge, weil sich ein paar in den Zellen einnisten und sich so „verstecken“ und so von den Abwehrzellen übersehen werden. Allerdings hat der Körper Strategien entwickelt, um die versteckten Keime in Schach zu halten: Entzug von Magnesium, denn Olivier Cunrath und Prof. Dirk Bumann am Biozentrum der Universität Basel haben nun herausgefunden haben, dass Magnesium für das Bakterienwachstum im Zellinneren entscheidend ist. Da Magnesiummangel für die Bakterien Stress bedeutet, hören sie auf zu wachsen und vermehren sich nicht weiter. Dieser Magnesiummangel wird von der Wirtszelle durch ein Transportprotein, das NRAMP1, erzeugt.

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In ihrer Studie, die im Fachmagazin Science veröffentlicht wurde, haben die Forscher Salmonellen untersucht, die unter anderem Magen-Darm-Grippe und Typhus verursachen. Diese Erreger nisten sich in kleinen Einschlüssen in den Fresszellen des Immunsystems ein. „Ob und wie schnell sich die Salmonellen in den Einschlüssen vermehren und sich schließlich weiterverbreiten, hängt stark von der Funktionstüchtigkeit des NRAMP1-Transporters ab“, schreiben die Wissenschaftler.

Dass NRAMP1 mit der Widerstandsfähigkeit gegen Infektionen in Verbindung steht, sei schon lange bekannt, sagt Bumann. Das Wie und Warum, sei aber nie ganz klar gewesen. „Wir waren sehr von der Tatsache überrascht, dass dieses Transportprotein Magnesiumionen aus den Zelleinschlüssen herauspumpt und die Salmonellen so ruhigstellt. Das ist ein ganz neuer, unerwarteter Mechanismus.“

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Heißhunger nach Magnesium

Nachdem Magnesium ein zentraler Bestandteil vieler Stoffwechselenzyme ist, fahren Bakterien ihren Stoffwechsel herunter und hören auf zu wachsen, wenn das Magnesium fehlt. Erstautor Olivier Cunrath bezeichnet Magnesium deshalb auch als „Achillesferse für intrazelluläre Erreger“. Je weniger davon vorhanden sei, desto mehr würden sie danach lechzen und sämtliche Aufnahmesysteme für Magnesium aktivieren. „Trotzdem schaffen sie es nicht, genug davon zu bekommen. Ist die Pumpe in den Wirtszellen hingegen defekt, haben die Salmonellen genügend Magnesium, um schnell zu wachsen.“ Die Wissenschaftler konnten im Rahmen ihrer Studie zum ersten Mal zeigen, wie eine Pumpe in den Zellen die eingedrungenen Erreger in Schach hält.

Wie funktionstüchtig NRAMP1 in einem Körper ist, zeigt sich daran, wie anfällig jemand für Infektionen ist. Je weniger NRAMP1 ein Körper bildet, desto empfindlicher reagiert er gegenüber Erregern, bildet er diesen Transporter gar nicht, genügen bereits sehr wenige Erreger, um die Infektion tödlich verlaufen zu lassen. Das gilt übrigens sowohl für Menschen als auch für Tiere.

Infektionen seien immer ein „Wettkampf auf Zeit“ zwischen Wirt und Erregern, betonen die Forscher. Ein Weg, um Infektionen besser bekämpfen zu können und dem Wirt zu helfen, die Infektion zu besiegen, sei es, „den Magnesiumhaushalt der Bakterien mit neuen Medikamenten zusätzlich zu verändern, um „die Erreger noch stärker auszubremsen“.

Titelbild: Elektronenmikroskopische Aufnahme einer mit Salmonellen (rot) infizierten Fresszelle (blau). (Bild: Universität Basel, Biozentrum)

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Über den Autor

Author profile picture Petra Wiesmayer ist seit mehr als 25 Jahren als Journalistin und Autorin tätig. Sie hat bis heute hunderte Interviews mit Prominenten aus Entertainment, Sport und Politik geführt und zahllose Artikel über Entertainment und Motorsport für internationale Medien recherchiert und verfasst. Als großer Science-Fiction-Fan ist sie fasziniert von Technologien, die die Zukunft der Menschheit mitbestimmen könnten und liest und schreibt gerne darüber.