Magnesium heeft diverse functies in het menselijk lichaam. Het is belangrijk voor de ontwikkeling van tanden en botten. Maar het is ook nodig voor het gezond houden van de botten. Deze bevatten ongeveer de helft van het in het lichaam opgeslagen magnesium. Verder heeft een mens magnesium nodig voor een normale functie van zenuwen en spieren. Een gebrek aan dit mineraal leidt bijvoorbeeld vaak tot spierkrampen. Magnesium speelt ook een rol in het metabolisme van kalium en calcium. Onderzoekers van de Universiteit van Bazel hebben nu echter ontdekt dat onder bepaalde omstandigheden een magnesiumtekort juist kan helpen om ziekten te genezen.

Wanneer bacteriën een lichaam binnenkomen, activeren ze onmiddellijk het immuunsysteem. Dat gaat deze ziekteverwekkers te lijf. Het immuunsysteem weet echter meestal niet alle indringers onschadelijk te maken. Een aantal ervan nestelt zich in de cellen nestelt en “verbergt” zich zo voor de afweercellen. Het lichaam heeft echter strategieën ontwikkeld om de verborgen ziektekiemen in bedwang te houden. Dat gebeurt door magnesiumonttrekking. Olivier Cunrath en Prof. Dirk Bumann van het Biocentrum van de Universität Basel hebben ontdekt dat magnesium cruciaal is voor de bacteriële groei in de cellen. Aangezien een magnesiumtekort voor de bacteriën stress betekent, stoppen ze met groeien en vermenigvuldigen ze zich niet verder. Dit magnesiumtekort wordt veroorzaakt door een transporteiwit in de gastheercel: NRAMP1.

Meer artikelen over bacteriën vindt u hier.

Luister nu naar De IO Show!

Elke week het nieuws van Innovation Origins in je oren!

In hun studie, die werd gepubliceerd in het tijdschrift Science, onderzochten de onderzoekers salmonella. Dat veroorzaakt onder andere gastro-intestinale influenza en tyfus. Deze pathogenen nestelen in kleine insluitsels in de macrofagen van het immuunsysteem. “Of, en hoe snel salmonella zich vermenigvuldigt in de insluitsels en zich uiteindelijk verspreidt, hangt sterk af van de functionele efficiëntie van de NRAMP1-transporteur”, schrijven de wetenschappers.

Het is al lang bekend dat NRAMP1 geassocieerd wordt met resistentie tegen infecties, zegt Bumann. Het was echter nooit duidelijk hoe en waarom dit het geval was. “We waren zeer verbaasd over het feit dat dit transporteiwit magnesiumionen uit de celinsluitingen pompt en zo de salmonella neutraliseert. Dit is een compleet nieuw, onverwacht mechanisme.”

© Pixabay

Snakken naar magnesium

Aangezien magnesium een centraal bestanddeel is van veel stofwisselingsenzymen, vertragen bacteriën hun metabolisme en stoppen ze met groeien wanneer magnesium ontbreekt. Eerste auteur Olivier Cunrath noemt magnesium daarom de “Achilleshiel voor intracellulaire pathogenen”. Hoe minder het aanwezig is, hoe meer ze er naar snakken. Ze proberen daarom alle magnesiumopname-systemen te activeren. “Toch slagen ze er niet in om er genoeg van te krijgen. Als de pomp in de gastheercellen defect is, heeft de salmonella genoeg magnesium om snel te groeien.” In hun onderzoek konden de wetenschappers voor het eerst laten zien hoe een pomp in de cellen de binnendringende ziekteverwekkers in toom houdt.

Hoe goed NRAMP1 in een lichaam functioneert, blijkt uit de gevoeligheid voor infecties. Hoe minder NRAMP1 een lichaam vormt, hoe gevoeliger het reageert op ziekteverwekkers. Als het deze transporteur helemaal niet vormt, kunnen al enkele ziekteverwekkers een infectie fataal doen aflopen. Dit geldt zowel voor mensen als voor dieren.

Infecties zijn altijd een “wedstrijd tegen de klok” tussen gastheer en ziekteverwekker, stellen de onderzoekers. Een manier om infecties beter te bestrijden, is door “de magnesiumbalans van de bacteriën met nieuwe geneesmiddelen te veranderen. Op die manier worden “de ziekteverwekkers nog meer te vertraagd”.

Foto omslag: opname met een elektronenmicroscoop van een met salmonella (rood) besmette cel (blauw). (Foto: Universiteit van Bazel, Biozentrum)