Der Einfluss der Jahreszeit auf unser Immunsystem

Wie Vitamin D, die Ernährung, Heizungsluft, Pollen und Schadstoffe auf unsere Körperabwehr einwirken. (Teil 2)

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In der letzten Woche (Opens in a new window) beschäftigte sich „Taktvoll“ mit dem Einfluss der Tageslänge auf unser Immunsystem. Haben etwa Viren in den dunklen Jahreszeiten leichtes Spiel, weil unsere Körperabwehr nicht ganz so fit ist? Es ging um das Melatonin, das „Schlafhormon“, das in Herbst und Winter laut einiger Studien einen eher förderlichen Effekt auf die Körperabwehr hat.

Wie sieht es aus mit dem Vitamin D, der Ernährung, Pollenbelastung und Heizungsluft – was machen diese Einflüsse mit unserer Immunabwehr?

Einfluss der Tageslänge und von Vitamin D auf die Immunfunktion

Unter Einwirkung von Sonnenlicht wird in der Haut aus Vorstufen Vitamin D gebildet. Die meisten von uns haben daher am Ende des Sommers die höchsten, am Ende des Winters die niedrigsten Spiegel (Opens in a new window) des Vitamins im Blut. Wirken sich diese Schwankungen, wirkt sich ein Vitamin-D-Mangel auf die Immunabwehr aus?

Menschen, die häufig unter Infektionen der oberen Atemwege leiden, haben meist niedrige Vitamin-D-Spiegel. Ob es sich bei diesen Beobachtungen um einen ursächlichen Zusammenhang handelt, können solche Assoziationsstudien zwar nicht belegen. Laut mehrerer klinischer Studien verringert aber die zusätzliche Gabe von Vitamin D, die Häufigkeit von Atemwegsinfekten, ein weiterer Hinweise für die positive Wirkung von Vitamin D auf die Immunabwehr.

Vitamin-D beeinflusst die Immunfunktion, alle Abwehrzellen haben zumindest Rezeptoren für Vitamin D auf ihrer Zelloberfläche. Bei Mäusen hemmt (Opens in a new window) ein Vitamin-D-Mangel eine wichtige Gruppe von Fresszellen, die Makrophagen. Sie reifen schlecht, bewegen sich nur eingeschränkt und sind insgesamt gehemmt.

Vitamin-D unterstützt die Immunabwehr offenbar dabei, angemessen auf eine Bedrohung zu reagieren. Unter dem Einfluss von Vitamin-D schütten zum Beispiel die „Dendritischen Zellen“, (das sind Wächterzellen, die gleich zu Beginn einer Abwehraktion aktiv werden und die gesamte Immunreaktion koordinieren) weniger Entzündungsstoffe aus und wirken dadurch einer überschießenden Immunreaktion entgegen.

Manche Forscher vermuten, dass der Mangel an Vitamin D im Winter eine Ursache dafür sein kann, warum sich Autoimmunkrankheiten, bei denen die Immunabwehr körpereigenes Gewebe angreift, in der kalten Jahreszeit oft besonders bemerkbar machen.

Einfluss der Ernährung, Mikro-, Makronährstoffe und des Mikrobioms

Frei lebende Tiere und auch ursprünglich lebende Menschen vor Vorratshaltung und globalem Handel sind/waren auf das Nahrungsangebot angewiesen, das die Natur im Laufe des Jahres bereithält. Die Immunabwehr ist energieaufwändig und auf eine gute Versorgung mit Makro- und Mikronährstoffen angewiesen. Eine dauerhafte Mangel- oder eine Unterernährung wirken sich schwächend auf die Körperabwehr aus und machen anfälliger für Infektionskrankheiten.

Ein wechselndes Nahrungsangebot oder ein unterschiedliches Ernährungsverhalten im Laufe eines Jahres beeinflusst auch die Bakteriengemeinschaft im Darm und damit indirekt auch das Immunsystem. Bei einer Untersuchung von Stuhlproben von 769 Frauen und Männern fanden ukrainische Forschende (Opens in a new window) beispielsweise einen jahreszeitlichen Trend bei der Zusammensetzung des Mikrobioms. Im Sommer tauchten mehr Actinobakterien, dafür weniger Bacteroidetes auf, die Menge an Firmicutes-Bakterien war das ganze Jahr über gleich.

Wie die Bakteriengemeinschaft zusammengesetzt ist, hat einen großen Einfluss darauf, ob die Immunabwehr angemessen auf eine Bedrohung reagieren kann oder nicht. Tatsächlich befindet sich die größte „Abteilung“ an Immunzellen in Reichweite des Verdauungstraktes und ist daher ständig in Kontakt und Austausch mit all den „guten“ Bakterien, die die Darmschleimhaut besiedeln und potenziell gefährlichen Eindringlingen. Eine vielfältige, pflanzenreiche Ernährung fördert die Vielfalt des Mikrobioms. Man sollte versuchen, auch in der kalten Jahreszeit seinen Speiseplan abwechslungsreich zu gestalten.

Einfluss der Temperatur, Hitze schwächt die Immunabwehr

Aus Beobachtungen im Tierexperiment weiß man, dass Teile der Immunabwehr tatsächlich bei sehr hohen Außentemperaturen „schlapp“ machen. Offenbar sind die T-Zellen, genauer die zytotoxischen T-Zellen, die infizierte Zellen oder auch Krebszellen sehr gezielt abtöten können, bei Außentemperaturen über 30 Grad Celsius nicht so munter und effektiv, was sich unter anderem in einer geschwächten Virusabwehr zeigen kann.

Der Immunabwehr zu schaffen macht auch eine andere, nicht natürliche Wärmequelle: die Heizung. Sie kann im Winter für extrem trockene Luft in den Innenräumen sorgen. Wenn die Schleimhäute zu trocken werden, können Erreger leichter über die Atemwege eindringen; der Schleim wird zähflüssiger, den winzigen Flimmerhärchen fällt es immer schwerer den Schleim und die darin enthaltenen Fremdstoffe, Staub, Viren, Bakterien, zum Ausgang zu befördern, abzuwehren.

Mäuse, die in trockener Luft (20% relative Luftfeuchtigkeit) gehalten werden, erkranken viel schwerer an einer Influenza-Grippe als ihre Artgenossen, die bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit leben. Die Schleimhautbarriere inklusive Flimmerhärchen leiden, Fresszellen sind weniger aktiv, Entzündungsprozesse dagegen gesteigert, die Fähigkeit des Gewebes kleine Schäden im Zellverbund rasch zu reparieren, eingeschränkt. Krankheitserreger können leichter eindringen.

Pollen und Schadstoffe stören die Immunabwehr

Eine erhöhte Pollenbelastung in der Luft hemmt die angeborene (Opens in a new window) antivirale Immunabwehr in den Atemwegen, unabhängig davon, ob die Pollen auf den Schleimhäuten eines/einer AllergikerIn landen oder nicht. Viren können sich stärker in den Atemwegen ausbreiten, wenn diese gleichzeitig mit Pollen belastet sind. Das hat ein internationales Forscherteam vor kurzem herausgefunden. Scheinbar hemmt die Anwesenheit der Pollen (über einen bisher unbekannten Mechanismus) die Ausschüttung von Interferon. Das ist ein wichtiger Signalstoff, den Körperzellen sofort nach dem Kontakt mit Viren als Notruf aussenden.

Interferon blockiert die Virusvermehrung und alarmiert andere Immunzellen, die unterstützend herbeieilen. Die Tatsache, dass sich in Mitteleuropa aufgrund des Klimawandels auch die Blühphase vieler allergener, luftbestäubter Pflanzen zum Jahresbeginn hin verschiebt, könnte bedeuten, dass künftig speziell im Frühjahr auch das Risiko für Atemwegsinfekte ansteigen wird“, schreibt die Helmholtz-Gesellschaft (Opens in a new window) in einer Mitteilung zur Studie.

In manchen Regionen steigt die Belastung der Luft besonders in bestimmten Wetterlagen oder im Winter durch den Betrieb von (Kohle)Öfen besonders stark an. Feinstaubpartikel können die Schleimhäute reizen, Entzündungen auslösen. Unter dem Einfluss von Luftschadstoffen sinkt zum Beispiel die Schlagfrequenz und damit Reinigungsleistung der winzigen Flimmerhärchen in der Nasenschleimhaut, die sich normalerweise knapp 12 mal in der Sekunde bewegen.

Genaktivität im Jahreslauf

Wissenschaftler der Universität Cambridge (Opens in a new window) haben Tausende Gene in menschlichem Probenmaterial untersucht und festgestellt, dass rund 5000 davon im Jahresverlauf unterschiedlich aktiv sind. Die jahreszeitlichen Genschwankungen waren bei Menschen, die in der Nähe des Äquators leben (und damit nicht den vier Jahreszeiten ausgesetzt sind) viel weniger ausgeprägt, als bei solchen, die in den USA, Großbritannien, Island oder Australien zu Hause sind.

Unter den zyklisch aktiven Genen sind zahlreiche, die an der Immunabwehr, zum Beispiel der Antikörper-Produktion, mitwirken. Auch die Erbinformation für das Protein ARNTL ist darunter. ARNTL hemmt Entzündungsprozesse und ist laut der Analyse beim Menschen im Sommer aktiver als im Winter.

Die Studie kann zwar nicht ermitteln, ob die erhöhte Aktivität bestimmter Immungene die Ursache oder das Resultat vermehrter Infektionen im Winterhalbjahr ist. Dennoch ist als Tendenz aus der Cambridge-Studie wie auch aus den tierexperimentellen Beobachtungen abzulesen, dass das Immunsystem im Winter angriffslustiger ist als im Sommer.

Die erhöhte Aktivität der Immunabwehr in den gemäßigten Klimazonen im Winterhalbjahr könnte sich als ein evolutionärer Vorteil erwiesen und daher bei zahlreichen Tieren (inklusive des Menschen?) durchgesetzt haben, schlagen der Neurowissenschaftler (Opens in a new window) Zachary Weil und seine Kollegen von der Ohio State University vor. Während längerer Tage im Frühling und Sommer lohne es sich, mehr an Körperenergie in die Fortpflanzung und das Wachstum zu stecken; im Herbst und Winter dagegen, bei kälteren Temperaturen und einem geringeren Nahrungsangebot, erhöhten sich die Überlebenschancen, wenn mehr Ressourcen in die Immunabwehr investiert würden.

Was jeder für seine Immunabwehr tun kann

Im Winter könnte unsere Immunabwehr natürlicherweise also eher in Richtung „angriffslustig(er)“ programmiert sein. Einigem von dem, was die Körperabwehr in der dunklen Jahreszeit oder auch das ganze Jahr über möglicherweise schwächt, können wir aus eigener Kraft entgehen: indem wir uns ausgewogen ernähren, uns viel an der frischen Luft bewegen, genügend schlafen und auf ausreichende Luftfeuchtigkeit in beheizten Räumen achten.

Text: Dr. Ulrike Gebhardt

Taktvoll macht eine kleine Herbstpause. Wir lesen uns in zwei Wochen, am 29. Oktober, wieder 😎.

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