Entschlüsselung eines interozeptiven Signalpfades zur Steuerung der Nahrungsproteinaufnahme im Rahmen des Genesungsprozesses.

• Antragsteller: Dr. Nikolai Pirmin Jaschke, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus ; Ernährungswissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 570662403

Die exakte Definition einer ‚gesunden‘ Ernährung bleibt ungeklärt. Obwohl diätetische Interventionen lange als hilfreiches Mittel zur Unterstützung des Genesungsprozesses nach akuten Erkrankungen galten, so haben klinische Studien rezent demonstriert, dass eine exzessive Exposition gegenüber gewissen Nährstoffen in solchen Szenarien schädlich sein kann. Warum bestimmte Nährstoffe in manchen Szenarien toxisch sind und ob Mechanismen existieren, die solch eine Exposition physiologisch verhindern, bleibt unverstanden. Das Ziel dieses Projektes ist die mechanistische Entschlüsselung eines interozeptiven Signalpfades, der den Konsum von Nahrungsprotein während des Genesungsprozesses limitiert. Die Daten des Antragsstellers zeigen, dass Mäuse den Konsum von Nahrungsprotein im Rahmen des Genesungsprozesses strikt kontrollieren. Es wurden drei diätetische Aminosäuren (AA) identifiziert, deren oraler Konsum eine besonders starke Ammoniak Akkumulation in vivo nach sich zieht. Diese drei AA sind für die beobachtet Aversion gegenüber Nahrungsprotein notwendig, sowie suffizient um eine Anorexie auszulösen. Der ‚Wasabi Rezeptor‘ TRPA1 ist für die Detektion von Ammoniak, sowie den Appetite-hemmenden Effekt von Nahrungsprotein erforderlich. Die Aktivierung von TRPA1 durch Ammoniak bzw. Proteinkonsum induziert neuronale Aktivität im Hirnstamm. Es bleibt jedoch unklar, welcher TRPA1 exprimierende Zelltyp diese Effekte vermittelt; wo im Körper Ammoniak primär gebildet wird; wie die Detektion von Ammoniak an das Gehirn weitergeleitet wird; welche Neurone diese Signale integrieren, warum der Metabolismus von Ammoniak während des Genesungsprozesses verändert ist und ob eine freiwillige Restriktion von Nahrungsprotein während der Genesung auch im Menschen beobachtet werden kann. Dieses Projekt soll daher 1.) die anatomische Lokalisation und das zelluläre Substrat der Ammoniak Detektion durch TRPA1 aufklären, 2.) die molekulare Identität und Funktion der Protein- und Ammoniak-responsiven Hirnstamm Neurone enthüllen, 3.) die Physiologie der Ammoniakgeneration und -entgiftung während des Genesungsprozesses entschlüsseln, sowie 4.) explorieren, ob die enge Kontrolle von Nahrungsprotein im Rahmen des Genesungsprozesses zwischen Maus und Mensch konserviert ist. Die Hypothese des Bewerbers besagt, dass Enterochromaffine Zellen des Darms lokal gebildeten Ammoniak über TRPA1 detektieren. Dies löst eine Sekretion von Serotonin und folglich eine Aktivierung von neuronalen Afferenzen aus, welche letztlich auf den Hirnstamm konvergieren. Dieser Mechanismus limitiert die weitere Aufnahme von AA, wenn lokale Ammoniakspiegel bereits einen kritischen Wert erreicht haben. Dieser besondere Mechanismus synchronisiert die Aufnahme von diätetischen AA mit der Entgiftungskapazität des Wirts, wobei letztere im Rahmen des Genesungsprozesses gesättigt ist. Diese Studie wird systematisch einen Appetit-regulierenden Darm-Gehirn-Pfad mit potenzieller therapeutischer Relevanz untersuchen.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Gruppen
• Großgeräte: Climatic chambers