Kalorienbeschränkungen Langsames Altern durch Enzymweg
In der Tat ist gut dokumentiert, dass eine Diät mit konstant weniger Kalorien den Alterungsprozess dramatisch verlangsamen und die Gesundheit im Alter verbessern kann.
Es ist jedoch größtenteils ein Rätsel geblieben, wie eine reduzierte Ernährung auf der grundlegendsten Ebene den Stoffwechsel und die Physiologie beeinflusst, um den altersbedingten Rückgang von Geweben und Zellen abzumildern.
Jetzt könnte eine neue Laborstudie eine Antwort auf das Rätsel gefunden haben.
Ein Team von Wissenschaftlern der University of Wisconsin-Madison und ihre Kollegen haben einen molekularen Weg entdeckt, von dem angenommen wird, dass er eine Schlüsseldeterminante für den Alterungsprozess darstellt.
Das Ergebnis hilft nicht nur, die Kaskade von Ereignissen zu erklären, die zum Altern beitragen, sondern bietet auch eine rationale Grundlage für die Entwicklung von Interventionen, Medikamenten, die das Altern verzögern und zu einer besseren Gesundheit im Alter beitragen können.
Die Studie ist in der Zeitschrift zu finden Zelle.
"Wir nähern uns immer mehr einem guten Verständnis der Funktionsweise der Kalorienreduzierung", sagte Dr. Tomas A. Prolla, UW-Madison-Professor für Genetik und leitender Autor des neuen Zelle Studie.
"Diese Studie ist der erste direkte Beweis für einen Mechanismus, der den Anti-Aging-Effekten zugrunde liegt, die wir unter Kalorieneinschränkung beobachten."
Die Wisconsin-Studie konzentriert sich auf ein Enzym namens Sirt3, eines aus einer Familie von Enzymen, die als Sirtuine bekannt sind und in früheren Studien zum Alterungsprozess, zur Gentranskription, zum programmierten Zelltod und zur Stressresistenz unter kalorienreduzierten Bedingungen beteiligt waren.
Bei Säugetieren, einschließlich Menschen, gibt es sieben Sirtuine, die einen weitreichenden Einfluss auf das Zellschicksal und die Physiologie zu haben scheinen.
Sirt3 wurde weniger untersucht als andere Mitglieder der Sirtuin-Familie, aber die neue Studie liefert "den ersten eindeutigen Beweis dafür, dass Sirtuine bei Säugetieren eine Anti-Aging-Wirkung haben", so John M. Denu, Ph.D., von UW-Madison Wisconsin Institute for Discovery und leitender Autor des Berichts.
Das Sirt3-Enzym, erklärt Denu, wirkt auf Mitochondrien, Strukturen in Zellen, die Energie produzieren und die Quellen hochreaktiver Formen von Sauerstoff sind, die als freie Radikale bekannt sind und die Zellen schädigen und die Auswirkungen des Alterns fördern. Unter kalorienreduzierten Bedingungen steigt der Sirt3-Spiegel an, verändert den Stoffwechsel und führt zu weniger freien Radikalen, die von Mitochondrien produziert werden.
"Dies ist die stärkste und direkteste Verbindung, die die Kalorieneinschränkung durch Mitochondrien bewirkt", sagte Prolla, der seit mehr als einem Jahrzehnt die Auswirkungen kalorienreduzierter Diäten auf Alterung und Gesundheit untersucht.
"Sirt3 spielt eine überraschend wichtige Rolle bei der Neuprogrammierung von Mitochondrien, um mit einem veränderten Stoffwechselzustand unter Kalorieneinschränkung fertig zu werden."
Laborforscher verwendeten ein Mausmodell, das einen altersbedingten Hörverlust aufweist, ein Phänomen, das mit einer Schädigung der Zellen der Cochlea durch freie Radikale verbunden ist, einer Struktur im Innenohr, die Schallschwingungen in Nervenimpulse umwandelt.
Altersbedingter Hörverlust ist beim Menschen häufig und wird beispielsweise durch Ultraschall-Klingeltöne für Mobiltelefone veranschaulicht, die nur sehr junge Menschen hören können, da die Zellen, die die höchsten Frequenzen erfassen, als erste gehen.
"Hörverlust ist mit dem Verlust bestimmter Zelltypen in der Cochlea verbunden", sagte Prolla, dessen frühere Arbeit einen genetischen Zusammenhang mit Zelltod und altersbedingtem Hörverlust herstellte. "Und Hörverlust wird durch Kalorieneinschränkung verhindert."
In Begleitexperimenten in kultivierten Zellen und detailliert in der Zelle Berichten zufolge zeigen das Wisconsin-Team und seine Kollegen, dass erhöhte Sirt3-Spiegel die Zellen vor Zellstress und Tod durch freie Radikale schützen.
"Sirt3 reicht aus, um vor oxidativen Schäden zu schützen", sagte Denu.
Obwohl Sirtuine ausgiebig untersucht wurden und von vielen Wissenschaftlern als eine Rolle beim Altern angesehen werden, ist die neue Studie die erste, die die Enzyme endgültig mit der Verlangsamung des Alterungsprozesses bei Säugetieren verknüpft.
Laut Denu kann die Kenntnis der molekularen Grundlagen der Wirkungsweise der Sirtuin-Enzyme letztendlich zur rationalen Entwicklung von Arzneimitteln führen, die die Wege von Enzymen wie Sirt3 aktivieren, um den Alterungsprozess zu verlangsamen.
Quelle: Universität von Wisconsin-Madison
