RE:Wichtigste Forschung 2015 - 9

Ein neuer Weg, wie die Lebensspanne von Rundwürmern mal eben verdoppelt werden kann:

Longevity: Altering RNA Helicases May Extend Lifespan
http://www.scienceworldreport.com/articl...nd-lifespan.htm

Die Originalstudie:
RNA helicase HEL-1 promotes longevity by specifically activating DAF-16/FOXO transcription factor signaling inCaenorhabditis elegans.
http://www.pnas.org/content/early/2015/07/16/1505451112

Zitat von La_Croix im Beitrag #504

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Studie: Stetiger Einstrom von Kalzium schwächt das Herz
Wissenschaftler haben einen entscheidenden Mechanismus bei der Entstehung chronischer Herzschwäche entdeckt: Ist das Herz dauerhafter Überlastung z.B. durch Bluthochdruck ausgesetzt, lassen zwei bestimmte Proteine unablässig Kalzium in die Muskelzellen einströmen. Dies setzt krankhafte Umbauprozesse des Herzmuskels in Gang.

http://www.heilpraxisnet.de/naturheilpra...z-2015072241406

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Eine Insulinresistenz ist mit einer deutlichen Verschlechterung der Hippocampus-Funktion verknüpft und das Risiko für Alzheimer ist bei dem Vorliegen einer Insulinresistenz erhöht:

Insulin resistance increases risk for Alzheimer's disease, study finds
http://www.sciencedaily.com/releases/201...50727130816.htm

Im Original:

Association of Insulin Resistance With Cerebral Glucose Uptake in Late Middle–Aged Adults at Risk for Alzheimer Disease
http://dx.doi.org/10.1001/jamaneurol.2015.0613

Dem Altern auf den Fersen

Zitat

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Die Frage, warum wir Altern, ist eine der spannendsten Fragen der Menschheit, bislang aber nicht annähernd geklärt. Wissenschaftler am FMP sind der Antwort näher gekommen. In einer Studie konnten sie erstmals zeigen, dass ein bestimmter Bereich einer Zelle, das sogenannte Endoplasmatische Retikulum, im Alter seine oxidative Eigenschaft verliert. Geht dieses Lebenselixier verloren, können viele Proteine nicht mehr korrekt reifen. Zeitgleich reichern sich oxidative Schädigungen in einem anderen Bereich der Zelle an, dem Cytosol. Dieses Wechselspiel war bisher unbekannt und eröffnet ein neues Verständnis vom Altern, aber auch von neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson.

Jede Zelle besteht aus verschiedenen Kompartimenten. Eines davon ist das Endoplasmatische Retikulum (ER). Hier reifen unter anderem Proteine, die in die Blutbahn abgegeben werden, etwa Insulin oder Antikörper des Immunsystems, in einem oxidativen Milieu. Eine Art Qualitätskontrolle, die sogenannte Proteinhomöostase, sorgt dafür, dass das oxidative Milieu aufrechterhalten wird und Disulfidbrücken ausgebildet werden können. Disulfidbrücken formen und stabilisieren die dreidimensionale Proteinstruktur und sind somit essentiell für eine einwandfreie Funktion der sekretorischen, also zum Beispiel ins Blut wandernden Proteine.

Gleichgewicht gerät aus den Fugen

Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie in Berlin konnten nun erstmals zeigen, dass das Endoplasmatische Retikulum im Alter seine oxidative Kraft verliert, wodurch sich das reduzierende/oxidierende Gleichgewicht – kurz Redox – in diesem Kompartiment verschiebt. Damit sinkt die Fähigkeit, die für die korrekte Proteinfaltung so wichtigen Disulfidbrücken auszubilden. In der Folge können viele Proteine nicht mehr korrekt reifen und werden instabil.

Es war zwar bekannt, dass es im Alter zu einer vermehrten Proteinmissfaltung kommt, aber nicht, ob dadurch auch das Redox-Gleichgewicht beeinflusst wird. Ebenso wenig war bekannt, dass der Verlust an oxidativer Kraft im ER auch das Gleichgewicht in einem weiteren Kompartiment der Zelle zum Kippen bringt: Umgekehrt nimmt nämlich das ansonsten Protein reduzierende Cytosol im Alter oxidierende Eigenschaften an, was zu den bekannten oxidativen Proteinschädigungen wie die Freisetzung freier Radikale führt.

„Bislang war völlig unklar, was im Endoplasmatischen Retikulum während des Alterungsprozesses passiert. Diese Frage haben wir nun beantworten können“, sagt Dr. Janine Kirstein, Erstautorin der Studie, die im Fachmagazin EMBO Journal erschienen ist. Gleichzeitig konnten die Wissenschaftler zeigen, dass es eine starke Korrelation zwischen Proteinhomöostase und Redox-Gleichgewicht gibt. „Das ist absolut neu und hilft uns besser zu verstehen, warum sekretierte Proteine wie unsere Antikörper im Alter und nach Stress instabiler werden und an Funktion verlieren. Dies könnte erklären, warum die Immunabwehr im Alter abnimmt“, so die Biologin weiter.

Stress hat gleiche Auswirkungen wie das Alter

Den Verfall der oxidativen Milieus konnten die Forscher auch nach Stress nachweisen. Synthetisierten sie in der Zelle amyloide Proteinfibrillen, die Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson oder Chorea Huntington hervorrufen, setzten sie die gleiche Kaskade in Gang. Außerdem konnten sie zeigen, dass Amyloide, die in einem bestimmten Gewebe synthetisiert werden, auch negative Auswirkungen auf das Redox-Gleichgewicht in einem anderen Gewebe im selben Organismus hat. „Proteinstress führt zu den gleichen Auswirkungen wie das Alter“, erläutert Kirstein. „Insofern sind unsere Erkenntnisse nicht nur für das Altern, sondern auch für neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer interessant.“

Für ihre Experimente nutzte das Forscherteam den Fadenwurm - ein etabliertes Modellsystem, um Alterungsprozesse auf molekularer Ebene zu untersuchen. Da der Fadenwurm transparent ist, konnten die Forscher fluoreszenz-basierte Sensoren verwenden, um die Oxidation in den einzelnen Zellkompartimenten zu messen. Am lebenden Fadenwurm konnte so genau verfolgt werden, wie sich der Redox-Zustand im Alter verändert. Zusätzlich wurde der Einfluss der Proteinaggregation an kultivierten Zellen menschlichen Ursprungs untersucht. Die Daten waren deckungsgleich mit denen im Fadenwurm.

Erkenntnisse für neue diagnostische Biomarker nutzen

„Wir wissen jetzt eine ganze Menge mehr, haben aber auch gelernt, dass Altern wesentlich komplexer ist, als bislang angenommen“, betont Biologin Kirstein. So ist beispielsweise die Übertragung des Proteinfaltungsstress auf das Redox-Gleichgewicht – sowohl innerhalb der Zelle von einem Kompartiment zum anderen als auch zwischen zwei verschiedenen Geweben – noch völlig unklar.

Dennoch ist die Altersforschung durch den Fund aus Berlin ein ganzes Stück weitergekommen, zumal er auch einen praktischen Nutzen verspricht. Das Redox-Gleichgewicht könnte künftig als Basis für neue Biomarker dienen, um sowohl Alterungs- als auch neurodegenerative Prozesse zu diagnostizieren. Janine Kirstein: „Der Ansatz wird momentan sicher weniger zu therapeutischen Zwecken genutzt werden können, aber die Entwicklung diagnostischer Werkzeuge ist durchaus vorstellbar.“

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Quelle:
http://www.fv-berlin.de/news/dem-altern-auf-den-fersen

Primärquelle:
Proteotoxic stress and ageing triggers the loss of redox homeostasis across cellular compartments
http://emboj.embopress.org/content/early.../embj.201591711

Weniger Eisen verlängert das Rundwurm-Leben unter anderem deshalb, weil Mitochondrien besser recycelt werden:

Iron-Starvation-Induced Mitophagy Mediates Lifespan Extension upon Mitochondrial Stress in C. elegans
http://www.sciencedirect.com/science/art...960982215006624

Die durch Kalorienrestriktion erzielbare Langlebigkeit wird hauptsächlich dadurch erzielt, dass der Körper mit weniger Protein auskommen muss. Daher überschneiden sich die Stoffwechselwege von Kalorienrestriktion und Protein- (Methionin-)Restriktion.
Valter D. Longo geht davon aus, dass beide Maßnahmen zu höheren Schwefelwasserstoff-Konzentrationen in den Zellen führen. Die höheren Schwefelwasserstoff-Konzentrationen vermitteln dieser These zufolge die Lebensverlängerung.


CR_PR.jpg - Bild entfernt (keine Rechte)

A Protein Restriction-Dependent Sulfur Code for Longevity
http://www.sciencedirect.com/science/art...09286741401633X

Schwefelwasserstoff (H2S) ist in der Zelle und zwischen den Zellen ein wichtiger Botenstoff, ähnlich wie Stickstoffmonoxid (NO). Beide Signalmoleküle können z.B. Gefäße erweitern und Durchblutung verbeessen. Wahrscheinlich sind auch viele positive Effekte von Knoblauch auf H2s zurückzuführen.

@Tizian

Ja, Arginin und Citrullin sind Stickstoffmonoxid (NO)-Donatoren!

NO und H2S gehören zu den Gasotransmittern, also den gasförmigen Botenstoffen. Sie haben zwar viele gemeinsame Wirkungen, sind aber untereinander nicht austauschbar. Das Zusammenspiel der beiden im Stoffwechsel ist sehr komplex, bei Interesse wäre das sicherlich mal einen Thread wert!

Wenn man an Nahrungsergänzung denkt, ist neben Knoblauchextrakt auch Cystein und N-Acetylcystein für den H2S-Haushalt interessant.

@Scout
Richtig, unter Statintherapie können intensive Sporteinheiten problematisch sein. Statine können bekanntlich ein Q10-Defizit verursachen, und so die Belastbarkeit der Muskelfasern reduzieren.

Im Umkehrschluss:
Wenn Q10 gleichzeitig eingenommen wird, verbessern sich die muskulären Probleme wieder.

Effect of coenzyme q10 on myopathic symptoms in patients treated with statins
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17493470


EDIT: Eine Q10-Einnahme immer mit dem behandelnden Arzt absprechen, Q10 verträgt sich z.B. nicht mit Vitamin K-Antagonisten.

Unter Einnahme von Statinen kann sich die Insulin-Sensitivität verringern
(Das gilt übrigens auch für Fasten und Low-Carb sowie viele CR-Mimetika).
Eine langfristige Kombination aus High-Carb und Statinen könnte aber in der Tat das Auftreten von Typ2-Diabetes fördern.

Möglicherweise schont man sich auch instinktiv vor muskulärerer Ausbelastung, wenn die Muskeln durch Statine etwas weniger belastbar sind?
Weniger Bewegung erhöht ebenfalls das Diabetes-Risiko...

Allerdings muss man das im Gesamtkontext sehen. Statine haben auch viele positive Effekte - wie hier im Forum an verschiedener Stelle schon besprochen.

@Lazarus Long
Wenn ich deine Forenbeiträge so lese, dann ernährst du dich eher Low-Carb und nimmst zudem Metformin ein?
Dadurch hast du bereits zwei Maßnahmen gegen zu hohe Blutzuckerwerte im Programm!

P.S.: Q10 würde sich übrigens ebenfalls blutzuckersenkend auswirken.
Den Q10-Thread hatten wir hier: RE:Coenzym Q10

Hat dein Hausarzt Bedenken gegen Q10 geäußert?

Astragalus-Polysaccaride verlängern die Lebensspanne von Rundwürmern:

miR-124/ATF-6, A Novel Lifespan Extension Pathway of
Astragalus Polysaccharide in Caenorhabditis Elegans
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jcb.24961/pdf

Gängige Theorien über Krebserkrankungen behaupten sinngemäß, dass sich im Laufe des Lebens immer mehr Schäden in der Erbsubstanz der Zellen ansammeln, bis irgendwann eine Krebszelle entsteht. Oft unausgesprochen steckt dahinter die Annahme, dass die Biologie nun mal nicht perfekt arbeiten würde. Habe ich noch nie so richtig geglaubt...

Jetzt kündigt sich ein Paradigmenwechsel an. Die neue These lautet: Krebsentstehung wird normalerweise aktiv unterdrückt, und erst wenn das Milieu der gesunden Zellen nicht mehr die Oberhand hat, wird Krebsentstehung überhaupt möglich. Das Rauchen das gesunde Milieu schädigt - klar. Die Hauptursache dieses Milieuwechsels ist aber nach wie vor die biologische Alterung!

Die Autoren schlussfolgern, dass man in der Onkologie neben der Bekämpfung der Krebszellen auch das Mileu der gesunden Zellen wieder herstellen sollte! Macht Sinn.

Ach ja, sehr interessant auch diese Aussage:

Zitat

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We can avoid some of these tissue changes by lifestyle choices, such as by not smoking. Unfortunately, we can't put off aging forever. But there may be features of the tissue landscape that, with new therapies and new understanding, could be reinforced in ways resist cancer better, longer.

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Sicher? Und was wäre mit Krebserkrankungen, wenn die Alterung an sich therapiert wird?


Evolution, not just mutation, drives development of cancer
http://www.sciencedaily.com/releases/201...50721134835.htm

Im Original:
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1501713112

Hat sich das Herz erst einmal gebildet, wird das vorher vorhandene Regenerationspotential der Herzmuskelzellen bei Menschen aktiv abgeschaltet:

Developmental alterations in centrosome integrity contribute to the post-mitotic state of mammalian cardiomyocytes
http://elifesciences.org/content/early/2.../06/eLife.05563

Diesen Mechanismus zu knacken, würde die Behandlung von Herzkrankheiten entscheidend verändern!