Mitochondrien, die „Kraftwerke“ in unseren Körperzellen, sind ganz wesentlich am Kampf gegen viele Krankheiten beteiligt. Das fand ein Forscher der University of Virginia School of Medicine heraus, der zeigen konnte, wie die Zellen das reibungslose Funktionieren der Mitochondrien bewerkstelligen.
Die Forschung von Zhen Yan, PhD und Kollegen beschäftigt sich mit der zellulären Problemerkennung und Qualitätskontrolle für das Funktionieren der Mitochondrien. Diese, salopp „Kraftwerke“ bezeichneten, genetisch autonomen (ihre DNA wird von der Mutter vererbt) Strukturen sind für die Energieproduktion unerlässlich und ihre Fehlfunktion ist mit vielen Krankheiten – wie wie Diabetes, Herzinsuffizienz und Alzheimer – assoziiert.
Das Team um Yan entdeckte spezielle Sensoren in der Mitochondrienmembran, die energetischen Stress (z.B. Sport oder Fasten) detektieren und signalisieren, dass beschädigte Mitochondrien abgebaut werden müssen. Dieser wichtige Reinigungsprozess wird als Mitophagie“ bezeichnet und seine Existenz wurde bereits vor mehr als 100 Jahren vermutet. Yans neue Forschungsarbeit bietet lang gesuchte Antworten darauf, wie dieser Prozess funktioniert..
Das Team fand heraus, dass die mitochondrialen Sensoren, die als „mitoAMPK“ bekannt sind, in verschiedenen Geweben in leicht unterschiedlichen Formen existieren. Ein Typ schien beispielsweise im Skelettmuskel besonders aktiv zu sein, die Vielfalt der Sensoren erwies sich als „unerwartet komplex“. Sie beschreiben weiter, wie diese Sensoren ein lebenswichtiges Schadenskontrollsystem darstellen, das unsere zelluläre Energieversorgung sicherstellt.
Ein spannendes Ergebnis der Studie zeigt, dass bei Mäusen die Behandlung mit Metformin (einem Anti-Diabetes Medikament) mitoAMPK Sensoren in den Skelettmuskeln aktiviert – und zwar nur dort. Der Befund erklärt, warum regelmäßiger Sport – über die Aktivierung von mitoAMPK und die mitochondriale Qualitätskontrolle – so wirksam bei der Vorbeugung und Behandlung von beispielsweise Diabetes ist. Denn solche chronische Erkrankungen gehen mit einer Anhäufung von dysfunktionalen Mitochondrien in unserem Körper einher.
Diese neuen Erkenntnisse werden nicht nur das Verständnis vom Einfluss des mitochondrialen Funktion auf das Wohlbefinden des Einzelnen stärken, sondern auch den Fokus auf neue Therapien bringen.
Das Team hat genetische Modelle entwickelt, um die wichtigsten Schritte der mitoAMPK-Aktivierung zu bestimmen, und es ist auf dem Weg, jene Moleküle zu entdecken, die von mitoAMPK kontrolliert werden. Es ist eine weitere Erkenntnis im Bereich der Sensorsysteme in unserem Körper.
Und jedenfalls bleibt als „take-home message“: regelmäßig bewegen! (und was G’scheites essen)
