Mechanismen der Lebensverlängerung durch D-Glucosamin und Ritalin

Priebs, Josephine GND

Die Kalorienrestriktion gehört zu den überzeugendsten Interventionen zur Verlangsamung des Alterungsprozesses und zur Steigerung der Lebenserwartung. Durch eine Behandlung mit pharmakologischen Substanzen D-Glucosamin (GlcN) und Ritalin konnte der metabolische Zustand einer Kalorienrestriktion simuliert und eine Lebensverlängerung in C. elegans beobachtet werden. Eine Inkubation mit GlcN führte zu einer Verminderung der intrazellulären Glukoseverstoffwechselung und eine Behandlung mit Ritalin zu einer reduzierten Nahrungsaufnahme. Dabei scheint die verringerte Nahrungszufuhr durch Ritalin aus dessen Hemmung des Dopamintransporters und einem verstärkten Dopaminsignal zu resultieren. Folglich führte eine Inkubation mit GlcN und Ritalin zunächst zu einem ATP-Abfall, wodurch die AMPK zum Ausgleich des Energiedefizits aktiviert wurde. Die Phosphorylierung der AMPK/AAK-2 verstärkte die mitochondriale Biogenese, sodass durch die vermehrte oxidative Phosphorylierung in der Atmungskette der ATP-Gehalt wieder ausgeglichen wurde. Aus der damit einhergehend verstärkten Respiration resultierte eine erhöhte Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), welche nachfolgend die Stresskinase p38 MAPK/PMK-1 aktivierte. Abhängig von den Transkriptionsfaktoren NRF2/SKN-1 und FOXO/DAF-16 wurde eine verstärkte Aktivität der antioxidativ wirkenden Enzyme Superoxiddismutase und Katalase beobachtet, wodurch ein ROS-Abfall nach langfristiger Inkubation der Substanzen erklärt werden könnte. Der initiale ROS-Anstieg war dabei für die GlcN- und Ritalin-vermittelte Lebensverlängerung notwendig, da durch eine Supplementierung mit Antioxidantien dieser Effekt aufgehoben wurde. Diese Erkenntnisse stützen die Theorie der Mitohormesis, die besagt, dass eine kurzzeitig induzierte ROS-Produktion in den Mitochondrien eine langfristig gesteigerte oxidative Stressresistenz bewirkt, welche für eine gesundheitsfördernde bzw. lebensverlängernde Wirkung verantwortlich ist.

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Priebs, Josephine: Mechanismen der Lebensverlängerung durch D-Glucosamin und Ritalin. 2014.

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