Zusammenfassung – Kalorienrestriktion ist seit langem für ihre gesundheitlichen Vorteile und die Verlängerung der Lebensdauer bekannt, doch viele ihrer Wirkungsweisen, insbesondere in Bezug auf den Schutz des Gehirns, bleiben ein Rätsel. Aktuelle Entdeckungen am Buck-Institut haben eine Rolle des Gens OXR1 aufgedeckt, das sowohl für die Lebensverlängerung durch Diätbeschränkung als auch für gesundes Altern des Gehirns unerlässlich ist.
Kenneth Wilson, Ph.D., Postdoktorand am Buck und Erstautor der Studie, betont die unerwartete Auswirkung von Ernährungsgewohnheiten auf die Gehirngesundheit. “Wenn Menschen ihre Nahrungsaufnahme einschränken, denken sie vielleicht an Auswirkungen auf die Verdauung oder Fettansammlung, aber nicht unbedingt an das Gehirn”, sagt er. Die Studie, veröffentlicht am 11. Januar 2024 in Nature Communications, zeigt, dass OXR1 im Gehirn wesentlich ist und auf tiefere Zusammenhänge zwischen Ernährung und neuronalem Wohlbefinden hindeutet.
Neuroprotektion und Alterung: Die Rolle der Ernährung
Die Forschung des Buck-Teams, durchgeführt an Fruchtfliegen und menschlichen Zellen, zeigt, wie Ernährungsrestriktion das Altern verzögern und den Fortschritt neurodegenerativer Erkrankungen verlangsamen kann. Diese Arbeit identifiziert potenzielle therapeutische Ansätze, um das Altern und damit verbundene neurologische Erkrankungen zu bekämpfen.
Professor Pankaj Kapahi, Ph.D., Mitautor der Studie, hebt eine neuronenspezifische Reaktion hervor, die den neuroprotektiven Effekten der Ernährungsrestriktion zugrunde liegt. “Strategien wie intermittierendes Fasten oder Kalorienrestriktion, die Nährstoffe einschränken, können die OXR1-Levels erhöhen und damit schützende Effekte vermitteln”, erklärt er. Professor Lisa Ellerby, Ph.D., ergänzt, dass OXR1 ein wichtiger Faktor für die Resilienz des Gehirns gegen Alterung und neurologische Krankheiten ist.
Die Studie begann mit der Untersuchung von etwa 200 Fruchtfliegenstämmen mit verschiedenen genetischen Hintergründen, die entweder normal oder kalorienreduziert ernährt wurden. Dabei wurden fünf Gene identifiziert, darunter “mustard” (mtd) bei Fliegen und “Oxidation Resistance 1” (OXR1) beim Menschen und bei Mäusen, die die Langlebigkeit unter Kalorienrestriktion signifikant beeinflussen. Der Verlust von OXR1 beim Menschen führt zu schweren neurologischen Defekten und vorzeitigem Tod. Bei Mäusen verbessert zusätzliches OXR1 das Überleben in einem Modell der amyotrophen Lateralsklerose (ALS).
Der Zusammenhang zwischen Gehirnalterung, Neurodegeneration und Lebensdauer wird anhand der Rolle von OXR1 im Retromerkomplex, der für das Recycling zellulärer Proteine und Lipide von entscheidender Bedeutung ist, weiter erforscht. Wilson bemerkt: „Das Retromer ist in Neuronen von Bedeutung, da es über das Schicksal der Proteine entscheidet, die in die Zelle gelangen.“ Funktionsstörungen in diesem Komplex stehen im Zusammenhang mit Alzheimer und Parkinson, Krankheiten, die durch eine eingeschränkte Ernährung gelindert werden.
Die Ergebnisse des Teams zeigen, wie eine Einschränkung der Ernährung die Gehirnalterung über die Rolle von mtd/OXR1 bei der Aufrechterhaltung der Retromerfunktion verlangsamt. „Weniger essen verbessert die Sortierung von Proteinen in Zellen, indem es die OXR1-Expression steigert“, schließt Wilson.
Die Studie eröffnet neue Wege: Forscher wollen nun Verbindungen finden, die den OXR1-Spiegel erhöhen und so möglicherweise die Alterung des Gehirns verzögern und die Lebensdauer verlängern.
