Bewegung erhöht das zelluläre Recycling
Bewegung fördert das zelluläre Recycling bei Mäusen. Könnte dies der Grund sein, warum Bewegung auch gut für HK ist – oder sogar helfen, Medikamente zu entwickeln?
Wir wissen, dass Bewegung das Fortschreiten der Symptome bei HK-Mäusen verlangsamt, aber wir wissen nicht, warum. Neue Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass Bewegung einen zellulären Recyclingprozess in der Mausmuskulatur fördert. Diese Erkenntnisse könnten unser Verständnis von HK verbessern und helfen, Medikamente zu entwickeln.
Anlage und Umwelt
Alle Krankheiten resultieren aus „Anlage und Umwelt“ – oft komplexen Kombinationen aus genetischen und Umweltfaktoren. Als vor über einem Dutzend Jahren entdeckt wurde, dass selbst eine Erbkrankheit wie die Huntington-Krankheit bei Mäusen durch verstärkte geistige und körperliche Bewegung verzögert werden konnte, hatte dies erhebliche Auswirkungen darauf, wie wir solche Krankheiten verstehen.
Bis zu diesem Zeitpunkt galt HK als Fall von genetischem „Determinismus“. Diese Befunde bei Mäusen, später durch Studien an HK-Familien gestützt, zeigten, dass Umweltfaktoren auch eine wichtige Rolle bei genetischen Krankheiten spielen können, was neue Ansätze zur Verzögerung des Beginns und möglicherweise zur Verlangsamung des Fortschreitens von HK nahelegt.
Warum ist Bewegung vorteilhaft?
Ein Schlüsselfaktor in diesen frühen Mausstudien war die Verstärkung der körperlichen Bewegung. Wir wissen seit langem, dass vermehrte Bewegung gut für den Körper ist, aber neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass sie auch gut für das Gehirn ist und vor bestimmten neurologischen und psychiatrischen Störungen schützt. Ein wichtiger Aspekt solcher Entdeckungen ist es, herauszufinden, wie Bewegung dem Körper und Gehirn nützt. Wenn wir das herausfinden könnten, könnten wir es nutzen, um neue Therapien zur Vorbeugung oder Verlangsamung der Krankheit zu entwickeln.
Erhöhte körperliche Bewegung hat sich als vorteilhaft für eine Reihe verschiedener Krankheiten erwiesen, einschließlich Stoffwechselstörungen wie Diabetes. In Bezug auf das Gehirn gibt es eine Reihe von Krankheiten, bei denen eine verstärkte Bewegung von Vorteil ist, darunter die Alzheimer-Krankheit und andere Formen von Demenz. Wir verstehen jedoch immer noch nicht vollständig, wie Bewegung ihre verschiedenen positiven Auswirkungen auf Gehirn und Körper entfaltet.
Autophagie
Jüngste Arbeiten eines Forscherteams der University of Texas unter der Leitung von Dr. Beth Levine gehen der Frage nach, wie Bewegung den Körper beeinflussen könnte.
Die wichtige Entdeckung, die sie gemacht haben, ist, dass Bewegung einen Prozess innerhalb von Zellen beeinflussen kann, der „Autophagie“ genannt wird. Autophagie ist wie ein Recyclinghof innerhalb von Zellen, der sicherstellt, dass nicht richtig funktionierende Moleküle aus dem System entfernt und durch funktionierende ersetzt werden.
Um einen solch wichtigen Prozess innerhalb von Zellen zu verstehen, müssen wir kurz die atemberaubende Komplexität der Moleküle betrachten, die in jeder Zelle unseres Körpers vorhanden sind. Jede Zelle enthält eine Kopie der 3 Milliarden „Buchstaben“ in unserem Genom. Diese Buchstaben kodieren für über 20.000 Gene, die jeweils der Zelle sagen, wie sie Proteine herstellen soll.
„Erhöhte Bewegung bei normalen Mäusen fördert die Autophagie in Muskelzellen“
Eine einzelne Zelle kann Zehntausende verschiedener Proteine enthalten, jedes mit seinen eigenen einzigartigen Strukturen und Funktionen. Zellen verfügen über eine Maschinerie, die alte oder fehlgebildete Proteine abbaut und recycelt, um die Zellen gesund zu halten. Autophagie ist ein wichtiger Aspekt dieses zellulären Recyclingprozesses.
Autophagie bei HK
Es ist bekannt, dass die Autophagie bei einer Reihe von Hirnerkrankungen, einschließlich Huntington, Fehlfunktionen aufweist. Darüber hinaus deuten jüngste Erkenntnisse darauf hin, dass ein künstliches Erhöhen der Autophagie, zum Beispiel durch die Verwendung eines spezifischen Medikaments, in HK-Modellen hilfreich sein kann, möglicherweise aufgrund einer effizienteren Entfernung toxischer Proteinfragmente.
Deshalb ist alles, was die Autophagie verändert, für HK-Forscher von Interesse.
Eine Verbindung zwischen Bewegung und Autophagie?
Levines neue Erkenntnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature, zeigen, dass erhöhte Bewegung bei normalen Mäusen die Autophagie in Muskelzellen der Gliedmaßen und des Herzens fördert. Sie konnten auch Schlüsselmoleküle identifizieren, die an diesem Phänomen in Zellen beteiligt sind. Als sie diese molekularen Mechanismen störten, konnten die Mäuse die positiven Effekte der verstärkten Bewegung nicht nutzen.
Die Fütterung von Mäusen mit einer fettreichen Ernährung kann Stoffwechselveränderungen bei der Zuckerverarbeitung verursachen. Bewegung kann helfen, diesen ernährungsbedingten Problemen entgegenzuwirken, und Levines Team zeigte, dass erhöhte Autophagie an diesem positiven Aspekt der Bewegung beteiligt war.
Genetisch veränderte Mäuse, die diese vorteilhafte Zunahme der Autophagie nicht durchlaufen konnten, zeigten auch eine reduzierte Bewegungsausdauer, was darauf hindeutet, dass die Beziehung zwischen Bewegung und zellulärem Recycling tiefgreifend ist und in beide Richtungen zu wirken scheint.
Was bedeutet das für HK?
Die Ergebnisse sind am relevantesten für Stoffwechselstörungen wie Diabetes. Diese Studie könnte jedoch auch für Hirnerkrankungen relevant sein. Was könnte also die wichtigste Erkenntnis für die HK-Forschung sein?
Wir wissen, dass erhöhte körperliche Aktivität positive Auswirkungen auf HK-Tiere haben kann. Dies könnte durch eine Reihe verschiedener Prozesse geschehen, einschließlich direkter Auswirkungen auf das Gehirn, Muskeln, Blut, Immunsystem und andere Organe.
Eine Implikation solcher früherer Studien ist, dass, wenn wir verstehen können, wie erhöhte kognitive Stimulation und körperliche Bewegung positive Effekte verursachen, auf molekularer und zellulärer Ebene, dies zu Umwelt-Mimetika führen könnte – Medikamenten, die die positiven Effekte der Umweltstimulation nachahmen oder verstärken.
Umwelt-Mimetika könnten Zellen, Organen, Körpern und Gehirnen einen dringend benötigten Schub verleihen.
Wichtig ist, dass diese neue Arbeit zur Autophagie neue Einblicke in die Auswirkungen von Bewegung innerhalb von Zellen liefert, zumindest in Bezug auf die Muskeln. Sie ergänzt auch unser Verständnis darüber, welche Faktoren diese Autophagie oder das molekulare Recycling innerhalb von Zellen regulieren können.
Dieser neue grundlegende Befund muss an Tieren mit der HK-Mutation getestet werden, bevor wir beginnen können, Schlüsse für die Huntington-Krankheit zu ziehen. Aber wenn er sich bewahrheitet, könnte er helfen, Schlüsselmoleküle zu identifizieren, die mit neuen Medikamenten angegriffen werden könnten – Medikamenten, die für eine Reihe verschiedener Krankheiten, einschließlich HK, nützlich sein könnten.
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