Es ist leicht, Körperfett als eine Schicht unerwünschter Polsterung zu verunglimpfen, die still unter der Haut sitzt. Aber diese Zellen sind überraschend aktiv. Sie sind nicht nur Energiespeicher, sondern pumpen sie auch ab eine breite Palette von Hormonen die mit mehreren Organen interagieren, um den Stoffwechsel, die Immunantwort und sogar die Fortpflanzung zu steuern.

Sie könnten auch regulieren Langlebigkeit mit einem unerwarteten Partner: dem Gehirn.

A neue Studie Bei Mäusen wurde eine „Telefonleitung“ zwischen Fettgewebe und einer Gruppe von Neuronen im Hypothalamus gefunden – einer Region unten im Gehirn, die grundlegende Körperfunktionen wie Temperaturregulierung und Atmung steuert.

Wenn sie jung sind, signalisieren diese Neuronen dem Fettgewebe, Energie freizusetzen, die das Gehirn mit Energie versorgt. Mit zunehmendem Alter bricht die Linie zusammen. Fettzellen können ihre vielen Aufgaben nicht mehr erfüllen und Neuronen haben Schwierigkeiten, Informationen über ihre Netzwerke weiterzuleiten.

Mithilfe genetischer und chemischer Methoden fand das Team einen Marker für diese Neuronen – ein Protein namens Ppp1r17 (eingängig, ich weiß). Die Veränderung des Verhaltens des Proteins bei älteren Mäusen durch Gentechnik verlängerte deren Lebensspanne um etwa sieben Prozent. Bei einer durchschnittlichen Lebensspanne von 76 Jahren beim Menschen entspricht der Anstieg mehr als fünf Jahren.

Die Behandlung veränderte auch die Gesundheit der Mäuse. Mäuse lieben es zu rennen, aber ihre Vitalität lässt mit zunehmendem Alter nach. Die Reaktivierung der Neuronen bei älteren Mäusen belebte ihre Motivation und verwandelte sie von Stubenhockern in beeindruckende Jogger.

„Wir haben einen Weg aufgezeigt, das Altern zu verzögern und die gesunde Lebensspanne bei Mäusen zu verlängern, indem wir einen wichtigen Teil des Gehirns manipulieren.“ sagte Studienautor Dr. Shin-ichiro Imai von der Washington University.

Das Gehirn-Körper-Internet

Langlebigkeit ist kompliziert. Mehrere Faktoren beeinflussen, wie schnell unsere Gewebe und Organe altern, etwa genetische Tippfehler, Entzündungen, epigenetische Veränderungen und Stoffwechselprobleme.

Aber es gibt einen roten Faden: Jahrzehntelange Arbeit an verschiedenen Arten hat ergeben, dass eine Reduzierung der Kalorienzufuhr und mehr Bewegung die Funktionen mehrerer Organe mit zunehmendem Alter jung hält. Viele der Vorteile ergeben sich aus der Interaktion zwischen Gehirn und Körper.

Das Gehirn existiert nicht in einem Bottich. Obwohl sie durch eine sehr selektive Barriere geschützt sind, die nur bestimmte Moleküle durchlässt, reagieren Neuronen auf Blutbestandteile, die die Barriere umgehen, um ihre Funktionen zu verändern – zum Beispiel die Beibehaltung von Lern- und Gedächtnisfunktionen im Alter.

Neuere Studien haben zunehmend mehrere Kommunikationskanäle zwischen Gehirn und Muskeln, Skelett und Leber identifiziert. Nach dem Training verändern beispielsweise vom Körper freigesetzte Proteine ​​die Gehirnfunktionen und steigern das Lernen und das Gedächtnis bei alternden Mäusen und in manchen Fällen sogar ältere Menschen. Wenn diese Kommunikationskanäle zusammenbrechen, führt dies zu gesundheitlichen Problemen im Zusammenhang mit dem Alter und schränkt die Lebens- und Gesundheitsspanne (die Anzahl der gesunden Jahre) ein.

Die Gehirn-Körper-Verbindung funktioniert in beide Richtungen. Der Hypothalamus liegt tief in der Basis des Gehirns und reguliert unzählige Hormone, um Körperfunktionen zu verändern. Mit seinen Hormonsekreten sendet die Gehirnregion Anweisungen an eine Vielzahl von Organen, darunter Leber, Muskeln, Darm und Fettgewebe, und ändert deren Verhalten mit zunehmendem Alter.

Der Hypothalamus wird oft als „Kontrollzentrum des Alterns“ bezeichnet und ist seit langem ein Ziel von Langlebigkeitsforschern.

Bereits 2013 fand ein Team heraus, dass dies durch eine Neuprogrammierung der Immunantworten in der Gehirnregion möglich ist die Lebensdauer verlängern. Im selben Jahr fand Imais Team Aktivierung der Gehirnregion drehte bei älteren Mäusen die Uhr zurück. Wie jüngere Altersgenossen trieben sie mehr Sport, hatten einen gesünderen Stoffwechsel und hielten ihre Körpertemperatur in Umgebungen außerhalb ihrer üblichen Komfortzone leichter aufrecht. Sie schliefen auch besser und ihr Gehirn sendete präzise Anweisungen an ihre Muskeln, sodass sie in ihrer Umgebung herumparken konnten.

Doch eine Frage beschäftigte das Team: Warum hat es funktioniert?

Offene Linien

Die neue Studie machte sich auf die Suche nach Neuronen im Hypothalamus, die Fettgewebe mit dem Gehirn und der Langlebigkeit verbinden.

Sie konzentrierten sich zunächst auf eine Untergruppe von Neuronen im Hypothalamus aus einem Pool, von dem zuvor bekannt war, dass er das Altern reguliert. Diese Zellen haben einen hohen Anteil eines Proteins namens Ppp1r17 – im Grunde ein Marker, der sie von allen anderen Zelltypen im Hypothalamus unterscheidet – und reichen weit durch das Gehirn und in den Körper.

Die Neuronen „können Signale an ein bestimmtes Gewebe senden und dessen Funktion regulieren“, schrieb das Team. Mit anderen Worten: Sie könnten möglicherweise eine Gehirn-Körper-Verbindung herstellen.

Um die Theorie zu testen, eliminierte das Team Ppp1r17 genetisch im Hypothalamus von drei Monate alten Mäusen – ungefähr im Alter eines Teenagers. Innerhalb von zwei Monaten explodierten die Tiere in ihrer Größe. Sie begannen im Schlaf zu schlemmen und verspürten nicht mehr den Drang, in ihrem Laufrad zu laufen – eine frühere Lieblingsbeschäftigung.

Die Änderungen erregten die Aufmerksamkeit des Teams. Es ist bekannt, dass die Reduzierung von Kalorien und Bewegung die Gesundheit von Labormäusen und möglicherweise auch von Menschen verbessert.

Mithilfe molekularer Analysen stellte das Team fest, dass Neuronen mit Ppp1r17 das Verhalten von Fettzellen veränderten. Das Protein schwimmt sowohl um den Zellkern – die walnussartige Struktur, die unsere DNA einschließt – als auch um andere Teile der Zelle.

Bei jungen Mäusen sitzt es im Zellkern und aktiviert eine Nervenbahn, die das Fettgewebe reguliert. Es weist Fettzellen an, beispielsweise während des Trainings Energiespeicher freizugeben und ein Protein auszupumpen, das im Gehirn für Energie sorgt. Mit zunehmendem Alter bricht der gesamte Kreislauf zusammen. Das Protein wandert vom Zellkern in andere Teile des Neurons und unterbricht die Kommunikation mit den Fettzellen.

Um das System bei alternden Mäusen wiederherzustellen, veränderte das Team genetisch ein „Shuttle“-Protein, um Ppp1r17 zurück in den Zellkern zu transportieren. Dieser Trick verlangsamte die Zeichen der Hautalterung.

Gleichzeitig wurden auch die Fettzellen der Mäuse verjüngt. Sie pumpten bereitwillig ein Hormon aus, das für die Gesunderhaltung des Hypothalamus entscheidend ist. Anstatt auf der Couch zu schmachten, entschieden sich die Mäuse für einen Lauf auf ihrem Laufrad. Im Vergleich zu gleichaltrigen Artgenossen hatten sie flauschiges und glänzendes Fell, ein Zeichen von Jugend und Gesundheit.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Bewegung von Ppp1r17 zurück in den Zellkern eine Maus auch im Alter gesund hält. Und „bemerkenswerterweise“, schrieb das Team, lebten die manipulierten Mäuse um etwa sieben Prozent länger als ihre Wurfgeschwister.

Mithilfe einer anderen Technologie, die das Protein gezielt im Zellkern hielt, rekapitulierte das Team die Ergebnisse. Diese älteren Mäuse liefen auch wie der Wind, hielten ihr Fettgewebe in Schuss und erlebten im Vergleich zu ihren Artgenossen eine längere Lebensdauer.

Die Studie ist die neueste, die die Verbindungen zwischen Körper und Gehirn im Streben nach Langlebigkeit kartiert. Das Team erforscht weiterhin Möglichkeiten, die Rückkopplungsschleife zwischen Fett und Gehirn zu optimieren, wenn wir älter werden.

Bild-Kredit: Sandy Millar / Unsplash

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• Quelle: https://singularityhub.com/2024/01/15/scientists-extend-life-span-in-mice-by-restoring-this-brain-body-connection/