Natürlich vorkommende Verbindungen könnten Protein hinter altersbedingten Muskelabbau blockieren

Forscher der Universität von Iowa haben ein Protein identifiziert, das altersbedingte Muskelschwäche und -verlust verursacht, sowie zwei natürliche Verbindungen, die die Aktivität dieses Proteins reduzieren.
Tomatidin, eine der zwei Verbindungen, die ATF4 inhibieren, kann in natürlich vorkommenden grünen Tomaten gefunden werden.

Die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift für Biologische Chemie, bietet das erste Beispiel eines Proteins, das mit altersbedingten Muskelschwund assoziiert ist, und könnte zu neuen Behandlungsformen führen.

"Viele von uns wissen aus eigener Erfahrung, dass Muskelschwäche und Muskelschwund große Probleme sind, wenn wir älter werden", sagt Dr. Christopher Adams, Professor für Innere Medizin an der University of Iowa Carver College of Medicine.

Trotz der Tatsache, dass Altern Muskelmasse reduzieren kann und Stärke allgemein bekannt ist, sind die Mechanismen hinter diesem Rückgang unbekannt geblieben.

Aus dieser neuen Studie schlussfolgert das Forscherteam jedoch, dass das Protein ATF4 ein essentieller Vermittler der Muskelalterung ist. ATF4 ist ein Transkriptionsfaktor, der die Expression bestimmter Gene im Skelettmuskel beeinflusst, was wiederum die Stärke, Masse und Synthese von Muskelprotein reduziert.

Zuvor haben Dr. Adams und seine Kollegen zwei natürliche Verbindungen identifiziert, die Muskelschwund aufgrund von Inaktivität und Hunger verhindern. Diese Verbindungen waren Ursolsäure, gefunden in Apfelschalen, und Tomatidin, gefunden in grünen Tomaten.

Diese Ergebnisse veranlassten das Team zu untersuchen, ob die Verbindungen auch in der Lage sind, durch Alterung verursachte Muskelschwund zu verhindern, indem ältere Mäuse mit altersbedingter Muskelschwäche und Atrophie verwendet werden.

Ursolsäure, Tomatidin haben das Potenzial, altersbedingte Muskelschwäche zu reduzieren

Für die Studie erhielten die Mäuse Diäten, die entweder spezifische Mengen dieser Verbindungen enthielten oder nicht enthielten - 0,27% Ursolsäure oder 0,05% Tomatidin.

Die Mäuse erhielten diese Diäten für 2 Monate, nach denen die Forscher den Zustand der Muskulatur der Mäuse untersuchten.

Bei den Mäusen, deren Ernährung eine der beiden Verbindungen beinhaltete, nahm die Muskelmasse um etwa 10% zu und die Muskelkraft erhöhte sich um etwa 30%, wodurch sie auf ähnliche Werte wie bei jungen erwachsenen Mäusen zurückgebracht wurden.

Dr. Adams erklärt, was diese Entdeckung bedeutete:

"Basierend auf diesen Ergebnissen scheinen Ursolsäure und Tomatidin ein großes Potential als Mittel gegen Muskelschwäche und Atrophie während des Alterns zu haben. Wir dachten auch, dass wir in der Lage sein könnten, Ursolsäure und Tomatidin als Werkzeuge zu verwenden, um eine Ursache dafür zu finden Muskelschwäche und Atrophie während des Alterns. "

Verbindungen arbeiten durch Reduzieren der ATF4-Aktivität

Darüber hinaus untersuchte das Team, wie die Verbindungen in gealterter Skelettmuskulatur auf molekularer Ebene wirken. Sowohl Ursolsäure als auch Tomatidin deaktivierten eine Gruppe von Genen, die üblicherweise durch das Protein ATF4 aktiviert werden.

Das Team entwickelte dann Mäuse ohne ATF4 in ihrem Skelettmuskel. Sie entdeckten, dass die Muskeln, die dieses Protein nicht enthielten, gegen altersbedingten Muskelschwund resistent waren.

"Durch die Reduzierung der ATF4-Aktivität können Ursolsäure und Tomatidin den Skelettmuskel von den Auswirkungen des Alterns erholen", erklärt Dr. Adams.

Die Forscher schlussfolgern, dass die beiden Verbindungen potenziell in Ernährungsprodukten zur Erhaltung der Stärke und Muskelmasse während des Alterns verwendet werden könnten. Ein Biotechnologie-Unternehmen, das mit dem Team der Studie - Emmyon, Inc. - zusammengearbeitet hat, untersucht nun die Möglichkeit, Ursolsäure und Tomatidin in Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel und Medikamente einzuarbeiten.

"Wenn sich Ursolsäure- und Tomatidin-basierte Ansätze als sicher und effektiv bei Menschen erweisen, könnten sie möglicherweise alleine, zusammen oder in Kombination mit Physiotherapie und anderen Ernährungs- und pharmazeutischen Ansätzen verwendet werden", schlussfolgern die Autoren der Studie.

Obwohl das Altern die größte Ursache für Muskelschwäche und -atrophie ist, hat es sich als gesundheitsfördernd erwiesen. Vorher, Medizinische Nachrichten heute berichteten über eine Studie, in der festgestellt wurde, dass Blutgefäße sich während des Alterungsprozesses anpassen, um Schäden durch oxidativen Stress zu reduzieren.

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