Spurenelemente sind für ein gesundes Altern essenziell
Wenn wir älter werden, verändert sich unser Aussehen, aber diese Veränderung geht nicht nur unter die Haut. Tatsächlich betrifft das Altern alle Zellen in unserem Körper. „Die Geschwindigkeit, mit der wir altern, mag zum Teil genetisch bedingt sein, aber sie wird auch von der Effizienz beeinflusst, mit der die Zellen essenzielle Nährstoffe wie Zink und Kupfer regulieren“, sagt Irina Korichneva, Professorin für Zellphysiologie an der Universität Picardie Jules Verne. Spurenelemente wie Zink und Kupfer werden mit der Nahrung aufgenommen und in jeder Zelle für Tausende verschiedener Funktionen verwendet. „In der Jugend und im mittleren Alter gelingt es dem Körper gut, die Aufnahme und Ausscheidung dieser lebenswichtigen Elemente auszugleichen, aber im Alter kann dieses Gleichgewicht gestört werden, was zu einem Mangel führt, der Erkrankungen wie Herzkrankheiten und Krebs begünstigen kann“, fügt John Beattie, Professor für Ernährung am Rowett Institute der Universität Aberdeen, hinzu. Korichneva und Beattie zufolge können die Transporter und Kanäle, die Zink und Kupfer in die Zellen, um sie herum und aus ihnen heraus befördern, durch die Alterung beeinträchtigt werden, wodurch sie vorrangige Ziele für eine medikamentöse Therapie sein könnten. Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts MILEAGE wollten die beiden herausfinden, wie sich das Altern im Körper auf zellulärer und molekularer Ebene auf das Gleichgewicht von Zink und Kupfer auswirkt.
Molekulare Prozesse der Zink- und Kupferhomöostase verstehen
Mithilfe modernster Technologie untersuchten die Forschenden die molekularen Prozesse der Zink- und Kupferhomöostase auf verschiedenen Zellebenen. Um beispielsweise altersbedingte Veränderungen bei Spurenelementtransportern und -kanälen festzustellen, wurden projektintern die Ionenflüsse in Echtzeit und in lebenden Zellen analysiert. „Uns gelang es, indem wir ein Zellkulturmodellsystem mit einem hochentwickelten Massenspektrometer koppelten, mit dem wir den Transfer stabiler Isotope kontinuierlich überwachen konnten“, erklärt Beattie. Im Rahmen des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts wurde außerdem Synchrotronröntgenbildgebung eingesetzt, um Elemente innerhalb der Zellen mit einer Auflösung im Nanometerbereich sichtbar zu machen. Zudem half die genetische Veränderung von Schlüsselmolekülen bei der Entschlüsselung der molekularen Mechanismen, die die Zink- und Kupferhomöostase beeinflussen.
Zink- und Kupfergehalt ändert sich mit dem Alter
Diese intensive Forschung bestätigte, dass sich der Zink- und Kupfergehalt mit dem Alter wirklich verändert. Sie verdeutlichte auch, welche Auswirkungen ein solcher Wandel auf die allgemeine Gesundheit haben kann. So haben die Daten belegt, dass eine Dysregulation dieser Metalle zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen, einer Verschlechterung der Gehirnfunktion und Krebs führen kann. „Unsere Forschungsergebnisse verdeutlichen, wie wichtig die Aufrechterhaltung eines angemessenen Zink- und Kupferstatus im Körper für die langfristige Gesundheit und Langlebigkeit ist“, bemerkt Korichneva.
Ernährung und Arzneimittel gegen die Auswirkungen der Alterung auf Zink und Kupfer
Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse haben die Forschenden Biomarker bestimmt, mit denen sich die Auswirkungen des Alterns auf die Zink- und Kupferhomöostase des Körpers feststellen lassen. Die Forschung ebnet zudem den Weg zur Entwicklung neuer Arzneimittel, die auf die Transportproteine abzielen und ihre Funktion regulieren könnten, um so die homöostatische Kontrolle dieser essenziellen Metalle zu verbessern. „Eine höhere Lebenserwartung bei hoher Lebensqualität ist nicht nur für die persönliche Lebenszufriedenheit wünschenswert, sondern auch, um die mit der alternden Bevölkerung verbundenen Gesundheitskosten zu senken“, so Korichneva abschließend. „Die Methoden, Verfahren und Arzneimittel des Projekts MILEAGE zur Regulierung der Homöostase von Spurenelementen werden dazu beitragen, die Gesundheit und Lebensqualität im Alter zu verbessern.“
Schlüsselbegriffe
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