Sauerstoff-Sensorschaltkreis verlängert Lebensspanne bei Würmern
Der Körper besitzt ein Notfallprogramm für Sauerstoffmangel. Bei Würmern lässt sich damit die Lebensspanne gezielt verlängern. Forschende haben nun herausgefunden, welche Nervenzellen dafür verantwortlich sind.
Erhalten Zellen zu wenig Sauerstoff, aktivieren sie ein schützendes Reaktionsnetzwerk – die sogenannte Hypoxieantwort. Beim Fadenwurm Caenorhabditis elegans verlängert die genetische Aktivierung dieses Systems die Lebensspanne. Welche Zellen und Signale dafür erforderlich sind, war bislang nicht bekannt.
Die Forschenden aktivierten das Sauerstoffmangel-Protein HIF-1 gezielt in bestimmten Nervenzellen. Dabei zeigte sich, dass HIF-1-Aktivität in einem bestimmten Typ serotoninproduzierender Neuronen notwendig und zugleich hinreichend ist, um die Lebensspanne der Würmer zu verlängern. Serotonin ist ein Botenstoff, der Informationen an andere Zellen im Körper weitergibt.
Der Schaltkreis – Schritt für Schritt
Von den serotoninproduzierenden Neuronen gelangt das Signal über den Serotoninrezeptor SER-7 zu einem zweiten Nervenzelltyp, den RIS-Interneuronen. Auch der Neurotransmitter GABA, Tyramin und ein Neuropeptid namens NLP-17 sind Teil dieses Schaltkreises. Am Ende wirken Sauerstoff- und Kohlendioxid-sensible Zellen nachgeschaltet zu HIF-1 in diesem Netzwerk.
Die Studie zeigt, dass der lebensverlängernde Effekt der Hypoxieantwort nicht gleichzeitig im gesamten Körper ablaufen muss. Ein spezifischer neuronaler Schaltkreis scheint ihn zu koordinieren. Die Autorenschaft wertet dies als möglichen Ausgangspunkt für therapeutische Angriffspunkte bei Säugetieren, betont jedoch, dass Befunde aus Würmern nicht direkt auf den Menschen übertragbar sind. Die Studie erschien in eLife.
Warum das relevant ist
Bisherige Forschung zur Hypoxieantwort konzentrierte sich auf direkte zelluläre Effekte. Diese Arbeit zeigt, dass das Nervensystem als übergeordneter Koordinator fungieren kann – ein anderer Ansatzpunkt, um zu verstehen, wie Stressreaktionen die Lebensspanne beeinflussen. Ob sich das auf den Menschen übertragen lässt, muss die Forschung zeigen.
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