Artikel zur Langlebigkeit

Aerobic und Autophagie: Wie Bewegung die Herzgesundheit und Zellrecyclingprozesse im späteren Leben unterstützt 

Aerobic und Autophagie: Wie Bewegung die Herzgesundheit und Zellrecyclingprozesse im späteren Leben unterstützt 

Die Häufigkeit einer schlechten Herzgesundheit nimmt mit zunehmendem Alter deutlich zu und steigt von 20 % der 45-Jährigen auf 90 % der Erwachsenen, sobald sie das 80. Lebensjahr erreichen. Auslöser für diesen Rückgang der Herzfunktion sind mehrere Störungen zellulärer Mechanismen, darunter ein Proteinverlust Qualitätskontrolle, Schäden an den Energiekraftwerken unserer Zellen – den Mitochondrien – und ein Rückgang der Autophagie. 

Autophagie bedeutet auf Griechisch „selbstfressend“ und ist ein natürlicher, regulierter interner Mechanismus, der unnötige oder beschädigte Zellen oder Zellteile entfernt. Ohne Autophagie sammeln sich dysfunktionale oder toxische Zellen und Proteine ​​an und erhöhen das Risiko eines altersbedingten körperlichen Verfalls. Mit zunehmendem Alter nehmen unsere autophagischen Fähigkeiten in allen Organen und Geweben, einschließlich des Herzens, zunehmend ab. Immer mehr Forschungsarbeiten zielen darauf ab, herauszufinden, wie man die Autophagie steigern kann, um diese weit verbreitete Herzalterung zu verlangsamen – und eine Möglichkeit, dies zu tun, könnte Aerobic-Übungen sein. als eine aktuelle Studie veröffentlicht in Alternde Zelle deckt auf. Diese von Cho und Kollegen verfasste Studie zeigt, dass diese einfachen Änderungen des Lebensstils eine praktikable Möglichkeit sein könnten, den typischen altersbedingten Rückgang der kardialen Autophagie zu verhindern – und damit die kardiovaskuläre Gesundheit ab dem 60. Lebensjahr zu unterstützen.

herz Gesundheit

Altern und Autophagie

Da unsere Herzmuskelzellen nur begrenzt in der Lage sind, zu wachsen und sich zu teilen, sind sie besonders auf die Autophagie angewiesen, um ihre ordnungsgemäße Funktion aufrechtzuerhalten. Mit zunehmendem Alter lässt die autophagische Kapazität unseres Herzens häufig nach, was zu einer Beeinträchtigung der Herz- und Gefäßfunktion führt. Während Tausende von Studien die positiven Auswirkungen von Bewegung auf die Gesundheit gezeigt haben, ist dies die erste, die untersucht, wie sich körperliche Aktivität im späten Lebensalter auf die kardiale Autophagie und die mitochondriale Gesundheit bei alten Mäusen auswirkt. 

In dieser aktuellen Studie verglichen Cho und Kollegen verschiedene Marker der Herzgesundheit bei älteren und jüngeren Mäusen. Wie erwartet zeigten die älteren Mäuse eine deutlich reduzierte Autophagie, gemessen an mehreren Proteinen. Bei diesen alten Mäusen kam es außerdem zu einer übermäßigen Anhäufung von Proteinklumpen – ein häufiges Merkmal des Alterns und altersbedingter Krankheiten – und zu oxidativem Stress, einer Ansammlung entzündlicher Verbindungen, die als reaktive Sauerstoffspezies (ROS) bezeichnet werden. Darüber hinaus zeigten die alten Mäuse Anzeichen einer beeinträchtigten Herz- und Gefäßfunktion, die sich in verdickten Herzwänden, Narbenbildung und einer geringen Fähigkeit, Blut zu pumpen, äußerten. 

All diese schädlichen Veränderungen am Herzen waren bei diesen älteren Tieren zu erwarten. Aber Cho und Kollegen wollten herausfinden, ob regelmäßiges Aerobic-Training mit einem Laufbandprogramm mit progressivem Widerstand diese Bedenken lindern könnte – und das tat es auch. 

Wie Bewegung den Zellen hilft, den Müll rauszubringen

Da es sich bei der Autophagie um einen äußerst dynamischen Prozess handelt, wird häufig der Begriff „autophagischer Fluss“ verwendet, um den sich ständig ändernden Zustand zu beurteilen. Ein Aspekt dieses Flusszustands ist die Bildung von Autophagosomen – sackartigen Membranen, die dem Müllsack ähneln, der in diesem Recycling-Szenario den Zellmüll enthält. Von dort aus werden der autophagosomale Müllsack und sein Inhalt zum Lysosom transportiert, das man als Recyclingzentrum bezeichnen könnte. Für diesen Prozess ist das Protein LC3 erforderlich, das häufig als Indikator für den autophagischen Status verwendet wird. Da eine unzureichende Autophagosomenbildung zur beschleunigten Herzalterung beiträgt, wollten Cho und Kollegen herausfinden, ob körperliche Betätigung diesen Prozess besser unterstützen kann.

In dieser Studie stellten ältere Mäuse im Alter von 21 bis 24 Monaten (etwa 65 bis 70 in Menschenjahren), die auf dem Laufband trainierten, Verbesserungen dieser autophagischen Prozesse fest. Die Herzen der älteren Mäuse, die Sport trieben, hatten die Aktivität mehrerer Proteine, einschließlich LC3, erhöht, was darauf hindeutet, dass der Transport des Autophagosoms zum Lysosom (d. h. das Herausbringen des Mülls) zunahm. Dies stützt nachdrücklich die Annahme, dass der ansonsten mit zunehmendem Alter unterdrückte autophagische Fluss durch Aerobic-Übungen im späteren Leben wiederhergestellt werden kann.  

Wie Bewegung den Zellen hilft, den Müll rauszubringen

 

Ein gesünderes Herz nutzen

Diese Verbesserungen der Autophagie korrelierten dann mit positiven Veränderungen der Herzfunktion, der Mitochondrienqualität und dem richtigen Proteingleichgewicht. Während die älteren, sitzenden Mäuse ein hohes Maß an oxidativem Stress und aggregierten Proteinen aufwiesen, zeigten die Mäuse, die sich körperlich bewegten, das Gegenteil. Darüber hinaus führte das Aerobic-Training zur Wiederherstellung der Aktivität von zwei Genen, die an der Mitochondrienfunktion beteiligt sind, Pink1 und Park2, was auf eine größere Fähigkeit hindeutet, übermäßige und schädliche ROS auszuscheiden. Insgesamt waren bei den trainierenden Mäusen sowohl altersbedingte Herz- als auch Zellstörungen geringer. 

Da Autophagie ein nicht verhandelbarer Teil der Gesundheit eines Menschen – oder einer Maus – ist, veranschaulichen die Ergebnisse dieser Studie, wie einfache Änderungen des Lebensstils, wie regelmäßige Bewegung, diesen Prozess ein Leben lang unterstützen können. Obwohl die Verschlechterung der Herzgesundheit eine komplexe und multifaktorielle Erkrankung ist, ist eine unzureichende Autophagie eine treibende Kraft hinter vielen ihrer Merkmale, einschließlich übermäßiger ROS und schlechter Mitochondrienfunktion. 

Es gibt viele angebliche Möglichkeiten, die Autophagie anzukurbeln – Kalorienrestriktion, intermittierendes Fasten und pflanzliche Verbindungen wie Resveratrol und Spermidin, um nur einige zu nennen. Es scheint jedoch, dass eine der praktikabelsten (und kostengünstigsten) Möglichkeiten, sowohl die Autophagie als auch die Herzgesundheit mit zunehmendem Alter zu unterstützen, darin bestehen könnte, einfach die Tennisschuhe zu schnüren und auf den Bürgersteig – oder auf das Laufband – zu gehen. 


Verweise: 

Cho JM, Park SK, Ghosh R, et al. Spätes Laufbandtraining verjüngt die Autophagie, die Proteinaggregat-Clearance und die Funktion im Herzen von Mäusen [online vor Drucklegung veröffentlicht, 23. September 2021]. Alternde Zelle. 2021;e13467. doi:10.1111/acel.13467

Zhang XJ, Chen S, Huang KX, Le WD. Warum sollte der autophagische Fluss beurteilt werden? Acta pharmacol sin. 2013;34(5):595-599. doi:10.1038/aps.2012.184



Älterer Eintrag Neuerer Beitrag