Spektrum der Wissenschaft Spezial - Biologie Medizin Hirnforschung Nr3 2017

EMILY COOPER / SCIENTIFIC AMERICAN SEPTEMBER 2016

Ein TOR zur Langlebigkeit

In den 1970er Jahren fand sich in Bodenproben von der Osterinsel ein bakterieller Wirkstoff,

der das Wachstum von Pilzzellen stoppt. Nach dem einheimischen Wort für die Insel, Rapa Nui,

bekam die Substanz den Namen Rapamycin. Dieses stört das für das Wachstum und die Ver-

mehrung von Zellen essenzielle Enzym TOR (beziehungsweise mTOR bei Säugern). Der reduzierte

Stoffwechsel erhöht ihre Lebensdauer – und offenbar auch die des gesamten Organismus.

Aminosäuren

und andere

Nährstoffe

Glukose

(Traubenzucker)

Wachstums-

faktoren

Die Zelle bildet reichlich

Proteine und Fette

zu ihrer Vermehrung.

Die Zelle bildet nur

noch wenige

Proteine und Fette.

In den Zellen erfolgt

wenig Recycling. Viel

»Schrott« sammelt sich

an, wichtige Funktionen

leiden.

Beschädigte Proteine zer-

legt die Zelle in speziellen

Vesikeln, den Autophago-

somen. Verwertbare Be-

standteile nutzt sie wieder.

wieder-

verwertbare

Materialien

Signal-

proteine

Rapamycin

Die Aktivität von

Zellorganellen, die

Moleküle produzieren,

wird angekurbelt.

mTORC1 registriert
Hinweise auf üppige Verhält-
nisse im Umfeld der Zelle.

Rapamycin verhindert, dass

mTORC1 die Signale zu den

üppigen Verhältnissen registriert.

mTORC1-

Komplex

TOR ausgeschaltet

Rapamycin blockiert den mTORC1-Komplex, so dass

er ein reiches Stoffangebot nicht erkennt. Auf diese

Situation reagiert die Zelle wie auf eine Hungerphase,

fährt Stoffwechselprozesse herunter und spart mit

Ressourcen. Wachstum und Vermehrung stoppen.

TOR in Aktion

mTOR existiert in zwei Komplexen. Einer davon,

mTORC1, arbeitet wie ein Umweltsensor. Bei einem

guten Nahrungs angebot bringt er den Zellstoff -

wechsel auf Hochtouren. Die Zellen nehmen mehr

Zucker und andere Stoffe auf, wachsen und teilen sich.

Folge

Die auf Sparflamme

gesetzte Zelle lebt länger.

Bei Mäusen unter Rapa-

mycin bleiben die Herz- und

Gefäßfunktionen länger

gut. Die Nager werden

um ein Viertel

älter.

Folge

Toxische Stoffe häufen

sich in den Zellen

an. Muskulatur und Blut-

gefäße werden schwächer

und ineffizienter. Der

Körper wird anfälliger

für Alterskrank-

heiten.