Muskeln, so stellt sich heraus, beginnen ihren langsamen Verfall früher, als wir zugeben möchten. Mit der Zeit entwickelt Muskelgewebe Narbengewebe, reichert Fett an und verliert die spezialisierten Fasern, die für schnelle, kraftvolle Bewegungen verantwortlich sind – was alltägliche Aktivitäten erschwert und Mobilität sowie körperliche Unabhängigkeit allmählich einschränkt. Mit anderen Worten: Die Garantie Ihres Körpers läuft lange vor Ihnen ab.

Nun haben Wissenschaftler in Japan ein vielversprechendes Molekül identifiziert, das helfen könnte, das natürliche Muskelreparatursystem des Körpers zu schützen und möglicherweise effektiver zu machen. In Laborexperimenten verstärkte die Verbindung ein wichtiges biologisches Signal, das an der Muskelregeneration beteiligt ist, und erhöhte dessen Fähigkeit, sich mit einem zentralen zellulären Rezeptor zu verbinden, um mehr als das Doppelte. Die Entdeckung stammt von einem Team unter der Leitung von Professor Ryuichi Tatsumi an der Fakultät für Landwirtschaft der Universität Kyushu; die Ergebnisse wurden in Scientific Reports veröffentlicht.

Skelettmuskeln – die an Knochen befestigten, die es Ihnen ermöglichen zu gehen, Gegenstände zu heben, die Körperhaltung zu bewahren und andere willkürliche Bewegungen auszuführen – unterliegen im Laufe des Lebens Abnutzung, besitzen aber eine bemerkenswerte Fähigkeit zur Selbstreparatur. Ein Großteil dieser Reparatur hängt von spezialisierten Stammzellen ab, den sogenannten Satellitenzellen, die normalerweise inaktiv neben den Muskelfasern verbleiben, bis sie ein Signal erhalten, dass eine Reparatur oder Regeneration erforderlich ist. Einmal aktiviert, vermehren sie sich und entwickeln sich zu Muskelzellen, die helfen, beschädigtes Gewebe wiederherzustellen.

Ein wesentlicher Teil dieses Prozesses beinhaltet den Hepatozyten-Wachstumsfaktor, kurz HGF. Trotz seines Namens spielt HGF wichtige Rollen außerhalb der Leber, einschließlich der Hilfe bei der Aktivierung der Stammzellen, die für die Muskelregeneration verantwortlich sind. Unter normalen Bedingungen wird HGF in dem Stützmaterial gespeichert, das die Muskelfasern umgibt. Wenn Muskeln Verletzungen oder mechanische Stimulation erfahren – etwa durch körperliche Bewegung oder Dehnung – wird das Protein freigesetzt und bindet an einen Rezeptor namens c-met auf der Oberfläche von Satellitenzellen. Diese Interaktion hilft, ruhende Satellitenzellen zu wecken, sodass sie sich vermehren, reifen und an der Reparatur von Muskelfasern teilnehmen können.

Doch dieses sorgfältig koordinierte System wird mit zunehmendem Alter weniger zuverlässig. Frühere Arbeiten der Forscher zeigten, dass HGF eine chemische Modifikation namens Nitrierung erfahren kann, bei der eine Nitrogruppe an bestimmten Stellen eines Proteins angehängt wird, was möglicherweise seine Struktur verändert und die normale Aktivität beeinträchtigt. Für HGF identifizierten die Forscher zwei besonders wichtige Stellen, Y198 und Y250, die beide in der Region liegen, die an der Bindung an den c-met-Rezeptor beteiligt ist. Wenn diese Stellen nitriert werden, wird HGF weniger fähig, sich mit seinem Rezeptor zu verbinden – wie ein Schlüssel, der beschädigt wurde und sein vorgesehenes Schloss nicht mehr betätigen kann.

Diese Störung könnte wichtige Folgen für alternde Muskeln haben. Selbst wenn der Körper weiterhin HGF produziert, können chemische Veränderungen verhindern, dass das Protein die für die Gewebereparatur benötigten Stammzellen ordnungsgemäß aktiviert. Die Forscher glauben, dass dieser Mechanismus zu altersbedingtem Muskelschwund und nachlassender Regenerationsfähigkeit beitragen könnte. „HGF fehlt im Alter nicht unbedingt“, erklärt Tatsumi. „Vielmehr kann es nach seiner Herstellung chemisch verändert werden. Das brachte uns zu der Frage, ob eine Verbindung mit starker antioxidativer Kapazität HGF schützen könnte, indem sie entweder die Nitrierung verhindert oder den dadurch verursachten Funktionsverlust ausgleicht.“

Um dieser Möglichkeit nachzugehen, untersuchte das Team zwei Verbindungen mit starken antioxidativen Eigenschaften: Glutathion-Trisulfid (GSSSG) und Liponsäure-Trisulfid (LASSS). Antioxidantien können helfen, bestimmte Arten chemischer Schäden durch reaktive Moleküle zu begrenzen, die Proteine und andere essenzielle zelluläre Bestandteile beeinträchtigen können, insbesondere wenn die normalen Schutzsysteme des Körpers weniger effektiv werden. Die beiden Verbindungen gehören zu einer chemischen Familie namens Trisulfide, die durch eine Kette von drei miteinander verbundenen Schwefelatomen definiert ist. Diese Anordnung verleiht ihnen ungewöhnliche chemische Eigenschaften, einschließlich der Fähigkeit, ...