Die zellulären Auswirkungen der Mittelmeerdiät wurden aufgezeigt

Menschen, die sich an die Mittelmeerdiät halten, die reich an Fetten aus Olivenöl und Nüssen ist, leben tendenziell länger und gesünder als andere, die sich hauptsächlich von Fast Food, Fleisch und Milchprodukten ernähren. Auf zellulärer Ebene ist jedoch nicht klar, warum die Ernährung so vorteilhaft ist.

Jetzt haben Forscher unter der Leitung der Stanford School of Medicine einen der ersten zellulären Zusammenhänge zwischen gesunden Fetten – sogenannten einfach ungesättigten Fettsäuren – und der Lebensdauer von Laborwürmern entdeckt. Der Befund weist auf einen komplexen Zusammenhang zwischen Ernährung, Fetten und Langlebigkeit hin.

„Es wird allgemein angenommen, dass Fette gesundheitsschädlich sind“, sagte Anne Brunet, Professorin für Genetik. „Aber einige Studien haben gezeigt, dass bestimmte Arten von Fetten oder Lipiden vorteilhaft sein können.“

Die Forscher erfuhren, dass eines der Fette in der Mittelmeerdiät, Ölsäure, die Anzahl von zwei wichtigen Zellstrukturen oder Organellen erhöht und die Zellmembranen vor Schäden durch eine chemische Reaktion namens Oxidation schützt. Dieser Schutzeffekt hat einen großen Vorteil: Würmer, die mit ölsäurereichem Futter gefüttert wurden, lebten etwa 35 % länger als Würmer, die mit Standard-Wurmrationen gefüttert wurden, fanden die Forscher heraus.

Überraschenderweise diente eines der Organellen, sogenannte Lipidtröpfchen, de facto als Kristallkugel, die mit zunehmender Genauigkeit die Anzahl der Tage vorhersagte, die jedes Tier leben würde.

„Die Anzahl der Lipidtröpfchen in einzelnen Würmern verrät mir die verbleibende Lebensspanne des Tieres“, sagte die Forscherin Katharina Papsdorf, Ph.D. „Die Würmer mit einer größeren Anzahl an Lipidtröpfchen leben länger als diejenigen mit weniger Tröpfchen.“

Brunet, Michele und Timothy Barakett-Professor für Genetik an der Schule, ist der leitende Autor der Studie, die am 1. Mai in veröffentlicht wurde Naturzellbiologie. Papsdorf ist der Hauptautor der Studie.

„Seit Jahren sind wir sehr daran interessiert zu erfahren, wie sich die Ernährung auf die Lebensdauer auswirkt“, sagte Brunet. „Es wird faszinierend sein zu sehen, ob wir einen ähnlichen Zusammenhang zwischen Lipidtröpfchen und Langlebigkeit bei Säugetieren und Menschen sehen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass es möglicherweise eine fettbasierte Strategie zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit und Langlebigkeit gibt.“

Ein Fett mit (vielen) anderen Namen

Jeder, der Schwierigkeiten hat, sich an den Unterschied zwischen „gutem Cholesterin“ und „schlechtem Cholesterin“ zu erinnern und wie man das eine gegenüber dem anderen kultiviert, weiß, dass die Sprache der Fette verwirrend sein kann. Im Allgemeinen gelten die meisten einfach ungesättigten Fette, die in pflanzlichen Lebensmitteln wie Avocados, Olivenöl und Nüssen vorkommen, als relativ gesund. Gesättigte Fette und Transfette – solche, die bei Raumtemperatur fest sind – können das Risiko von Herzerkrankungen und anderen gesundheitlichen Komplikationen erhöhen. Fette und Öle bestehen aus Fettsäuren; Lipide umfassen Fette, Öle, Fettsäuren und Cholesterin.

Papsdorf und ihre Kollegen verwendeten für ihre Studien zur Langlebigkeit einen winzigen Spulwurm namens C. elegans. Die etwa 1 Millimeter langen Würmer leben normalerweise etwa 18 bis 20 Tage. In freier Wildbahn leben sie im Boden und ernähren sich von Bakterien, die sich in verrottendem Pflanzenmaterial befinden. Im Labor gleiten sie in trägen Bögen über die Oberfläche speziell vorbereiteter, mit Bakterien gespickter Laborschalen. C. elegans vermehren sich schnell, sind kostengünstig und einfach zu halten, und ihre Genome und neuronalen Netzwerke wurden vollständig kartiert, was sie zu einem guten Modell für die Untersuchung von Alterung und Krankheiten macht.

„Die Würmer ermöglichten es uns, molekulare Veränderungen zu verfolgen, die bei einer Ernährungsumstellung auftreten, und zu bestimmen, welche dieser Veränderungen sich auf die Lebensdauer auswirken“, sagte Papsdorf.

Papsdorf und ihre Kollegen verglichen die Wirkung der Fütterung der Würmer mit Bakterien, die auf mit Ölsäure angereicherten Laborschalen gezüchtet wurden, mit einer strukturell ähnlichen Verbindung namens Elaidinsäure. Elaidinsäure ist eine einfach ungesättigte Transfettsäure (Transfette = schlecht!), die in Margarine und Milchprodukten vorkommt und für den Menschen bekanntermaßen ungesund ist. Es fehlt ein Knick in seiner Molekülstruktur, der in der Ölsäure vorhanden ist.

„Wir haben gesehen, dass die Anzahl der Lipidtröpfchen in den Darmzellen der Würmer zunahm, wenn die Würmer Ölsäure ausgesetzt waren, und dass dies mit einer Verlängerung der Lebensdauer einherging“, sagte Brunet. „Im Gegensatz dazu erhöhte die Einwirkung von Elaidinsäure nicht die Anzahl der Lipidtröpfchen und hatte keinen Einfluss auf die Langlebigkeit.“

Lipidtröpfchen sind Reservoire, in denen Zellen Fette speichern. Sie spielen eine zentrale Rolle im Zellstoffwechsel und regulieren, wann, wo und ob die Fette als Energie für die Zelle genutzt werden. Die Ansammlung der Tröpfchen war entscheidend für die Wirkung der Ölsäure; Durch das Blockieren von Genen für Tröpfchen bildende Proteine ​​verringerte sich die Lebenserwartung der Tiere auf das Normalmaß.

Zusätzlich zur Verfolgung der Anzahl der Lipidtröpfchen stellten die Forscher einen Anstieg der Anzahl der Peroxisomen im Darmgewebe von Würmern fest, die Ölsäure ausgesetzt waren. Peroxisomen enthalten Enzyme, die am Stoffwechsel und der Oxidation beteiligt sind.

Die Anzahl der Lipidtröpfchen und Peroxisomen ist bei jüngeren Tieren höher und nimmt mit zunehmendem Alter natürlich ab, was darauf hindeutet, dass sie in irgendeiner Weise koreguliert sind. Sie können auch von Person zu Person unterschiedlich sein. Papsdorf fand heraus, dass bei jungen Würmern, die eine normale Ernährung erhielten, diejenigen mit einer größeren Anzahl an Lipidtröpfchen eine geringfügig, aber statistisch signifikante, längere Lebenserwartung hatten als genetisch identische Tiere gleichen Alters mit weniger Tröpfchen. Der Effekt war bei älteren Tieren stärker ausgeprägt; Würmer mittleren Alters mit mehr Lipidtröpfchen lebten durchschnittlich 33 % länger als ihre genetisch identischen Artgenossen.

„Interessanterweise wurde eine Kalorieneinschränkung auch mit der Langlebigkeit bei Tieren und Menschen in Verbindung gebracht“, sagte Brunet. „Studien haben jedoch gezeigt, dass bei Mäusen mit eingeschränkter Kalorienzufuhr häufig die dicksten Individuen am längsten leben. Dies deutet darauf hin, dass Fett einen doppelten Aspekt hat. Einige Aspekte sind sehr negativ, andere können jedoch positiv sein.“

Vermeidung von „Lipidoxidation“

Schließlich zeigten die Forscher, dass eine Ölsäureergänzung eine chemische Reaktion namens Lipidoxidation reduzierte, die die Zellmembranen schädigt. Im Gegensatz dazu steigerte Elaidinsäure die Lipidoxidation. „Membranoxidation ist eine sehr schlechte Nachricht für einen Organismus“, sagte Brunet. „Zellmembranen können undicht werden und versagen, was zu einer Kaskade schädlicher biologischer Auswirkungen führen kann.“

Die Ergebnisse der Forscher sind die ersten, die darauf hindeuten, dass Lipidtröpfchen und Peroxisomen über einen biologischen Weg koreguliert werden, der auf das Vorhandensein nützlicher einfach ungesättigter Fettsäuren reagiert, und dass die Alterung durch den Schutz der Zellmembranen vor Oxidation verhindert werden könnte.

„Es gibt noch viel Forschungsbedarf, um herauszufinden, ob und wie diese Erkenntnisse auf den Menschen anwendbar sind“, sagte Brunet. „Wenn man Lipidtröpfchen im Gewebe von Säugetieren sieht, ist das oft ein Hinweis auf Fettleibigkeit und andere Gesundheitsprobleme. Aber es ist möglich, dass Tröpfchen einer bestimmten Größe oder Form oder in einem bestimmten Gewebe unterschiedliche Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Wir müssen verstehen, was sie unterscheidet.“ sie im Kontext von Krankheit und Langlebigkeit.