Wie von Mitochondrien produzierte Antioxidantien die Zelloberfläche erreichen, um sie vor dem Tod zu schützen

Antioxidantien werden oft als Allheilmittel in der Ernährung angepriesen und als Nahrungsergänzungsmittel angeboten. Unser Körper produziert solche Radikalfänger aber auch selbst, einer davon ist Coenzym Q. Nun haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Biologie des Alterns herausgefunden, wie der Stoff, der in unseren Mitochondrien produziert wird, an die Zelloberfläche gelangt und unsere Zellen schützt vom Sterben.

Coenzym Q ist ein Antioxidans, das für unseren Körper essentiell ist. Ein Mangel an Coenzym Q führt zu schweren Erkrankungen wie dem Leigh-Syndrom – einer Erbkrankheit, bei der bestimmte Hirnregionen in Mitleidenschaft gezogen werden und unter anderem Muskelschwäche auftreten kann. Auch ein Mangel an Coenzym Q gehört zu den ersten Anzeichen des Alterns und kann bereits Anfang 20 auftreten. Aber warum können wir diesen Stoff nicht einfach mit der Nahrung aufnehmen?

Stark hydrophob

„Coenzym Q ist ein stark hydrophobes Molekül, das unser Körper kaum aus der Nahrung aufnimmt“, erklärt Soni Deshwal, Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns und Erstautorin der Studie. Ein Problem in unseren Zellen ist aber auch, dass Coenzym Q nicht wasserlöslich ist. Das Antioxidans wird in Mitochondrien gebildet und muss durch das wässrige Zellinnere, das Zytoplasma genannt wird, an die Oberfläche der Zellen gelangen, um oxidierte Lipidspezies zu neutralisieren.

„Mit unserer Forschung konnten wir nun die Proteine ​​identifizieren, die am Transport von Coenzym Q von den Mitochondrien zur Zelloberfläche beteiligt sind“, erklärt Deshwal. Die Forscher fanden heraus, dass ein Enzym namens STARD7 beim Transport des Coenzyms hilft. Dieses Protein ist nicht nur in den Mitochondrien, sondern auch im Zytoplasma lokalisiert.

Pflaster für die Zelloberfläche

„Die Mitochondrien transportieren Coenzym Q aktiv an die Zelloberfläche, um die Zellen vor dem Zelltod zu schützen. Es ist, als würden die Mitochondrien Pflaster an die Oberfläche liefern, um die Zelle zu schützen“, sagt Deshwal. „Dies zeigt erneut, dass Mitochondrien nicht nur als Energielieferant für unsere Zellen wichtig sind, sondern auch eine entscheidende regulatorische Rolle spielen.“

Die Arbeit wird in der Zeitschrift veröffentlicht Natur Zellbiologie.

Langfristig hoffen die Forscher, dass ein genaues Verständnis dieses Transportprozesses es ermöglicht, Coenzym Q in die Zellen betroffener Patienten zu transportieren und damit einen neuen Therapieansatz für Krankheiten wie das Leigh-Syndrom zu bieten.