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Quercetin und die Beeinflussung des M-TOR Signalwegs.

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Die natürlich vorkommende Polyphenol-Verbindung Quercetin wurde umfassend auf ihre Wechselwirkung mit dem mTOR-Signalweg in verschiedenen Kontexten untersucht.

Hier einige der wichtigsten Ergebnisse:

Quercetin fördert biologische Przesse (nukleäre Translokation von TFEB und dessen transkriptionelle Aktivität) in Pigmentepithelzellen der Netzhaut, wodurch der Zellabbau und die Selbsterneuerungsfunktionen verbessert werden sollen. Dieser Effekt wird auf die Rolle von Quercetin als direkter mTOR-Inhibitor (Hemmung des mTOR-Signalwegs) unabhängig von der AKT-Aktivität zurückgeführt (Huang et al., 2018 – in vitro Studie).

Im Zusammenhang mit Brustkrebs konnte gezeigt werden, dass Quercetin die Akt/mTOR-Signalisierung hemmt und dadurch zur Verringerung der Proliferation, Apoptose und Migration von Krebszellen beiträgt. Quercetin ist auch für seine Fähigkeit bekannt, den G2/M-Zellzyklusarrest zu induzieren (Rivera Rivera et al., 2016 – in vitro Studie).

Die antitumoralen Wirkungen von Quercetin umfassen die Induktion des Verlusts der Zellviabilität, Apoptose und Autophagie durch Modulation mehrerer Signalwege, einschließlich PI3K/Akt/mTOR, was seine Rolle bei der Bekämpfung des Tumorstoffwechsels unterstreicht (Reyes-Farias & Carrasco-Pozo, 2019 – Metastudie).

Es hat sich gezeigt, dass Quercetin pathologische Veränderungen nach neuronalen Verletzungen durch die Regulierung des mTOR-Signalwegs wirksam verbessert, und wird daher als Intervention bei Rückenmarksverletzungen in Betracht gezogen (Wang et al., 2022 – in vitro Studie).

Quercetin hemmt die Aktivierung von Fibroblasten und die Nierenfibrose (Vernarbung der Neren), indem es die mTOR- und β-Catenin-Signalwege unterdrückt, was ein therapeutisches Potenzial bei chronischen Nierenerkrankungen bieten könnte (Ren et al., 2016 – in vitro Studie).

Es zeigt auch antiangiogene Aktivität in der Krebsprävention durch Hemmung des Tumorwachstums und der Metastasierung über VEGFR-2-regulierte AKT/mTOR/P70S6K-Signalwege (Pratheeshkumar et al., 2012 – ex vivo, in vivo (arme Ratten!) und in vitro models).

Darüber hinaus verbessert Quercetin die epithelial-mesenchymale Transition renaler Tubulusepithelzellen bei diabetischer Nierenerkrankung und wird mit einer Hemmung der mTORC1/p70S6K-Aktivierung in Verbindung gebracht (Lu et al., 2015).

Quercetin zeigt zusammen mit anderen nutrazeutischen SIRT1-Modulatoren Effekte auf die mTOR/S6K1/4E-BP1-Signalisierung und weist auf eine wichtige Beziehung zum mTOR-Signalweg hin (Bianchi & Giovannini, 2018).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Quercetin auf vielfältige Weise mit dem mTOR-Signalweg interagiert und potenzielle Vorteile bei der Verbesserung der Zellfunktion, der Hemmung der Krebsentstehung sowie ein therapeutisches Potenzial bei verschiedenen Krankheiten aufweist. Die Modulation des mTOR-Signalwegs durch Quercetin unterstreicht seine wichtige Rolle bei der Beeinflussung von Zellwachstum, Stoffwechsel und Überleben.

Diclaimer: Wenn es so klar wäre, wie oben dargestellt, gebe es zahlreiche Krankheiten nicht mehr. Für die meisten der oben dargestellten Beispiele dürfte es keine klinischen Studien geben, sondern lediglich in-vitro-Studien, oder Studien an armen Labormäusen. Die konkreten Auswirkungen auf den Menschen wurden in der Medizin noch wenig untersucht.
Der Beitrag wurde unter Zuhilfe-Name eines Wissenschafts-Bots erstellt und soll in erster Linie als Möglichkeit zum Einstieg in dieses Thema aufgefasst werden.

Bild von whaltns17 auf Pixabay

Ashwagandha und Ginseng, Anti-Aging-Wirkungen wie von Metformin und Rapamycin?

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Ashwagandha und Ginseng imitieren die Wirkungen von Off-Label Anti-Aging Medikamenten

Unter Off-Label-Medikamenten versteht man solche Arzneien, die für bestimmte Krankheitsbilder erforscht und zugelassen wurden, aber auch positive Effekte in ganz anderen Bereichen haben können.

In der an Anti-Aging- Szene erfreuen sich derzeit zwei Medikamente besonderer Beliebtheit: Das Anti-Diabetesmittel Metformin und das Immunsuppressivum Rapamycin.

Beide Medikamente gelten als sogenannte mTor-Hemmer, denen eine lebensverlängernde und verjüngende Wirkung nachgesagt wird.

Im Wissenschaftsjournal „Aging“ erschien 2017 eine Studie, die nahelegt, dass die in der Naturheilkunde und im Ayurveda beliebten Pflanzen Ashwagandha und Ginseng in Bezug auf Anti-Aging ähnliche Wirkungen entfalten könnten.

Bekannt ist bereits seit längerem, dass Rapamycin die Wirkungen von extremer Kalorienreduktion nachahmt. (Neuester Trend dazu übrigens Spermidin.)

Ein Inhaltsstoff des Ashwagandha hat es den Forschern besonders angetan, nämlich das sogenannte Withaferin A, das vor allem in den Blättern der Pflanze zu finden ist. (Die meisten Anwendungen des Ashwagandha verwenden vorwiegend die Wurzel der Pflanze.) Nach Ansicht der Forscher würde Withaferin A auf einem „Gen-Level“ eine große Ähnlichkeit zu den Arzneien Metformin und Rapamycin aufweisen.

Zudem würde die Kombination von verschiedenen Inhaltsstoffen wie zum Beispiel Withaferin A, Ginsenoside und Gamma-Linolen-Säure (GLA) starke synergistische positive Effekte zeigen.

Anzumerken ist, dass es sich bei der Studie nicht um klinische Studien, sondern um statistische Ergebnisse eines Computermodells handelt, dass die bisherigen wissenschaftlichen Erkenntnisse der Pflanzenarzneien mit den Inhaltsstoffen, Wirkungen und Signalwegen der synthetischen Drogen verglich. Die Autoren der Studie betonen dies ausdrücklich und sehen ihre Arbeit lediglich als ersten Schritt um eine spätere Verifizierung dieser Annahmen in klinischen Versuchen anzuregen.

Die Geschichte des Wirkstoffs Rapamycin

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Zu einem wichtigen Forschungsgebiet der Medizinwissenschaften zählt der sogenannte mTOR-Pfad. Der Kurzname des 1994 entdeckten Eiweißkörpers mTOR steht für die englische Bezeichnung Mammalian Target Of  Rapamycin – im sperrigen Deutsch: “Ziel des Rapamycin bei Säugetieren”. Wie der Name nahelegt, ist seine Geschichte eng verknüpft mit der Erforschung des Wirkstoffs Rapamycin.

Entdeckungsort Rapa Nui

Rapamycin ist ein bakterielles Produkt, das in Bodenproben enthalten war, die man 1965 auf der Suche nach antifungalen Substanzen auf der Osterinsel (indonesisch: Rapa Nui) entnommen hatte. Aus diesen Proben hatte 1972 eine Gruppe um den Wissenschaftler Surendra Nath Sehgal  ein Molekül aus dem Bodenbakterium Streptomyces hygroscopicus isoliert, und eine starke antimykotische (antifungale) Aktivität festgestellt. Bald stellte sich jedoch heraus, dass dieser Stoff auch immunsuppressive und zytostatische (zellwachstumshemmende) Eigenschaften aufwies.

Über die zugrundeliegende Wirkungsweise hatte man ursprünglich noch wenig Vorstellungen. 1994 entdeckte man, dass Rapamycin an einen bestimmten Eiweißkomplex in der Zelle andockte. Aber auch da blieb zunächst rätselhaft, was dieser Eiweißkomplex eigentlich sonst noch für eine Funktion  hatte, außer eben dass er als Andockstelle für das 30 Jahre zuvor entdeckte Rapamycin fungierte. Daher nannte man dieses Eiweiß-Enzym etwas einfallslos “mTOR“, mammalian Target Of Rapamycin (zu deutsch in etwa: Ziel des Rapamycin in Säugern).

Später entdeckte man, dass Rapamycin die Aktivität dieses Eiweißkomplexes (mTOR-Aktivität) mindert. In weiteren Forschungsarbeiten stellte man fest, dass Rapamycin trotz seiner immunsuppressiven Wirkung auch gegen bestimmte Tumore und andere Krankheitsbilder wirksam ist. In der Folge wurde es sogar als lebensverlängerndes Anti-Aging-Mittel gehypt. Irgendwie passt das alles nicht zusammen, Immunsuppression und gleichzeitig Bekämpfung bestimmter Tumore? Jedenfalls scheint heute klar zu sein, dass die Wirkungsweise des Rapamycins auf die Hemmung des mTOR-Signalwegs zurückzuführen ist und mTOR eine wesentliche Schlüsselstelle im Körper darstellt, ohne die die Energieverwertung und Regulierung der Energie gar nicht denkbar ist.

Die Osterinsel ist uns allen ja für diese riesigen einzigartigen Steinskulpturen bekannt. Dass sie anscheinend auch einzigartig für das Vorkommen bestimmter Moleküle ist, wird selten erwähnt.

Eine Gedenktafel auf der Osterinsel erinnert an die Entdeckung des Rapamycin.

Eine Gedenktafel auf der Osterinsel erinnert an die Entdeckung des Rapamycin.

Rapamycin wird seit einiger Zeit als das Anti-Aging-Mittel schlechthin gehandelt, für das es einige bewährte Anwendungsgebiete gibt. Angesichts der vielversprechenden Ergebnisse einiger klinischer Studien, zum Teil auch bei sehr schwerwiegenden Erkrankungen, stellt sich die Frage, warum die therapeutischen Anwendungsgebiete von Rapamycin nicht viel intensiver erforscht werden. Die Antwort ist leider banal. Rapamycin ist nicht mehr patentierbar. Deshalb haben Pharmaunternehmen wenig Interesse daran, Geld in die Erforschung dieses Wirkstoffs zu investieren. Diese Feststellung trifft eines der renommiertesten Wissenschaftsmagazine Nature im Jahr 2014.

Zu Rapamycin liegt also noch Vieles im Dunkel.

mTOR wirkt in verschiedenen wichtigen Signalwegen (Complex 1 MTORC1 und Complex 2 MTORC2) und die Hemmung oder Aktivierung des jeweiligen Complexes bedingt wohl auch verschiedene Auswirkungen. Und was die Beeinflussung des zweiten Signalwegs (MTORC2) betrifft, steckt die Forschung überhaupt noch in den Kinderschuhen.

Jedenfalls dürfte die Hemmung und die Aktivität des mTOR-Signalwegs erhebliches Potential haben, die Gesundheit des Menschen zu beeinflussen.

Insbesondere auf die Hemmung des mTOR-Signalwegs konzentriert sich die Wissenschaft zunehmend. Wege, den mTOR-Weg mit natürlichen Mitteln zu beeinflussen, finden Sie in diesem Beitrag.

Rotwein und Testosteron

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Rot ist die Farbe der Liebe und rot ist so mancher Wein.

Seit einigen Jahren beschäftigen sich Forscher mit den gesundheitlichen Auswirkungen des Rotweins. Angefangen hat es damit, dass Wissenschaftlern aufgefallen war, dass Menschen in Frankreich trotz hohen (Rot-)Weinkonsums seltener von Herz- Kreislauferkrankungen betroffen sind. Und wie so oft in der Geschichte der  Medizinwissenschaften verwandelte sich ein Trotzdem (geht es mir gut)  zu einem späteren Deshalb (geht es mir gut). Man kam  zu dem Schluss, dass Rotwein gesundheitsfördernde Auswirkungen hat. Geradezu gehypt wurde dabei ein Inhaltsstoff, der sich in vielen Rotweinen findet, das Resveratrol.

Unzählige Studien beschäftigen sich mit diesem Inhaltsstoff, und ob es nun stimmt oder nicht, im allgemeinen medizinischen Mainstream wird Weinkonsum nicht mehr so verteufelt wie das früher einmal der Fall war.

Auch zählte es früher zum medizinischen Predigtdienst, dass Alkohol nichts für die Lust wäre, oder – um es wissenschaftlicher auszudrücken – ein Testosteronsenker wäre. Dass eigentlich jede/r, der sich mit der Sache selbst praktisch beschäftigt hatte, eigentlich zu umgekehrten Ergebnissen gelangte, spielt nicht so die Rolle, denn Wissenschaft hat ja immer Recht. 😉

Aber auch hier, wie so oft die wissenschaftliche Umkehr: Entgegen früheren Unkenrufen gilt Rotwein neuerdings sogar als Testosteronbooster. Ein schwerer Schlag für die Bodybuilding-Community, die ja in diversen Foren, basierend auf wissenschaftliche Studien, immer vor Alkohol gewarnt hatte und statt dessen auf künstliche Steroide gesetzt hatte.

Zumindest eine Studie1)https://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130107161424.htm2)https://nutritionj.biomedcentral.com/articles/10.1186/1475-2891-11-67 legt nahe, dass das im Rotwein enthaltene Quercetin die Testosteronausscheidung über die Nieren hemmt. Das hätte der Studie zur Folge zwei Auswirkungen: Zum einen kann der Testosteronhaushalt länger hoch gehalten werden, zum anderen kommt es bei Urin-Proben bei Dopingkontrollen zu niedrigeren Werten. Ein zB. auffälliger Testosteronwert wird so im Urin nicht nachgewiesen. Einen ähnlichen Effekt vermutet man übrigens auch beim Konsum von Grüntee.

Warum Rotwein den Testosteronhaushalt puschen dürfte, so ganz genau weiß man es noch nicht. Und vielleicht ist es ja sogar jeglicher Alkohol? Mal sehen, was da in Zukunft noch auf uns zukommt.

Eine italienische Studie hat sich einmal weniger mit dem Testosteron beschäftigt, sondern ganz allgemein mit dem Zusammenhang von Rotwein und Sex-Drive, in diesem Fall bei Frauen. Knapp 800 Frauen wurden zu ihrem Alkoholgenuss und ihrem sexuellen Verhalten befragt. Und siehe da, diejenigen, die zwei Gläser Rotwein tranken, lagen lustmäßig vor allen anderen Alkoholkonsumentinnen. Abgeschlagen hinter den Alkoholkonsumemtinnen, die Abstinenzlerinnen.

Nun soll hier nicht der Eindruck erweckt werden, dass  Alkohol notwendig wäre, damit man/frau es richtig krachen lassen kann. Sieht man sich Kulturen und Religionen an, die auf Alkohol gänzlich verzichten, kommt man zu dem Schluss, ohne geht’s genauso, wenn nicht sogar besser. Vielleicht sollte man aber mal an die ganze Sache weniger verkrampft herangehen und mehr auf die innere Stimme hören.

Rotwein enthält jedenfalls ein ganzes Fass von hochwirksamen Inhaltsstoffen. So nimmt man an, dass der Inhaltsstoff Resveratrol, genauso wie das Quercetin, ein natürlicher Hemmer des mTor-Signalwegs ist. Aber das ist ein anderes Kapitel, das der werte Leser, die werte Leserin, bei Interesse hier nachlesen kann.

Quellenverzeichnis

Ashwagandha und Ginseng als Anti-Aging Mittel

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In der Biochemie werden mehrere Pharmazeutika als potenzielle Anti-Aging-Mittel gehandelt. Schon länger ist bekannt, dass auch der tempöräre Verzicht auf Nahrungs- und Energieaufnahme erhebliche Anti-Aging-Wirkungen zeitigt. Zunehmend setzt sich auch die Meinung durch, dass auch Medikamente oder bestimmte Nahrungsmittel geeignet sind, die Wirkungen des (Intervalll-)Fastens nachzubilden.

Zwei von diesen Medikamenten, denen eine ähnliche Wirkung wie dem Fasten zugeschrieben wird, sind Metformin und Rapamycin.  Das eigentliche Anwendungsgebiet von Metformin ist die Behandlung von Diabetes Typ 2. Rapamycin  (ein Stoffwechselprodukt von Bakterien, die auf der Osterinsel Rapa Nui gefunden wurde) wird unter anderem zur Verhinderung von Immunreaktionen nach Organtransplantationen eingesetzt. Beiden Substanzen ist gemein, dass sie den mTOR – Wirkmechanismus hemmen. Der mTOR-Pfad ist ein zelluläres Signalnetzwerk, das für das Zellwachstum und die Zellproliferation benötigt wird, aber im späteren Leben auch Probleme verursachen kann und im Fall von übersteigerter Aktivität mit zahlreichen Krankheiten in Verbindung gebracht wird.

Schon länger ist der Wissenschaft aufgefallen, dass  Metformin und Rapamaycin offenbar in der Lage sind, über den ursprünglichen Anwendungsbereich hinaus, gesundheitsfördernde, bzw. krankheitsabwehrende Mechanismen auszulösen. Dies ist insofern bemerkenswert, da man ja Rapamycin auch dazu einsetzt, das Immunsystem zu schwächen (zB um Organabstoßungen zu vermeiden).

In einer  amerikanischen Studie aus dem Jahr 20161)https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Towards+natural+mimetics+of+metformin+and+rapamycin, erwiesen sich mehrere Stoffe als geeignet, die Wirkmechanismen von Metformin- und Rapamycin nachzubilden, einschließlich Allantoin und Ginsenosid (Metformin), Epigallocatechingallat und Isoliquiritigenin (Rapamycin) und Withaferin A (beide).

Letzteres (Withaferin A) ist in Blatt, Stengel und Wurzel der vor allem in Indien und Afrika beheimateten Pflanze Ashwagandha enthalten.

Ashwagandha gilt im Hype um traditionelle Pflanzen, deren Wirkkraft wissenschaftlich untersucht wird, quasi als das neue Kurkuma. Und um bei dem Vergleich zu bleiben, so wie es im Kurkuma das in ihm enthaltene Curcumin ist, das dem primären Forschungsinteresse dient, sind es beim Ashwagandha die in ihm enthaltenen Withanolide, speziell das Withaferin A. Withaferin A findet sich in allen Bestandteilen der Pflanze (Wurzel, Blatt, Stengel). In den Blättern dürfte sich der höchste Anteil befinden.

Gerade dem Withaferin A wird ein immer großes Potenzial für zahlreiche medizinische Anwendungen attestiert.2)https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4813154/3)https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/284131544)https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/306986835)https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29659590

 

Interessanterweise wurde in manchen Ashwagandha-Produkten der letzten Jahre bewerbend häufig darauf hingewiesen, dass der Anteil an Withaferin A nicht sehr hoch wäre. Offenbar hatte das Withaferin A früher einen schlechten Ruf. In einer beliebten Extraktionsmethode (KSM-66), das auch bereits Gegenstand einiger klinischer Studien war, wurde und wird häufig informiert, dass der Withaferin A Gehalt sehr gering wäre (kleiner als 0,1%). Dies scheint im Gegensatz zu den zunehmend positiv erforschten Eigenschaften des Withaferin A zu stehen.

Quellenverzeichnis

Quellenverzeichnis
↑1 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Towards+natural+mimetics+of+metformin+and+rapamycin
↑2 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4813154/
↑3 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28413154
↑4 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30698683
↑5 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29659590

Meta-Studie zum Intervallfasten – Intermitting Fasting – Intermittierendes Fasten

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So, jetzt haben wir es schwarz auf weiß in einer Meta-Studie.

Eine Meta-Studie aus dem Jahr 2017 hat sich mit dem Hype des Kurzzeitfastens auseinandergesetzt. Meta-Studien sind Studien, die eine Vielzahl von Einzelstudien kritisch beleuchten und kollektiv zusammenfassen. Sie gelten als verlässlichere Quelle für wissenschaftliche Schlussfolgerungen als Einzelstudien.

Zum intermittierenden Fasten, oder auch Intervallfasten, zählt man mehrere Systeme, denen gemeinsam ist, dem Körper regelmäßig, keine Kalorien über Nahrung zuzuführen. Die häufigsten Varianten sehen vor, 12 Stunden bis 36 Stunden (=ein ganzer Kalendertag plus Schlaf) nichts zu essen und keine kalorienhaltigen Getränke einzunehmen.
Sehr beliebt ist die 16:8 Methode, also das Zeitfenster der Nahrungsaufnahme auf 8 Stunden pro Tag zu reduzieren. Im Prinzip ist dies leicht erreichbar, wenn man entweder das Abendessen (Dinner-Cancelling) oder das Frühstück (Skip Breakfast) auslässt. Fällt vielen nicht besonders schwer und hilft vielen zu einer besseren Figur.

In diversen Internet-Foren und Facebook Gruppen häufen sich Nachrichten dazu, wie einem das beim mühelosen Abnehmen helfen kann (Vorher-Nachher-Bilder) und dass  dadurch neben dem Fettabbau andere vorteilhafte Körperprozesse wie die Autophagie (Autophagozytose), oder die Hemmung des sogenannten M-Tor Signalweges gefördert würden. Insbesondere gibt es Hinweise darauf, dass die Insulinsensibilität durch intermittierendes Fasten verbessert wird, was wiederum nahelegt, dass auch bereits eingetretene Diabetes II – Erkrankungen verbessert (oder gar geheilt?) werden könnten.

Fasten hilft beim Abnehmen. Aber das ist übertrieben. Bild Tuco

Vieles ist aber noch im Bereich der Spekulation und daher sind die Schlussfolgerungen der Meta-Studie1)Volltext de Studie (englisch): http://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev-nutr-071816-064634?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori%3Arid%3Acrossref.org&rfr_dat=cr_pub%3Dpubmed& auch entsprechend vorsichtig: Nichts genaues weiß man noch nicht wirklich, aber es gibt einige vielversprechende Perspektiven für die Zukunft. Selbst ein einzelnes Fastenintervall  (z. B. über Nacht) kann Werte einiger metabolischer Biomarker, die mit chronischen Erkrankungen in Verbindung stehen, (wie zB Insulin und Glukose) reduzieren. Aus diesem Grund werden ja seit Langem auch diverse medizinische Messungen, auf leeren Magen gemacht. Zudem scheint es so, dass fast jede Art des Intervallfastens zu etwas Gewichtsverlust führen kann. Von den 16 in der Übersicht eingeschlossenen Interventionsstudien berichteten 11 über statistisch signifikanten Gewichtsverlust.Und da Tucomas ein Gegner von Tierversuchen ist, wird hier auch nicht auf zahlreiche Tierversuche verwiesen.

Derzeit glaubt man relativ sicher (aber was ist schon relativ sicher?) sagen zu können, dass es nicht besonders schädlich ist. – Auch schon was! 😉

Quellenverzeichnis

CC BY-SA 3.0

Der mTOR-Signalweg und seine (auch natürliche) Hemmung und Aktivierung

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Aktiviert wird der mTOR-Signalweg u.a. durch die Hormone Testosteron, IGF-1, Insulin oder auch  durch simples Krafttraining. Auch scheint die Aktivierung des mTOR-Signalwegs bestimmte Aspekte des Gedächtnisses zu fördern. Und auch hier zeigt sich die ambivalente Wirkungsweise des mTOR Enzyms. Da unser Gedächtnis auch negative Ereignisse, wie zB Traumata, speichert, wird  von Wissenschaftlern neuerdings zur Behandlung […]

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