Longevity, Magazin

Was sind Sirtuine?

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Die Sirtuine sind eine Gruppe von 7 Proteinen, die schon seit längerem im Fokus der Langlebigkeit stehen. Sie nehmen Einfluss auf viele verschiedene Signalwege im Körper und konnten in Studien zu einer Lebensverlängerung von mehr als 30% führen. Diese Lebensverlängerung wird durch verschiedene Faktoren erzielt. Aktive Sirtuine schützen unsere DNA vor Schäden, bekämpfen übermäßige Entzündungsreaktionen und können unserem Körper dabei helfen, nicht mehr funktionsfähige Zellen auszusortieren. Aus diesem Grund ist die Wissenschaft dahinter mehr über diese potentiell lebensverlängernden Proteine und ihre Aktivierung herauszufinden.

Wir zeigen dir, wie die Sirtuine auf molekularer Ebene funktionieren, wie man die gesundheitsförderlichen Eigenschaften von Sirtuinen aktivieren kann und was die Sirtuin-Diät mit der Sängerin Adele zu tun hat.

Was ist überhaupt die Epigentik?

Bevor wir tiefer in das Feld der Sirtuine eintauchen, benötigen wir ein bisschen Hintergrundwissen über die Epigenetik. Die Vorsilbe Epi bedeutet so viel wie „drüber“ oder „drauf“ und genau darum geht es. Jede Zelle unseres Körpers besitzt zwar den kompletten Bauplan aller Proteine, zusammengerollt in der DNA, aber wir benötigen nie den gesamten Plan.

Stell dir das Ganze wie eine riesengroße Anleitung vor und Teile dieser Anleitung sind mit farbigem Papier überklebt, sodass du diese Abschnitte nicht lesen kannst. So in etwa kannst du dir Methylierungen vorstellen. Dies sind chemische Prozesse, die bestimmen, welche „Bauanleitungen“ (Proteine) in einer Zelle abgelesen und produziert werden und welche eben nicht.

Je nach Zellart, sieht dieses Muster ganz anders aus. Eine Herzmuskelzelle benötigt andere Proteine als eine Leberzelle, auch wenn sie beide in der Theorie die Bauanleitung für alle Proteine besitzen. Dieses Muster (die Epigenetik), welche Proteine abgelesen werden und welche nicht, ist aber nicht starr, sondern stark variabel.

Unser Lebensstil hat einen enormen Einfluss auf unsere Epigenetik. Sport, Rauchen, Schlaf, psychische Gesundheit – all das spiegelt sich in der Epigenetik wider.

Gesundes Essen
Gesunde Ernährung kann unsere Epigenetik maßgeblich positiv beeinflussen.

Sirtuine und Epigenetik

Gerät dieses Muster jedoch durcheinander, z.B. im Alter durch zunehmenden oxidativen Stress, dann kann sich das Methylierungsmuster so verändern, dass die Zelle falsche Proteine produziert und dadurch funktionsunfähig wird. Um bei dem Beispiel zu bleiben, wenn eine Leberzelle nicht mehr zuverlässig die Proteine produzieren kann, die sie für ihre Entgiftungsaufgabe braucht, dann wird sie funktionsunfähig und kann im schlimmsten Fall entarten.

Diese Art von Schaden nimmt im Alter immer mehr zu. Und hier kommen die Sirtuine ins Spiel. Forscher haben herausgefunden, dass gewisse Proteine einen schützenden Effekt haben können, darunter die Sirtuine. Wenn wir es schaffen, dass unser Körper mehr Sirtuine produziert, dann hat dies positive Auswirkungen. Wie genau, das erklären wir dir jetzt.

Labormäuse

Knock-Out Mäuse – wie finden Wissenschaftler die Funktion von Genen heraus?

Hast du dich mal gefragt, wie Forscher überhaupt herausfinden können, wie gewisse Gene oder Proteine funktionieren?

Eine bekannte Methode ist die sogenannte Knock-Out Maus. Durch die Fortschritte in der Gentechnologie können Wissenschaftler präzise einzelne Gene herausschneiden. Dies hat man auch mit den Sirtuinen gemacht, mit teils drastischen Ergebnissen. Ohne die Sirtuin-Gene (das heißt, auch ohne die Sirtuin Proteine) hatten viele Mäuse das Erwachsenenalter gar nie erreicht. Dies war der erste Hinweis, dass die Sirtuine eine wichtige Rolle im Körper spielen.

Und wie sieht es andersherum aus? Was passiert, wenn viel Sirtuine vorhanden sind? Auch hier gibt es einen Trick in der Forschung. Man kann sogenannte Promotorstellen aktivieren. Du kannst dir das wie einen Boost in der Produktion vorstellen. Wird der Promotor aktiviert, werden, in diesem Fall, mehr Sirtuine produziert. Das Interessante dabei. Die Tiere lebten länger und waren gesünder.

Jetzt haben wir die Grundlagen gelegt. Sirtuine scheinen eine wichtige Rolle in der Langlebigkeit zu spielen. Sie werden als einer der vier wichtigsten Langlebigkeitspfade bezeichnet. Der nächste Schritt ist herauszufinden, wie wir (ohne Genmanipulation) die Sirtuine aktivieren können und welche Mitglieder der Sirtuin Familie für welchen Effekt verantwortlich ist.

Die Sirtuin-Familie

Wenn wir von den Sirtuinen sprechen, dann können wir zwischen den Sirtuin-Genen und den Sirtuin Proteinen unterscheiden. In den Genen versteckt sich der Bauplan für die einzelnen Familienmitglieder. Sieben Stück sind bis jetzt bekannt. Was machen sie nun und wo finden wir sie?

Sirtuine sind sogenannte NAD-abhängige Histon Deacetylasen. Wenn du nicht gerade Biochemie studiert hast, wird dir das wahrscheinlich nichts sagen. Aber keine Sorge, wir bringen dir dieses komplexe Thema näher. Dazu starten wir mit NAD.

Sirtuine und NAD – ein effektives Duo

NAD ist die Kurzform von Nicotinamid Adenin Dinucleotid. Es ist ein wichtiges Co-Enzym in unserem Körper, welches wir vor allem in den Kraftwerken unserer Zellen, den Mitochondrien, finden. Die Sirtuin Proteine brauchen NAD als eine Art Treibstoff, um ihre biochemischen Reaktionen durchführen zu können.

Ohne NAD können die Sirtuine also nicht richtig funktionieren. Diesen Fakt kannst du dir schon mal merken, denn er spielt beim Alterungsprozess eine wichtige Rolle. Der NAD-Stoffwechsel ist ein eigenes, vielschichtiges Thema. Um es kurz zu machen, sinken die NAD-Spiegel im Alter. Hierin sehen Forscher einen der Hauptgründe für das Altern.

Regenad Nad Regenerating Complex (1)
regeNAD ist ein innovativ formulierter Komplex zur Steigerung des NAD-Spiegels - mit Luteolin und Apigenin.

Sirtuine und die Epigenetik

Jetzt haben wir im ersten Schritt klären können, dass Sirtuine NAD benötigen. Doch was bedeutet der Rest von „NAD-abhängige Histon Deacetylasen“?

Zunächst zu den Histonen. Diese Proteine sind wichtig, um die DNA möglichst platzsparend im Zellkern zu speichern. Eine Analogie dazu wären Lockenwickler. Die DNA (die Haare), wird mehrfach um die Lockenwickler (Histone) gewickelt und so verstaut.

Erinnerst du dich noch an die Methylierungen? Die farbig markierten Stellen im Bauplan der DNA, die dafür sorgen, dass gewisse Proteine nicht produziert werden? Nun, es gibt noch eine weitere, regulatorische Ebene darüber. Die Histone können auch durch Moleküle, z.B. durch Acetyl-Gruppen, markiert werden. Je nach Markierung, lässt sich die zusammengerollte DNA leichter oder schwerer vom Histon lösen. Damit kann unser Körper nochmal Einfluss darauf nehmen, welche Proteine eher produziert werden.

Genau hier greifen die Sirtuine ein. Als NAD-abhängige Histon Deacetylasen entfernen die Sirtuine Acetylgruppen von den Histonen. Somit beeinflussen sie, welche Gene in der Zelle abgelesen werden – und welche nicht.