Körperliche Aktivität im Alter zeigt überraschende Wirkung auf Mitochondrien

Gesündere Alterung dank mehr Bewegung

Körperliche Aktivität im Alter verbessert die Gesundheit und schützt vor Krankheiten. Bisher war allerdings unklar, worauf dies genau zurückzuführen ist. Jetzt wurde ein Mechanismus identifiziert, der eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Fitness spielt und die Erhaltung der Muskelfunktion und der Bewegungstoleranz im Alter ermöglichen könnte.

In einer neuen Studie unter Beteiligung von Fachleuten der Harvard Medical School wurde die Rolle der mitochondrialen Dynamik bei körperlicher Aktivität an der Wurmart Caenorhabditis elegans untersucht. Die Ergebnisse sind in dem Fachblatt „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) veröffentlicht.

Im Alter nahm die Fitness der Würmer ab

Das Team analysierte die Auswirkungen von Schwimmen und Kriechen bei den Tieren. Dabei beobachteten die Forschenden eine typische altersbedingte Abnahme der körperlichen Fitness, als sich die Tiere über einen Zeitraum von 15 Tagen im Erwachsenenalter befanden.

Außerdem identifizierten die Fachleute bei den alternden Würmern eine signifikante, fortschreitende Verschiebung hin zu fragmentierten und/oder desorganisierten Mitochondrien.

Würmer, welche den ersten Tag ihres Erwachsenenalters erreicht hatten, zeigten nach der körperlichen Aktivität über eine Stunde Ermüdung. Zusätzlich nahm die Fragmentierung der Mitochondrien in den Muskelzellen der Tiere zu. Nach 24 Stunden war jedoch die Leistung und die Funktion der Mitochondrien wiederhergestellt.

Bei älteren Tieren (fünfter und zehnter Tag ihres Erwachsenenalters) war dagegen nach 24 Stunden keine vollständige Rückkehr der Leistung zu ihrem Ausgangswert festzustellen. Die Mitochondrien der älteren Tiere durchliefen ebenfalls einen Zyklus von Fragmentierung und Reparatur, die Neuorganisation des Netzwerks fiel jedoch schwächer aus, verglichen mit jüngeren Tieren, so die Forschenden.

„Wir haben festgestellt, dass eine einzige Trainingseinheit einen Zyklus von Ermüdung und Erholung der körperlichen Leistungsfähigkeit auslöst, der mit einem Zyklus des Wiederaufbaus des mitochondrialen Netzwerks einhergeht“, erläutert Studienautorin Juliane Cruz Campos in einer Pressemitteilung.

Mitochondriale Dynamik wichtig für die körperliche Fitness

Dabei zeigte sich laut der Expertin, dass das Alter das Ausmaß des Zyklus reduzierte, was mit einem parallelen Rückgang der körperlichen Fitness verbunden war. Dies lasse vermuten, dass die mitochondriale Dynamik eine wichtige Rolle für die Aufrechterhaltung der körperlichen Fitness spielen könnte.

Der Zyklus der Fragmentierung und Reparatur von Mitochondrien sei für die Gesundheit von entscheidender Bedeutung. Liegt eine Störung der mitochondrialen Dynamik vor, ist dies mit der Entwicklung und dem Fortschreiten chronischer, altersbedingter Erkrankungen (beispielsweise Herzkrankheiten und Typ-2-Diabetes) verbunden, so das Forschungsteam.

Vorteile eines langfristigen Trainings

In einem weiteren Versuch schwammen die Würmer ab dem Beginn des Erwachsenenalters an zehn aufeinanderfolgenden Tagen täglich eine Stunde. Ein solches langfristiges Training verbesserte die Fitness der Tiere im mittleren Alter erheblich. Zusätzlich wurde auch die typischerweise während des Alterns auftretende Beeinträchtigung der mitochondrialen Dynamik abgeschwächt.

Die Forschenden stellten weiter fest, dass Würmer mit erhöhten Werten eines speziellen Moleküls (AMPK) eine verbesserte körperliche Leistungsfähigkeit aufwiesen. AMPK ist ein wichtiger Regulator für die Energiezufuhr bei körperlicher Betätigung und fördert den Umbau der mitochondrialen Morphologie und des Stoffwechsels.

Außerdem war bei Tieren mit erhöhten Werten von AMPK zu beobachten, dass die körperliche Leistungsfähigkeit während des Alterns erhalten blieb, sich aber nicht steigerte, fügen die Fachleute hinzu.

Geringere körperliche Leistungsfähigkeit durch fehlendes AMPK

Fehlte den Würmern dagegen AMPK, war dies mit einer geringeren körperlichen Leistungsfähigkeit während des Alterns verbunden, zusätzlich war auch der Erholungszyklus der Tiere beeinträchtigt. Bei diesen Würmern konnten zudem keine die Alterung verzögernden Vorteile von körperlicher Betätigung im Laufe der Lebensspanne identifiziert werden.

Bewegung verbessert Gesundheit und Lebensqualität

„Ein wichtiges Ziel auf dem Gebiet des Alterns ist es, Maßnahmen zu finden, die nicht nur die Lebensspanne verlängern, sondern auch die Gesundheit und die Lebensqualität verbessern“, erläutert Studienautor Professor T. Keith Blackwell.

Wenn Menschen altern, bilde die Abnahme der Muskelfunktion und der Bewegungstoleranz ein großes Problem, welches mit erheblicher Morbidität verbunden sei. Die neue Studie weise hier auf Interventionspunkte zur Erhaltung der Muskelfunktion hin, was sich wahrscheinlich auch vorteilhaft auf andere Aspekte des Alterns auswirke.

In weiteren Studien sollte jetzt untersucht werden, wie genau die Plastizität des mitochondrialen Netzwerks die körperliche Fitness, die Langlebigkeit und altersbedingte Krankheiten beim Menschen beeinflusst, so Blackwell. (as)