Entkoppelte Atmung, Stoffwechselgleichgewicht und Lebensspanne

In der Alternsforschung gibt es derzeit drei Hypothesen, die eine Beziehung zwischen dem Energiestoffwechsel von Tieren und deren Lebensalter beschreiben. Die erste, etwa 100 Jahre alt, beschreibt einen negativen Zusammenhang zwischen dem Grundumsatz und dem Lebensalter eines Säugetieres. Eine neue Hypothese sagt voraus, dass das Auftreten entkoppelter Atmung in den Mitochondrien bestimmend für das Lebensalter ist. Beiden Theorien gemeinsam ist, dass die Entstehung freier Radikale des Sauerstoffs, sogenannter "ROS", die Ursache für eine Verknüpfung zwischen Energiestoffwechsel und Lebensalter sind. Bei entkoppelter Atmung wird die oxidative Phosphorylierung von der ATP Synthese entkoppelt und dabei entstehende Energie wird als Wärme frei. Bei dieser entkoppelten Atmung während zitterfreier Wärmebildung entstehen deutlich weniger ROS und daher wird angenommen, dass sie vorteilhaft für die Lebenspanne ist. Die dritte Hypothese weist auf die Bedeutung eines Stoffwechselgleichgewichts hin, das, anstatt der Stoffwechselrate selbst, bestimmend für das Lebensalter sein soll. In dem von uns vorgeschlagenen Projekt soll ein experimenteller Test dieser drei Hypothesen am Beispiel von Labormäusen (Stamm C57 BL6) erbracht werden. Speziell planen wir umfangreiche, lebenslange Messungen zum Energiestoffwechsel der Tiere sowie zu deren ROS Produktion. Wir beabsichtigen, bei den Tieren, bei gleicher Energieausgabe, durch Kälteexposition entkoppelte Atmung zu induzieren und erwarten, dass sich dies positiv auf ihr Lebensalter auswirkt. Anhand des Vergleiches der Lebensspanne von Tieren unter konstanten Temperaturbedingungen mit Tieren die abwechselnd kalter und warmer Umgebung ausgesetzt sind, beabsichtigen wir, zum ersten Mal in einem Experiment, die Stoffwechselgleichgewichts- Hypothese zu testen. Unsere Ergebnisse sollen dazu beitragen, eine experimentelle Grundlage für die Theorie der entkoppelten Atmung zu liefern und sollen außerdem helfen, die Beziehung zwischen Lebensalter und Stoffwechsel über die Beobachtung dieser näher zu erforschen.