| (1) Telomere sind schützende Nukleoproteinstrukturen an den Enden aller Chromosomen, die mit zunehmendem Alter kürzer werden. Es gibt Hinweise, dass Fettleibigkeit und Bewegung die altersbedingte Telomerverkürzung mittels Regulation der Expression von Telomerase und Shelterin-Proteinen beeinflussen. Die Ergebnisse bisheriger Studien zu diesem Thema sind allerdings widersprüchlich und auf die Analyse der Telomerlänge (TL) in Leukozyten des peripheren Blutes und einzelnen soliden Geweben beschränkt. Ziel der vorliegenden In-vivo-Studie war deshalb eine systematische Analyse der Auswirkungen von Alter, Ernährung und körperlicher Betätigung auf die TL sowie die Expression Telomer-assoziierter Proteine in peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) und einem breiten Spektrum solider Gewebe. (2) Dazu wurden 96 weibliche Sprague-Dawley-Ratten über einen Zeitraum von 10 Monaten entweder mit einer Standarddiät (normal Diät, ND) oder fettangereicherten Diät (hoch fetthaltigen Diät, HFD) gefüttert. Die Hälfte der Tiere beider Diätgruppen absolvierte während der gesamten Studiendauer an jeweils fünf aufeinanderfolgenden Tagen pro Woche eine 30-minütige Laufeinheit auf einem Laufband mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/s. Die restlichen Tiere dienten als inaktive Kontrollen. Zur Untersuchung von Alterseffekten wurde zusätzlich eine weitere Gruppe von 24 jungen Ratten (4 Monate alt) nach einer Woche Eingewöhnung sakrifiziert und die verschiedenen Gewebe analysiert. Relative Telomerlänge (RTL) und mRNA-Expression von Telomerase (TERT) und den Shelterinen TERF-1 und TERF-2 wurden in PBMCs und den folgenden neun soliden Geweben kartiert: Leber, Skelettmuskel, Brustschlagader, Dickdarm, Milz, Nieren, Gehirn, Lungen und viszerales Fett. (3) Die Korrelationsanalyse ergab keine systematische Korrelation zwischen RTL in PBMCs und soliden Geweben. Während die RTL in PBMCs positiv mit jener in Niere, Skelettmuskel und Leber korrelierte, zeigte sich eine inverse Korrelation für Dickdarm und Aorta. Während der zehnmonatigen Studiendauer kam es zu keiner systematischen Verkürzung der Telomere in PBMCs und soliden Geweben. Im Lungengewebe und in viszeralem Fett älterer Tiere war RTL sogar höher als bei jungen Tieren, während das Gegenteil in der Aorta gefunden wurde. Erwartungsgemäß induzierte die HFD eine ausgeprägte Adipositas mit einem signifikant höheren Körpergewicht (coND = 413,41 ± 6,17 vs. coHFD = 523,75 ± 14,33, p < 0,0001). Die HFD-bedingte Adipositas führte zu keiner systematischen Veränderung der RTL. Ebenso war die mRNA-Expression der Telomer-assoziierten Gene TERT, TERF-1 und TERF-2 vergleichbar zwischen adipösen Tieren und nicht-adipösen Kontrollen. Lediglich im Nierengewebe und in viszeralem Fett unterschieden sich RTL- und die mRNA-Expression von TERT, TERF-1 und TERF-2 signifikant zwischen adipösen und nicht-adipösen Tieren. Regelmäßiges Laufen hatte heterogene Auswirkungen auf RTL und die mRNA-Expression Telomer-assoziierte Gene. Nur in einzelnen Geweben, wie Aorta und Dickdarm, fand sich eine signifikant höhere mRNA Expression von einem oder mehrerer Telomer-regulierender Gene. Eine Wechselwirkung zwischen HFD und körperlicher Betätigung wurde nur in den Nieren beobachtet, wo sportlich aktive HFD Ratten eine vergleichbare RTL aufwiesen wie inaktive ND Tiere. Unabhängig von der Ernährung führte langfristiges Training zu erhöhtem oxidativ-nitrosativem Stress, der einen Teil der RTL-Variation im Blut erklärte. Umgekehrt reduzierte regelmäßige Bewegung die Serumkonzentration inflammatorischer Zytokine bei adipösen HFD Tieren. (4) Die vorliegenden Ergebnisse legen nahe, dass RTL und die Expression von Telomer-regulierenden Genen wie Telomerase und Shelterinen gewebespezifisch reguliert sind. Darüber hinaus ließ sich keine Verkürzung der Telomere in PBMCs und soliden Geweben während der zehnmonatigen Alterungsperiode nachweisen. Ebenso wenig wie das Alter hatten auch die beeinflussbaren Lebensstilfaktoren Bewegung und Ernährung keinen systematischen Einfluss auf RTL und die Expression von Telomer-regulierenden Genen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse ist die Rolle der RTL in PBMCs als Marker des biologischen Alterungsprozesses in Frage zu stellen.
(1) Hintergrund; (2) Materialien und Methoden; (3) Ergebnisse; (4) Schlussfolgerung
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