 |  | Johanna Hauser |
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02.10.2026 07:00 Uhr |
Das Mitochondrienlipid Cardiolipin spielt eine zentrale Rolle für die Funktion der zellulären Kraftwerke. / © Getty Images/Nanoclustering/Science Photo Library
Muskelfasern lassen sich in einen schnell und einen langsam kontrahierenden Typ einteilen. Letztere sind auf Ausdauer spezialisiert und enthalten aufgrund ihres oxidativen Stoffwechsels mehr Mitochondrien. Im Zuge des Alterungsprozesses arbeiten die Mitochondrien weniger effizient, die Muskeln werden schwächer. Paradoxerweise nimmt aber der Anteil langsam kontrahierender Muskelfasern zu.
Ein internationales Team um Dr. Fabian Finger von der Universität Kopenhagen fand nun eine mögliche Erklärung für diese widersprüchliche Entwicklung. Die in »Nature Aging« veröffentlichte Arbeit legt nahe, dass Cardiolipin eine entscheidende Rolle bei dieser Entwicklung spielt. Das fast ausschließlich in der inneren Membran von Mitochondrien vorkommende Lipid ist für die einzigartige Faltung der Membran, an der die Energiegewinnung stattfindet, unverzichtbar. Sinken die Cardiolipinspiegel, produzieren die Mitochondrien mehr zellschädigende reaktive Sauerstoffspezies (ROS). In der Folge produzieren die Mitochondrien weniger Energie und die Funktion der Zellen wird beeinträchtigt.
Die Wissenschaftler stellten fest, dass der Cardiolipinspiegel in den Muskelmitochondrien von Mäusen und Menschen mit zunehmendem Alter und bei Krankheiten sinkt. Aber ist der sinkende Spiegel Ursache oder Folge? Um diese Frage zu beantworten, simulierten die Forscher den altersbedingten Abfall und senkten den Cardiolipinspiegel junger Mäuse. Dabei beobachteten sie eine Verschiebung von schnell zu langsam kontrahierenden Muskelfasern. Und: Der Effekt ließ sich umkehren. Erreichte der Cardiolipinspiegel wieder etwa zwei Drittel des Normalwerts, kehrte sich der Muskelschwund um und die vorzeitige Sterblichkeit der Mäuse ging zurück.
Doch welche Signale lösen diesen Effekt aus? Hier kommen erneut die reaktiven Sauerstoffspezies ins Spiel. Diese entstehen in den gestressten Mitochondrien bei niedrigen Cardiolipinwerten verstärkt. Die ROS schädigen die Zellen, sie fungieren aber auch als Stresssignal. Als die Wissenschaftler ein Antioxidans einsetzten, das die ROS abfängt, wurde die Umwandlung zu langsam kontrahierenden Fasern verlangsamt.
Laut den Forschern vermittelt der Estrogen-related receptor γ (ERRγ) die durch Cardiolipin-Verlust ausgelöste Anpassung des Muskelfaserprofils: Der erhöhte oxidative Stress aktiviert den Transkriptionsfaktor ERRγ. Dieser wiederum aktiviert Programme, die den oxidativen Stoffwechsel fördern, die Mitochondrien anpassen und den Wechsel von schnellen zu langsamen Muskelfasern unterstützen. Wird ERRγ blockiert, lässt sich die Umstellung der Muskelfasern in Zellkultur nahezu vollständig unterdrücken.
