Zellen wechseln bei Stress die Strategie zur Energiegewinnung
Forscher untersuchen die Unterbrechung des Zuckerstoffwechsels durch oxidativen Stress
Jede Körperzelle benötigt Energie zum Leben und diese bezieht sie im Normalfall aus Traubenzucker. Dieser Zucker wird abgebaut und daraus diverse Baustoffe und Energie gewonnen.
Seit einigen Jahren wissen Biologen aus Beobachtungen, dass Körperzellen diesen Zuckerstoffwechsel unterbrechen, wenn es zu oxidativem Stress kommt. Durch Entzündungen etwa geraten die Zellen in Ausnahmezustände und müssen darauf reagieren.
Die Blockade durch GAPDH
Die sichtbare Reaktion ist eine Blockade des Zuckerstoffwechsels. Diese entsteht, da das Enzym GAPDH, das für den Zuckerstoffwechsel unbedingt notwendig ist, inaktiv wird. Bisher konnten Forscher sich allerdings nicht erklären, warum GAPDH einfach abgeschaltet wird.
Man ging in den Lehrbüchern jedoch davon aus, dass dies nicht zielgerichtet geschieht, sondern eine traurige Nebenwirkung der Stresssituation ist. Immerhin brauchen die Körperzellen die Energie, warum sollten sie also selbst das Enzym deaktivieren und sich damit schaden?
Überlebenssicherung der Zellen
Aktuelle Erkenntnisse werfen diese Annahme nun über den Haufen und zeigen, dass eher das Zuckerstoffwechsel unterbrechen, wenn es zu oxidativem Stress Gegenteil der Fall ist: die Zellen verzichten mit Absicht auf den normalen Zuckerstoffwechsel, um damit ihr Überleben zu sichern. Doch wie überleben die Zellen denn ohne die Energie aus Zuckers?
Das fand man im Labor heraus, indem man das Enzym GAPDH so veränderte, dass es nicht mehr auf oxidativen Stress reagierte. Es arbeitete also auch dann normal, wenn die Zelle eigentlich bedroht wurde.
Vom Einzeller bis zum Menschen
Gleichzeitig führte man den Versuch auch mit unverändertem GAPDH durch. Es zeigte sich, dass beide Enzyme im Normalfall ihre Arbeit taten.
Unter oxidativem Stress jedoch, bekam das veränderte GAPDH Probleme, was das Zellwachstum negativ beeinflusste. Die Zellen mit natürlichem GAPDH dagegen stiegen auf eine alternative Energiegewinnung mit dem Molekül NADPH um und wuchsen sogar besser.
Sehr interessant ist, dass dieser Mechanismus nicht nur bei Menschen oder allgemein den höher entwickelten Tieren auftritt, sondern sich durch alle Lebewesen zu ziehen scheint. Im Labor experimentierten die Forscher mit Bakterien und konnten den Mechanismus sogar in den Einzellern nachweisen.
