7. Ausgabe 01/11 - Fachschaft Chemie - TUM

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Anfang der 1990er-Jahre wurde von einer merkwürdigen Beobachtung berichtet, dem „französischen Paradoxon“: Trotz des vielen Rauchens und einer cholesterolreichen Kost lag die Herzinfarktrate in Frankreich – vor allem im Süden – um rund 30-40 % niedriger als in anderen EU-Länder und in den Vereinigten Staaten. Erklärung der Wissenschaftler: Es muss am Rotwein liegen. Der hohe Konsum solle den Kreislauf schützen. In der Tat konnten Studien vom Team um A. Klatsky und dem Copenhagen City Heart Studios zeigen, dass Ethanol bei moderatem Konsum für den vaskulären Schutz verantwortlich ist. Allerdings ist auch eine weitere im Wein in hoher Konzentration vorliegende Substanz für eine (kleinere) lebensverlängernde Wirkung verantwortlich: das Resveratrol. Der „Wirkstoff des Rotweins“ war zu diesem Zeitpunk schon länger bekannt. Er wurde bereits in zahlreichen Nahrungspflanzen wie Erdnüssen, Maulbeeren und auch Trauben nachgewiesen. Besonders in der Haut von roten Weintrauben wurde eine vergleichsweise sehr hohe Konzentration gemessen und im Rotwein selbst liegt seine Konzentration bei etwa 20-30 mg/l. In der Natur dient Resveratrol, Bestandteil des pflanzlichen Immunsystems, als „biologische Vielzweckwaffe“. Es schützt die Weintraube vor Pilz-, Bakterien und Virusinfektionen sowie vor Umwelteinflüsssen. Als Polyphenol besitzt es eine sehr starke antioxidative Wirkung, News Trinke Wein, lebe länger? „Ein Glas Wein auf die Suppe ist dem Arzt einen Taler entzogen.“ Als „Wirkstoff des Weins“ hat Resveratrol immer mehr Ansehen in der pharmazeutischen Industrie gewonnen. von Simon Nadal das heißt es verhindert die Oxidation empfindlicher Moleküle der Zelle, indem es z.B. reaktive Sauerstoffradikale abfängt. Im Reservatol ermöglichen dies die Hydroxylgruppen am Aromaten. Außerdem besitzt der Stoff eine antiinflammatorische Wirkung. Übersetzt heißt das, dass Resveratrol Entzündungsreaktionen hemmt. Diese Reaktionen dienen Organismen als Abwehrmechanismen gegen Krankheitserreger während einer Infektion. Bleiben diese Inflammationen nach erfolgreicher Abwehr des Auslösers bestanden, kommt es zu chronischen Entzündungen, welche Alterungsprozesse sowie degenerative Erkrankungen begünstigen. Antiinflammatorische Substanzen hemmen diese chronischen Entzündungen und finden daher auch viele Anwendungen in der Medizin. Nebenbei wurden dem Stoff noch weitere Wirkungen nachgewiesen, wie zum Beispiel die Abdichtung von Protonenlecks in Mitochon- 6 drien, welche zu einem leichten Kurzschluss in der Atmungskette und damit Energieverlust führen, aber auch der Schutz vor Krebs und vielem mehr. Doch wie wirkt nun Resveratrol auf unsere Franzosen und andere Rotweinliebhaber? Studien konnten zeigen, dass Resveratrol auf unterschiedliche Organismen die gleiche lebensverlängernde Wirkung wie eine anhaltende Kalorienrestriktion (CR) hat und somit zu den CR- Mimetika zählt. Die Kalorierestriktion gehört zu den am Besten untersuchten Therapieansätzen der Anti-Aging- Medizin (auf Altdeutsch = Anti- Alterungs-Medizin, bitte sehr Herr Westerwelle) und ist bis heute die einzige Maßnahme, für die experimentell tatsächlich eine Lebensverlängerung nachgewiesen werden konnte. Der Mechanismus der CR wurde in den letzten Jahren aufgeklärt. In erster Linie werden dabei Sirtuine aktiviert (Histon-Deacetylasen) und unter deren Einfluss kommt es zu vermehrter DNA-Reparatur, wodurch die Einzelzelle länger überlebt und somit auch der gesamte Organismus. CR-Mimetika aktivieren die gleichen biochemischen Prozesse wie eine Kalorienreduktion, ohne dass der Mensch eine Hungerdiät einhalten muss und sind daher sehr interessant für die Pharmaindustrie.
Bisher ist Resveratrol die einzige Substanz für welche in vitro mit Mäusen eine signifikante Lebensv e r l ä n g e r u n g nachgewiesen werden konnte. Die Resveratrol- Konzentration war jedoch hierbei um ein Vielfaches höher als im Wein. In diesem ist die Konzentration zu gering um große CR-mimetische Wirkungen auszulösen, weswegen Ethanol für die gesundheitlichen Effekte größere Bedeutung hat. Allerdings gibt es Das Bakterium aus dem Mono Lake in Californien sorgte schnell für Schlagzeilen: laut seinem Entdeckerteam würde es Arsen an Stelle von Phosphor in seine Biomoleküle einbauen, unter anderem auch in der DNA. Die Nachricht raste als Entdeckung einer neuen Lebensform in Zeitungen und Medien um die Welt, doch der Schnellschuss gerat ziemlich schnell in Kritik. Die Aussage des Teams der NASA beruht auf zwei Stützen. Zum einen konnten die Forscher das Arsenbakterium in einem Kulturmedium dem Arsenat – aber kein Phosphat – zugesetzt wurde, wachsen lassen. Darüber hinaus wurde die Arsenkonzentration und Verteilung innerhalb der Zellen, sowie in isolierten Biomolekülen gemessen. Soweit erscheint der Ansatz ganz plausibel. Verdacht erregte jedoch, dass einfache Tests wie die Untersuchung der DNA im Massenspektrometer nicht durchgeführt News Hinweise darauf, dass durch die Kombination mit anderen Inhaltsstoffen des Weins die medizinische Aktivität von Resveratrol gesteigert werde. Dies ist auch ein Erklärungsansatz in Studien der Copenhagen City Heart Studios, in welcher Weintrinker eine etwas geringere Gesamtmortalität als Biertrinker haben. Für die Industrie bleibt noch eine wichtige Frage vor der medizinischen Verwendung von Resve- wurden, oder einige Reinigungsschritte ausgelassen wurden und in der Publikation keine Negativkontrollen erwähnt werden. Somit wird die Möglichkeit, die Beobachtungen wären durch Verunreinigungen wie z.B. Phosphat im Nährmedium verfälscht, nicht beseitigt. Die genannten Verunreinigungen an Phosphor würden, dem Harvard-Geochemiker A. Bradley nach, deutlich hoch genug sein, um Leben zu ermöglichen. Auch hydrolysiert DNA mit Arsenat-Rückgrat im wässrigen Medium, wie es in Zellen vorliegt, mit einer Halbwertszeit von 10 Minuten. Das Team um F. Wolfe-Simon postulierte daher, dass biochemische Schutzmechanismen die DNA schützen. Auch hier kommt Kritik seitens von Mikrobiologen und Chemikern: wie konnte in der isolierten und gereinigten DNA Arsen nachgewiesen ratrol zu klären: Welche Dosis ist am wirkungsvollsten – und mit welchen Metaboliten erzielt man die beste Wirkung? Zurzeit laufen viele Untersuchungen in Forschungslabors um die Wirksamkeit des Resveratrols zu erhöhen und über kaum einen sekundären Pflanzenstoff wurde in den letzten Jahren soviel publiziert. Für die Pharmaindustrie besitzt Resveratrol ein großes Potential, inzwischen sind auch in Deutschland wie auch in den USA die ersten Präparate im Handel erhältlich. Eine kleine biochemische Kuriosität GFAJ-1 besitzt einen Namen, der mehr einem Planeten ähnelt als einem Bakterium. Dies verwundert weniger, wenn man seinen Entdecker kennt: die NASA, genauer das Institut für Astrobiologie. von Simon Nadal 7 werden, wenn diese durch die Abwesenheit der Schutzmechanismen zerfallen sollte? Nach einem großen Pressecoup ist das NASA- Team nun gezwungen, belastbare Daten nachzuliefern. Und unser Bakterium in dem Ganzen? Es bleibt eine kleine Kuriosität, denn es ist noch nicht geklärt, wie es die hohen Arsenkonzentrationen im Mono Lake aushält.
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