MOTS-c ist ein mitochondriales Peptid, das mit dem Stoffwechsel, der Stressreaktion sowie Aspekten des Alterns und von Krankheiten in Verbindung gebracht wird. Es handelt sich um ein aus 16 Aminosäuren bestehendes Peptid, das von der mitochondrialen DNA kodiert wird und natürlicherweise in Geweben und im Blut vorkommt. Es wurde 2015 entdeckt und ist seitdem Gegenstand verschiedener Studien zur Stoffwechselgesundheit.
Wirkmechanismus
Im Ruhezustand befindet sich MOTS-c im Mitochondrium, doch unter metabolischem Stress oder bei körperlicher Belastung wandert es in den Zellkern und verändert dort die Genexpression, wo es den Folatzyklus und die De-novo-Purinsynthese hemmt. Dies führt zu einer Anreicherung von AICAR, einem AMPK-Aktivator, und der anschließenden Aktivierung von AMPK [1]. AMPK reguliert die zelluläre Energiehomöostase und wirkt wie folgt:
Erhöhung der Glukoseaufnahme und Verbesserung der Insulinsensitivität: Dieser Effekt ist am deutlichsten im Skelettmuskel zu beobachten [2].
Förderung der Fettverbrennung, der Aktivierung von braunem Fett und der „Bräunung“ von weißem Fett: Dies steht im Zusammenhang mit einem erhöhten Energieverbrauch durch Thermogenese, einer verringerten Fettmasse und einem verbesserten Glukosestoffwechsel [3].
Modulation entzündlicher und antioxidativer Signalwege: Dies geschieht durch die Aktivierung verschiedener zellulärer Überlebens-, Stoffwechsel- und entzündungshemmender Signalwege [4].
Therapeutisches Potenzial
MOTS-c kommt natürlicherweise im menschlichen Blut und Gewebe vor, und die Auswirkungen von Krankheiten und körperlicher Betätigung auf die endogenen Spiegel wurden in Humanstudien untersucht. Es wurde auch in präklinischen Tests untersucht, wo festgestellt wurde, dass es mehrere positive Wirkungen hervorruft:
Veränderter Stoffwechsel: Es beugt ernährungs- und altersbedingter Adipositas sowie Insulinresistenz vor. Dies geschieht durch die Verbesserung des Glukosestoffwechsels und der Fettgewebs-Homöostase [2]. Es lindert die nichtalkoholische Fettlebererkrankung, indem es den mitochondrialen Stoffwechsel verbessert und das Zellüberleben fördert [5]. Eine klinische Studie zu einem Analogon von MOTS-c ergab, dass es statistisch signifikante Verbesserungen der Lebergesundheit, des Leberfettgehalts und des Körpergewichts bewirkte [6].
Verbesserte körperliche Leistungsfähigkeit: Es steigert den Glukosestoffwechsel [7], verringert den Muskelschwund [8], unterstützt die Muskeldifferenzierung [9] und verbessert die körperliche Leistungsfähigkeit [10] sowie den altersbedingten Leistungsabfall [11].
Verbesserte Gesundheitsspanne/Lebensdauer: Es erhält das metabolische Gleichgewicht aufrecht und verbessert die körperliche Leistungsfähigkeit, wenn es älteren Mäusen verabreicht wird [11].
Herzschutz: Es schützt vor diabetischer [12] und septischer Kardiomyopathie [13] sowie vor Herzinsuffizienz durch Drucküberlastung [14]. Dies ist auf seine Fähigkeit zurückzuführen, antioxidative, antiapoptotische und AMPK-gebundene Signalwege zu aktivieren.
Entzündungshemmung: Es schützt vor akuten Lungenverletzungen, indem es Entzündungen reduziert, die Glykolyse ankurbelt und die Ferroptose begrenzt [15].
Verbesserte Pankreasfunktion: Es moduliert die Insulin- und Glukagonsekretion sowie das Überleben der Inselzellen [16].
Neuroprotektion und Schmerzlinderung: Es lindert neuropathische Schmerzen über AMPK, die Hemmung von Mikroglia und den Schutz vor oxidativen Schäden an Neuronen [17].
Krebshemmung: Experimente haben gezeigt, dass MOTS-c das Wachstum bestimmter Krebszelltypen unterdrücken kann, indem es über mehrere Signalwege wirkt [18].
MOTS-c ist ein mitochondriales Signalpeptid, das zellulären Stress wahrnimmt und AMPK-zentrierte Signalwege aktiviert, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. Unser Verständnis seiner Aktivität beruht größtenteils auf der Beobachtung natürlicher Konzentrationen sowie auf Tier- und In-vitro-Studien.
Sicherheit
Da sich der Großteil der Forschung zu MOTS-c im präklinischen Stadium befindet, gibt es nur wenige Studien, die seine Sicherheit bestätigen. In einer klinischen Studie wurden die Sicherheit und Wirksamkeit von CB4211, einem MOTS-c-Analogon, bei der Behandlung von adipösen Probanden mit nichtalkoholischer Fettlebererkrankung getestet, wobei sich das Präparat als wirksam bei der Reduzierung des Körpergewichts und des Leberfettgehalts erwies. In dieser Studie waren leichte bis mäßige Reaktionen an der Injektionsstelle die einzigen beobachteten unerwünschten Ereignisse [6].
Es wurde keine In-vitro-Toxizität beobachtet, obwohl festgestellt wurde, dass es bei höheren Konzentrationen die Aktivität bestimmter Nervenzellen hemmt [19].
Es ist von der WADA verboten, da es sich um ein experimentelles Peptid handelt, das nicht für die Anwendung am Menschen zugelassen ist und das Potenzial zur Leistungssteigerung haben könnte.
Ein Vergleich mit Humanin
MOTS-c und Humanin sind beides Peptide, die von mitochondrialer DNA kodiert werden. Humanin wurde 2001 entdeckt, während MOTS-c eine neuere Entdeckung ist. Daher liegen im Vergleich zu MOTS-c mehr Forschungsergebnisse vor, die den Wirkmechanismus und das therapeutische Potenzial von Humanin aufklären.
Zu ihren wichtigsten Gemeinsamkeiten gehören:
Herkunft: Beide stammen aus der 12S-rRNA-Region der mitochondrialen DNA.
Systemische Wirkungen: Beide kommen in verschiedenen Geweben sowie im Blutkreislauf vor, wo sie den Stoffwechsel, oxidativen Stress, das Zellüberleben und Entzündungen modulieren.
Stoffwechselschutz: Sie verbessern die Insulinsensitivität und schützen in Tiermodellen vor altersbedingten Stoffwechselstörungen.
Neuroprotektion und Kardioprotektion: In Modellen der Alzheimer-Krankheit und von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zeigten sie schützende Wirkungen.
Reaktion auf körperliche Betätigung: Die Konzentrationen im Muskel steigen als Reaktion auf körperliche Betätigung an [20].
Zu ihren Unterschieden gehören:
Forschungsschwerpunkt: MOTS-c ist stärker als Stoffwechselregulator für Skelettmuskulatur, Adipositas und Insulinresistenz etabliert. Humanin wurde ursprünglich mit Neuroprotektion in Verbindung gebracht [21] und später mit positiven Wirkungen bei Diabetes [22] und Herz-Kreislauf-Erkrankungen [23]. Es wird auch mit krebsfördernder Aktivität und Chemoresistenz in Verbindung gebracht [24].
Auswirkungen auf die Mitochondrien: Humanin verbessert direkt die mitochondriale Biogenese und Funktion [25], während MOTS-c über zytosolische und nukleäre Signalwege wirkt [1].
Spiegel bei körperlicher Betätigung: Obwohl beide mit zunehmendem Alter abnehmen, weisen Personen, die sich körperlich betätigen, eher höhere Humanin- als MOTS-c-Spiegel auf als Personen, die keinen Sport treiben [26].
Datenblatt
Anwendung: Forschung zu Stoffwechsel, Adipositas, Fettlebererkrankungen, sportlicher Leistungsfähigkeit, Entzündungen, Neuroprotektion und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Synonyme: MOTS-C, Mitochondrial Open Reading Frame der 12S rRNA-c
Lagerung: Bis zur Verwendung bei 2–8 °C gekühlt lagern. Zur Langzeitlagerung bei -20 °C aufbewahren.
Rekonstitution: In sterilem Wasser rekonstituieren. Die rekonstituierte Lösung ist bei 2–8 °C bis zu 30 Tage haltbar.
Organoleptisches Profil: Weißes bis cremefarbenes lyophilisiertes Pulver
Physikalische Form: Feststoff
Fazit
MOTS-c ist ein natürlich vorkommendes mitochondriales Peptid, das derzeit aufgrund seiner Fähigkeit, den Stoffwechsel zu verändern und Entzündungen über AMPK und ähnliche Signalwege zu reduzieren, auf sein Potenzial in verschiedenen therapeutischen Bereichen untersucht wird. Erste klinische Studien zu einem Analogon dieses Moleküls haben vielversprechende Ergebnisse für dessen Einsatz bei der Behandlung von Fettlebererkrankungen und Adipositas geliefert.
Referenzen
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