Mechanisme onthuld Waarom kou ons langer laat leven

Onderzoekers van de Universiteit van Keulen hebben een cruciale stofwisselingsroute geïdentificeerd die ten grondslag ligt aan het levensverlengende effect van kou. Het stofwisselingsproduct dihydrobiopterine (BH2) en de spieren spelen daarbij een centrale rol. Deze ontdekking zou in de toekomst kunnen bijdragen aan de preventie van bepaalde ouderdomsgerelateerde aandoeningen.

Matig lage temperaturen behoren tot de meest effectieve maatregelen om de levensduur te verlengen en het verouderingsproces bij zowel dieren als mensen te vertragen. Hoe koude temperaturen deze effecten op moleculair niveau teweegbrengen, is echter nog niet helemaal duidelijk. In hun studie heeft het onderzoeksteam onder leiding van professor dr. David Vilchez van het Keulse excellentiecluster voor onderzoek naar veroudering en leeftijdsgebonden aandoeningen CECAD en het Center for Molecular Medicine Cologne (CMMC) van de Universiteit van Keulen en het Universitair Ziekenhuis Keulen nu een signaalsysteem ontcijferen dat door stofwisselingsproducten weefseloverschrijdend wordt aangestuurd. 

Dit signaalsysteem toonde bij het modelorganisme Caenorhabditis elegans een verband aan tussen kou, een langere levensduur en proteostase – het handhaven van het eiwit-evenwicht. De spiermassa fungeert daarbij als een „centrale fabriek“, die het stofwisselingsproduct dihydrobiopterine (BH2) produceert. BH2 wordt vervolgens naar andere weefsels getransporteerd, waar het de vorming van het aminozuur tyrosine in gang zet. Dit ondersteunt het cellulaire mechanisme dat ervoor zorgt dat eiwitten naar behoren functioneren en dat een gezond evenwicht in de cellen wordt gehandhaafd. De studie „Cold activates a BH2 metabolic network promoting longevity and proteostasis“ is verschenen in het vakblad Nature.

De spieren beschermen het hele lichaam

Voor hun onderzoek maakten de onderzoekers gebruik van de draadworm C. elegans en valideerden ze de resultaten aan de hand van menselijke celmodellen van de ziekte van Huntington en amyotrofische laterale sclerose (ALS). Beide zijn neurodegeneratieve aandoeningen waarbij de ophoping van verkeerd gevouwen of beschadigde eiwitten een belangrijk kenmerk is. „We zijn blij te kunnen aantonen dat milde koude de productie van een bepaalde metaboliet, BH2, in gang zet, die in de spieren wordt aangemaakt, opgeslagen en vervolgens door het spierweefsel wordt afgegeven. BH2 verspreidt zich vervolgens naar andere delen van het lichaam, waar het helpt het eiwit-evenwicht in stand te houden en zo bij te dragen aan de gezondheid van het weefsel tijdens het ouder worden”, legt groepsleider David Vilchez uit. „Deze bevindingen wijzen erop dat het gericht beïnvloeden van één enkel weefsel, zoals de spieren, bescherming voor het hele organisme zou kunnen bieden. Dit opent nieuwe wegen voor therapeutische benaderingen.”

Een pil die een verkoelend effect simuleert?

Voortbouwend op eerdere studies naar koude was het een van de doelstellingen van de onderzoekers om na te gaan of het positieve effect van koude ook kan worden bereikt door suppletie van de in het onderzoek aangetroffen stofwisselingsproducten. Daarbij bleek het beschermende effect in C. elegans en in celculturen zowel bij toediening van BH2 als van tyrosine. Dit leidt tot de conclusie dat deze stofwisselingsproducten het positieve effect van kou nabootsen, zonder dat de temperatuur wordt gewijzigd.

We waren echt verrast dat de suppletie de levensduur aanzienlijk heeft verlengd, zelfs bij normale of verhoogde temperaturen.

Dr. Hyun Ju Lee

„Verdere experimenten met menselijke cellen moedigen ons aan om op zoek te gaan naar behandelingen die de positieve effecten van kou nabootsen, zonder dat we daarvoor de lichaamstemperatuur hoeven te veranderen”, voegt dr. Hyun Ju Lee toe, die de experimenten met de draadworm heeft uitgevoerd.