Wie ich zufällig gesehen habe, wurde die Arbeit, die hier referenziert ist, zurückgenommen. In der Begründung steht: Es stellte sich heraus, dass der Erstautor absichtlich Daten und Analysen fabriziert und/oder gefälscht hatte, die in den Abbildungen 2A, 3D, 4A, 4F, 5B, 5E, 6B, 6C und in der Ergänzungsabbildung 2a sowie in dem Western-Blot-Bild in der Ergänzungsabbildung 2B dargestellt sind.

Sowas kommt leider vor. Die Inhalte des Artikels also bitte mit einem „grain of salt“ verstehen ;-) 

Die Frage des Jahrhunderts ist wohl: Wie viel Genaktivität haben wir durch Lifestyle-Modifikationen tatsächlich selbst in der Hand?

Denn klar ist: Es gibt genetische Dispositionen. Ungünstige Gene und Gen-Kombinationen, die Risiken für bestimmte – uns hoffentlich nie widerfahrende – Ereignisse erhöht. Zumindest, wenn man mal im Themengebiet „Gesundheit vs. Krankheit“ bleiben will.

Es gibt sicher auch Gen-Kombinationen, die sich auf das Sportler-Leben auswirken. In anderen Worten: Wenn Papa und Mama Profisportler sind, hat das Kind vermutlich eher die Möglichkeit, selbst Profisportler zu werden … zumindest im Vergleich zu zwei Menschen, die am anderen Ende der Normalverteilung sitzen.

Dann wissen wir alle, dass wir – wenn wir den Körper ordentlich nähren – alle eine bestimmte Körpergröße, eine bestimmte Gesichtsform … und so weiter erben. Hier scheint wenig machbar zu sein, zumindest für uns. Mit anderen Worten: Der Baum – das kann man ungefähr abschätzen – wird halt 10 Meter hoch, wenn man ihn ordentlich gießt.

Wenn man den Organismus als Gesamt-Produkt seiner Genaktivität versteht, die er (zwar) durchaus selbst modulieren kann, dann könnte man auch davon ausgehen, dass Aspekte wie Zielsetzung, Wille, bestimmte Affinitäten auch – zumindest teilweise – genetischen Ursprungs sind. Und wenn nicht genetisch, dann … vielleicht epigenetisch?

Neuerdings wissen wir alle, dass selbst die Parental-Generation direkten (epigenetischen) Einfluss auf die F1-, also Folge-Generation hat. Logisch scheint mir, dass es sich diesbezüglich vor allem um wichtige Schalter geht. Zum Beispiel den Organismus beeinträchtigende Umwelteinflüsse – das kann alles, zum Beispiel eine große Angst, ein großer Schockzustand sein.

Und: Was ist am Ende wirklich „genetisch“, was „epigenetisch“, wo sind wir „frei“, wo „determiniert“? Nun gut.

Forscher versuchen dem natürlich schon lange auf die Schliche zu kommen. Deshalb haben Genetiker u. a. Begriffe wie Vererbung definiert. Zum Beispiel: Vererbung im engeren Sinne vs. Vererbung im weiteren Sinne. Hierbei wird u. a. versucht, herauszufinden, welche Komponente tatsächlich eher deterministischer Natur ist. Das braucht man z. B. in der Tierzucht.

Übrigens: Extrem spannend in diesem Zusammenhang ist, dass heute ja kaum mehr von reinem Darwinismus (also: Mutationen als Ursache für Evolution), sondern von Darwinismus in Verbindung mit Lamarckismus (also: Mutationen sind wichtig, aber sie sind nicht die einzige Ursache) gesprochen wird. ¹

Epigenetik studieren anhand des Energiestoffwechsels

Beim Energiestoffwechsel ist die Sache – zumindest für mich – klarer. Auch hier dürfte es genetische Dispositionen geben, die einfach eine – aus unserer modernen Sicht – bessere Startposition gewährleisten. Dazu hatte ich in einem Carnitin-Artikel einmal geschrieben, dass es „High-capacity-Mäuse“ gibt, die einfach immer viel Carnitin bauen und immer einen gewissen Vorteil haben, gegenüber diesen „Low-capacity-Mäusen“, die halt schneller metabolisch krank werden.

Der Energiestoffwechsel ist hochinteressant. Denn dort kann man rasch sehen, was Leben-in-die-eigene-Hand-nehmen eigentlich bedeutet. Wer das Handbuch gelesen hat, braucht darüber keine Sekunde mehr nachzudenken. PGC-1alpha durch irgendeinen Umwelteinfluss anschalten und … die ganze Welt ändert sich für dieses Tier.

Wir müssen lernen, auch das hatte ich einmal versucht klarzumachen, dass es gewisse Umweltereignisse gibt, die in unserem Körper als Anknipser fungieren, gewisse Schalter drücken. Ganz bekannt hierfür sind Omega-3-Fettsäuren, die bestimmte PPAR-Rezeptoren aktivieren. PPARalpha ist ein Subtyp, der dann entsprechend die Fettverbrennung in der Leber anheizt.

Wer es noch nicht gemerkt hat: Die edubily-Leser praktizieren alle dieses „gene expression modifying“. Jeder, der aus Grund XY damit beginnt, Taurin-Kapseln zu schlucken, tut das. Jeder, der ins Kraftstudio geht, tut das.

Der Gedanke an sich ist also nicht neu, ganz und gar nicht. Wir wollen das Thema nur präsenter und greifbarer machen, um gezielter und – für uns wissenschaftlicher – vorzugehen.

Vitamin A als „Gen-Schalter“ in der Leber?

Ganz neu ist eine Arbeit, die den Vitamin-A-Stoffwechsel in der Leber untersuchte. Die Autoren wollten herausfinden, was Vitamin A (Retinol) mit dem Energiestoffwechsel der Leber zu tun hat. Dazu schreiben die Autoren:

Obwohl Retinsäure (Anm: Hormon, das aus Vitamin A gebildet wird) die Mitochondrien-Funktion im Muskel von Nagetieren verbessert, ist wenig bekannt über ebendiese Wirkung von Retinsäure auf die Leber, außerdem gibt es wenige Daten mit Blick auf die menschliche Leber.

Logisch erscheint, dass man hier ansetzt und mal forscht. Ergebnis:

Diese Studien (Anm: Es wurden mehrere Experimente durchgeführt.) zeigen, dass Retinsäure die Mitochondrien-Funktion und den Fettstoffwechsel reguliert. Außerdem zeigen diese Studien, dass eine steigende Retinsäure-Konzentration möglicherweise die mitochondriale Biogenese und die Fettsäure-Oxidation steigert, so, dass sich möglicherweise auch therapeutische Nutzen, mit Blick auf mitochondriale Dysfunktionen, daraus ergeben.

(Vgl. ²)

Vitamin A könnte also ein solcher Schalter sein. Ergibt auch Sinn, denn daraus wird immer noch ein Hormon gebildet. So, wie bei Vitamin D auch, wo wir die Wichtigkeit gerade entdeckt haben, wo sich ein riesen Hype aufgebaut hat. Für mich sind alle fettlöslichen Vitamine in gewisser Hinsicht wichtige Schalter. Doch dazu gibt es heute keine Infos mehr.

Nun könnte ich mir vorstellen, dass der Deutsche mit seiner Sahne und Butter durchaus die 3000-IE-Marke für Vitamin A knackt. Alle, die das – aus welchen Gründen auch immer – nicht tun, könnten also Probleme bekommen. Vermutlich kaum spürbar, aber … na ja.

Für die anderen gilt: 1-2 x pro Woche Leber oder alle drei Tage eine 10.000er-Kapsel einwerfen. Ich jedenfalls bin nach wie vor kein Freund von Butter und Sahne, zumindest mit Blick auf die Vitamin-A-Zufuhr – die Gründe haben wir hier schon oft besprochen. By the way: Wer einen Vorzeigestoffwechsel hat und „alles richtig macht“, der muss sich sicher nicht „die Butter vom Brot“ (entsprechend: 10-30 g) nehmen lassen. :-)

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Retinsäure und die Fettsäuren

Aus Retinol wird Retinsäure. Retinsäure bindet an zelluläre Rezeptoren, diese diffundieren in den Zellkern. Dort angekommen induziert dieser Retinsäure-Rezeptor-Komplex die Expression verschiedener Gene.

Und was ist da so wichtig?

Abnehmen leicht gemacht: Der Muskel sollte, wenn möglich, der Abnehmer für die im Überfluss vorhandenen Fettsäuren sein. Jetzt muss also die Kapazität zur Fettsäure-Oxidation (der biochemische Ausdruck für das Verbrennen bzw. Nutzen von Fettsäuren als Energiequelle) stimmen und/oder die Fähigkeit der Fettzellen, Fettsäuren in den Blutkreislauf abzugeben (genannt Lipolyse) erhöht werden.

Daraus folgt: Fettzellen leeren sich, Muskulatur oxidiert, wir haben weniger Heißhunger auf Kohlenhydrate, weil der Muskel ja jetzt Fett verbrennen kann.

Kleines Schmankerl: Die Kapazität bezogen auf die Fettsäure-Oxidation im Muskel ist direkt verantwortlich für unseren sportlichen Erfolg. Zumindest, wenn es um die Ausdauer geht.

Aber weiter …

Daniel Berry und Noa Noy von der Universität in Cleveland, Ohio, verfütterten ihren Tieren viel Fett und viel Zucker. Eine Gruppe war dabei glücklich und erhielt zusätzlich Retinsäure.

Wollen wir doch mal kurz die Ergebnisse anschauen und kommentieren:

Abb. 1: Körpergewicht der mit Retinsäure gefütterten Mäuse nach 5 Wochen

Nach 5 Wochen sehen wir, dass eine Gruppe dick ist (im Bild oben, rechts) und eine relativ weniger wiegt (+RA, links). Das ist erst einmal noch nicht soo beeindruckend.

Abb. 2: Nahrungsaufnahme in g pro kg Körpergewicht pro Tag

Jetzt sehen wir das Erstaunliche: Die Retinsäure-Mäuse aßen fast ein Drittel mehr!

Abb. 3: Veränderung verschiedener Körpergewebe nach 5 Wochen RA-Behandlung

Klar ersichtlich wird auch: Die dicken Kontrollmäuse haben fast 150 % mehr Fettgewebe. Heißt auf den Menschen übertragen: 30 % anstatt 15 % Körperfett. Schafft so mancher Mensch kaum mit Diät!

Wichtig und take-home: Beim metabolischen Syndrom ist ein wichtiger “Schalter” innerhalb der Zelle wenig aktiv, der auch verantwortlich ist für die oben benannten Erfolge. Gemeint ist PPARdelta.

PPARdelta wird durch Retinsäure aktiviert!

Also dachte ich: Vielleicht aktiviert Retinsäure PPARdelta nicht nur in der Fett- sondern auch in der Muskelzelle …

Und siehe da:

 ATRA treatment triggered a dose-dependent increase in the muscle mRNA expression levels of selected enzymes, transporters and transcription factors involved in fatty-acid oxidation, respiration, and thermogenesis namely: muscle-type carnitine palmitoyltransferase 1, acyl CoA oxidase 1, subunit II of cytochrome oxidase, uncoupling protein 3,peroxisome proliferator–activated receptor-γ co-activator −1α and peroxisome proliferator–activated receptor-δ (PPARδ). The treatment also resulted in the upregulation of the mRNA levels of acetyl-CoA carboxylase 2 (ACC2), a key regulatory enzyme for mitochondrial fatty-acid oxidation in muscle. Skeletal muscle protein levels of PPARδ and retinoid X receptor γ, a partner for many nuclear receptors involved in lipid metabolism, were increased after ATRA treatment. Muscle lipid content was decreased.

Wem das alles zu viel und zu viel Englisch war, dem übersetze ich das mal: Retinsäure verursacht einen dosisabhängigen Anstieg an sämtlichen, ja eigentlich allen wichtigen Enzymen, Proteinen und Strukturen, die an der Energiegewinnung aus Fettsäuren beteiligt sind. Und dann rutscht mal soeben raus, dass Retinsäure neben dem Carnitin-Transporter, auch noch UCP3 (uncoupling protein) und – jetzt kommt’s – PGC-1alpha hochreguliert. Da klingelt’s natürlich bei mir und hoffentlich bei jedem, der sich um seine Mitochondrien kümmern will. PGC-1alpha macht nämlich Mitochondrien …

Jetzt denke ich natürlich wieder PPARdelta und der “regulation of running endurance“ und weiß: Ausdauer ist essbar.

Und welche Real-Life-Relevanz hat das? 

Schwierig zu sagen. Immer schwierig, wenn man in solche Gebiete vorstoßt.

Ich weiß eine Sache: Es gibt All-Trans-Retinsäure, aber auch andere Retinsäuren, als Medikament. Diese erhöhen die Retinsäure-Spiegel ganz dramatisch. Oft auch mit fatalen Nebenwirkungen.  Das wollen wir freilich nicht. Aber: Wir können uns deutlich mehr Retinsäure selbst machen. Vielleicht nicht therapeutisch. Doch selbst wenn wir das Ganze nur ein bisschen in die richtige Richtung drücken würden: Kleinvieh … macht auch Mist.

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