Bedeutung für Prävention, Rehabilitation & Langlebigkeit!
Metallothioneine (MT) sind metallbindende Proteine mit entscheidenden antioxidativen und neuroprotektiven Eigenschaften.
Ihre Rolle in der Prävention & Rehabilitation nach Myokardinfarkt & Schlaganfall sowie ihr Potenzial für die Neuroprotektion in Alterungsprozessen und neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer werden zunehmend erforscht.
Metallothioneine als Schutzmechanismus nach Infarkt und Schlaganfall!
Herzschutz nach Myokardinfarkt!
Herzinfarkte sind eine der führenden Todesursachen weltweit.
Metallothioneine bieten hier einen vielversprechenden Schutzmechanismus.
Studien zeigen, dass die Überexpression von MT in kardiomyozytären Zellen die Erholung nach ischämischer Schädigung verbessert, indem sie oxidativen Stress reduzieren und apoptotische Prozesse hemmen (Xue et al., 2019). Besonders das mTORC2/FoxO3a/Bim-Signalnetzwerk scheint für diesen protektiven Effekt entscheidend zu sein.
In einem weiteren Experiment konnte eine signifikante Verringerung der Infarktgröße und eine verbesserte myokardiale Funktion nach Ischämie-Reperfusion festgestellt werden (Kang et al., 1999). Dieser Schutz beruht auf der Fähigkeit von MT, reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu neutralisieren und kardiomyozytäre Schäden zu verhindern.
Neuroprotektion nach Schlaganfall!
Auch im Gehirn entfalten Metallothioneine schützende Effekte nach ischämischen Insulten. Untersuchungen zeigten eine geringere neuronale Schädigung nach fokaler zerebraler Ischämie, was auf die bedeutende antioxidative & neuroprotektive Rolle von MT-III hinweist (Koumura et al., 2009).
Eine weitere Studie untersuchte die therapeutische Potenz von exogen appliziertem MT-II nach Schlaganfall. Es, zeigte sich eine deutliche Reduktion der Infarktgröße sowie eine verbesserte neurologische Funktion (Eidizadeh et al., 2015).
Bedeutung für Prävention, Rehabilitation & Langlebigkeit!
Prävention & Longevity!
Metallothioneine sind nicht nur für die Akutprotektion relevant, sondern können auch langfristig zur Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und neurodegenerativen Prozessen beitragen.
Ihre Fähigkeit, oxidative Schäden zu minimieren und die Homöostase von Spurenelementen wie Zn & Cu zu regulieren, spielt hierbei eine zentrale Rolle.
Zink ist ein essentieller Kofaktor für zahlreiche Enzyme und stabilisiert die Struktur von MT.
Studien zeigen, dass Zn7-MT-3 durch Metalltauschprozesse mit Amyloid-beta-Cu-Ionen neurotoxische Effekte in Alzheimer-assoziierten Pathologien reduziert (Meloni et al., 2008).
Gleichzeitig beeinflusst MT die intrazelluläre Verfügbarkeit von Cu, dessen Fehlregulation zur Aggregation von Amyloid-beta-Peptiden beiträgt.
Ein weiteres Argument für die Rolle von MTs in der Langlebigkeit ist ihre Induktion durch Kalorienrestriktion, einen der bestdokumentierten Mechanismen für eine verlängerte Lebensspanne (Hidalgo et al., 2001).
Bedeutung für Rehabilitation nach kardiovaskulären Ereignissen!
In der kardiologischen Rehabilitation kann die gezielte Modulation von MTs neue Perspektiven eröffnen. Studien zeigen, dass die Induktion von MT durch pharmakologische Substanzen wie Dexamethason kardioprotektive Effekte hat, indem sie die Infarktgröße reduzieren und die myokardiale Funktion verbessern (Zhuang et al., 2008).
Auch im neurologischen Bereich können MTs als therapeutische Targets dienen. Ihre Rolle in der Regeneration nach neurotraumatischen Ereignissen sowie ihr Einfluss auf kognitive Funktionen wurden in mehreren Modellen untersucht (West et al., 2008).
Diese Erkenntnisse können langfristig in personalisierte Therapiestrategien zur Förderung der kognitiven Rehabilitation integriert werden.
Metallothioneine stellen eine vielversprechende natürliche Schutzbarriere gegen ischämische Schäden im Herz & Gehirn dar.
Ihre antioxidativen, antiinflammatorischen & metallbindenden Eigenschaften bieten neue Ansätze für die Prävention & Rehabilitation von Herz-Kreislauf- & neurodegenerativen Erkrankungen.
Weitere Forschung ist notwendig, um gezielte therapeutische Strategien zu entwickeln, die Metallothioneine zur Förderung der kardiovaskulären & neurologischen Gesundheit nutzen.
Literaturverzeichnis
Xue, M. et Al. (2019). Metallothionein Protects the Heart Against Myocardial Infarction via the mTORC2/FoxO3a/Bim Pathway. Antioxidants & redox signaling.
Kang, Y.et Al. (1999). Metallothionein inhibits ischemia-reperfusion injury in mouse heart. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology, 276 3, H993-H997.
Koumura, A. et Al. (2009). Metallothionein-III knockout mice aggravate the neuronal damage after transient focal cerebral ischemia. Brain Research, 1292, 148-154.
Meloni, G. et Al. (2008). Metal swap between Zn7-metallothionein-3 and amyloid-beta-Cu protects against amyloid-beta toxicity. Nature chemical biology, 4 6, 366-72.
Eidizadeh, A,.et Al. (2015). Assessment of the Therapeutic Potential of Metallothionein-II Application in Focal Cerebral Ischemia In Vitro and In Vivo. PLoS ONE, 10.
Hidalgo, J. et Al. (2001). Roles of the metallothionein family of proteins in the central nervous system. Brain Research Bulletin, 55, 133-145.
West, A. et Al. (2008). Metallothionein in the central nervous system: Roles in protection, regeneration and cognition. Neurotoxicology, 29 3, 489-503.
Dr. Hans-Ulrich Jabs, MD, PhD, MACP-ASIM,
Facharzt für Innere Medizin, Geriatrie & Biochemiker,
American College of Physicians – American Society of Internal Medicine
KZAR – Kompetenzzentrum Autonome Regulationsmedizin
Medical Advisor, Irie Biotechnology Co., Ltd, Taiwan.
