Stoffwechsel: Aus faulen Mäusen werden Langstreckenläufer

Rechtzeitig vor den Olympischen Spielen haben Wissenschaftler Substanzen entdeckt, die den nächsten Dopingskandal verursachen könnten.

In einer in Cell (1) veröffentlichten Studie berichten Wissenschaftler, dass sie die erste feststellbare Substanz gefunden haben, welche die Ausdauer steigert. Sie arbeiten bereits mit der World Anti-Doping Agency (WADA) zusammen, um Möchtegern-Betrüger, welche die Substanz verwenden, zu entlarven.

Die Wissenschaftler untersuchten die Auswirkungen zweier Substanzen mit den Bezeichnungen GW1516 und AICAR auf die Ausdauer von Mäusen. Mäuse, die GW1516 bekamen und fünf Wochen lang täglich auf ein Laufband gesetzt wurden, konnten um 68% länger und 70% weiter laufen als Mäuse, die dasselbe "Trainingsprogramm" durchliefen, aber die Substanz nicht erhielten, entdeckten die Forscher. Eine andere Gruppe Mäuse, die täglich AICAR bekam, aber nicht trainierte konnte um 23% länger und 44% weiter laufen als unbehandelte Mäuse.

Die mit AICAR behandelten Mäuse verloren darüber hinaus Fett und steigerten die Expression von Genen, die an der Energiebreitstellung beteiligt sind - ähnlich den Effekten, die durch Training erzielt werden, so Ronald Evans vom Howard Hughes Medical Institute in La Jolla, Kalifornien, der die Arbeiten leitete.

Die Substanz Resveratrol, die sich in Rotwein findet, steigert gleichfalls die Ausdauer von Mäusen, agiert jedoch an diversen Molekülen und hat daher viele weitere Effekte. Evans zufolge ist seine Arbeit die erste, durch die spezifische molekulare Wege aufgedeckt wurden, die Effekte von Ausdauertraining zu simulieren. "Wir haben herausgefunden, dass es einen Schalter gibt, den man umlegen kann, um ein bisschen mehr Potenzial aus den Muskeln herauszuholen und die Möglichkeit zu schaffen, gesünder zu sein", sagt Evans, der die Studie als "echtes Couch-Potato-Experiment" bezeichnet.

Verbrennung

Evans Arbeitsgruppe fand heraus, dass die Substanzen wirken, indem sie bestimmte Enzyme stimulieren, die auf das Energieniveau in den Zellen reagieren.

AICAR zum Beispiel aktiviert ein Enzym, das den Körper veranlasst, Fett und Zucker zu verbrennen, wenn das Energieniveau niedrig ist. Gibt man Mäusen also AICAR, "gaukelt man den Muskeln vor, dass man gerade intensiv trainiert hat, wenn man tatsächlich nur das Enzym aktiviert hat, das normalerweise aufgrund des Trainings aktiviert wird", erklärt Lewis Cantley, Krebsforscher und Endokrinologe an der Harvard Medical School in Boston.

Evans hofft, dass die Substanzen den Gesundheitszustand von Menschen, die sich nicht bewegen können, verbessern hilft, zum Beispiel Bettlägerigen oder stark Übergewichtigen. Er informierte die WADA über seine Ergebnisse, "da uns klar wurde, dass sobald das Paper veröffentlicht wird, gute Chancen bestehen, dass Sportler anfangen zu experimentieren", sagt er.

Neue Missbrauchssubstanzen

Frédéric Donzé, Sprecher der WADA mit Hauptsitz in Montreal, Kanada, sagt, die Agentur wird nicht offen legen, wenn sie neue Tests einführt. Er fügt jedoch hinzu: "Dank der sehr willkommenen Zusammenarbeit mit Ron Evans und seinem Team erhielt die WADA im Voraus Schlüsselinformationen, um Methoden zu entwickeln und zu implementieren, diese Moleküle aufzuspüren." Die WADA bewahrt Proben acht Jahre lang auf, sodass Betrüger auch nachträglich überführt werden könnten, sollten die Tests nicht vor den diesjährigen Olympischen Spielen eingeführt sein.

Keine der Substanzen aus Evans' Studie ist bislang für die Behandlung von Menschen zugelassen. GW1516 wurde von dem Pharmaunternehmen Ligand in San Diego, Kalifornien, und dem britischen Unternehmen GlaxoSmithKline getestet, um HDL-Cholesterin zu reduzieren. Währenddessen führt Schering Plough in Kenilworth, New Jersey, Phase-III-Trials mit AICAR zur Behandlung von Komplikationen nach Herzinfarkt durch.

Weitere bereits zugelassene Substanzen wirken jedoch ähnlich wie die beiden getesteten. Das Diabetes-Medikament Metformin beispielsweise aktiviert dasselbe Enzym wie AICAR. Das sehr ähnliche Medikament Phenformin ist potenter als Metformin, jedoch in den USA aufgrund ernster Nebenwirkungen bei Patienten mit Nierenproblemen nicht zugelassen.

Cantley meint, Ausdauerathleten wie Langstreckenläufer könnten möglicherweise die Ersten sein, die mit diesen oder verwandten Substanzen experimentieren. "Das wird sich in Windeseile herumsprechen", sagt er. "Wir haben dann eine neue Reihe von Missbrauchssubstanzen."

(1) Narkar, V. A. et al. Cell 134, 1-11 (2008).

Dieser Artikel wurde erstmals am 31.7.2008 bei news@nature.com veröffentlicht. doi: 10.1038/news.2008.999. Übersetzung: Sonja Hinte. © 2007, Macmillan Publishers Ltd