image: The fruit fly Drosophila melanogaster has a life expectancy of approx. 8 weeks and belongs to the model organisms studied by scientists at the Max Planck Institute for Biology of Ageing in their quest to understand aging in living beings. view more
Credit: MPI f. Biology of Ageing/ W. Weiss
Diese Pressemitteilung ist verfügbar auf Englisch.
Alte Fliegen schlafen schlecht sie wachen nachts häufig auf und laufen ruhelos umher. Ganz ähnlich wie Menschen also. Die Schlaflosigkeit der Fruchtfliege Drosophila ist für Forscher vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln deshalb ein Modellfall für das Schlafverhalten des Menschen. Die Wissenschaftler haben nun Moleküle in den Zellen der Fliegen ausfindig gemacht, die den Schlaf der Tiere im Alter beeinflussen: Ist der Insulin/IGF-Signalweg aktiv, schlafen die Tiere schlechter und wachen öfter auf. Mit einem therapeutischen Wirkstoff haben die Forscher die Nachtruhe der Fliegen sogar wieder verbessert. Die Wissenschaftler vermuten, dass die Schlafprobleme im Alter bei Fliegen und Menschen ähnliche Ursachen haben. Möglicherweise sind Schlafprobleme also auch beim Menschen keine zwangsläufige Begleiterscheinung des Alters, sondern lassen sich rückgängig machen.
Der Fliegenschlaf hat mit dem menschlichen Schlaf viel gemeinsam. Genau wie wir schlafen die Fliegen nachts und sind während des Tages aktiv. Und im Alter nimmt die Schlafqualität ab: Die Tiere ruhen häufiger tagsüber, im Gegenzug werden die Schlafphasen nachts kürzer.
Der Insulin/IGF (Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor)-Signalweg ist für Alternsforscher ein guter Bekannter. Eigentlich ein Stoffwechselweg, der die Reaktion der Zelle auf Nährstoffmangel steuert, beeinflusst er auch die Lebenserwartung. So leben Fruchtfliegen länger, wenn der Signalweg weniger aktiv ist. Auch beim Menschen verringert der Signalweg die Auswirkungen des Alters.
Die Forscher vom Kölner Max-Planck-Institut haben jetzt entdeckt, dass die Fruchtfliegen nachts besser schlafen und tagsüber aktiver sind, wenn der Insulin/IGF -Signalweg gehemmt ist. Dabei wird die Aktivität am Tag und der Nachtschlaf durch zwei verschiedene Komponenten gesteuert: Tagsüber verstärken der Nervenbotenstoff Oktopamin und das adipokinetische Hormon AKH die Aktivität der Fliegen. Nachts dagegen verkürzt der Botenstoff Dopamin und der Signalstoff TOR die Schlafphasen", erklärt Luke Tain vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns.
Der Wirkstoff Rapamycin hemmt die Aktivität von TOR und setzt das Molekül so außer Gefecht. Wir haben älteren Fliegen Rapamycin verabreicht und dann beobachtet, dass sie wieder länger durchschlafen. Wir konnten dadurch also die Verschlechterung der Schlafqualität als Folge des Alterns wieder rückgängig machen", sagt Tain.
Die Zellen so unterschiedlicher Organismen wie Fadenwürmer, Fliegen bis hin zum Menschen nutzen den Insulin/IGF -Signalweg. Seine Bausteine und Funktionen ähneln sich in verschiedenen Arten von Lebewesen. Deshalb wollen die Forscher als nächstes untersuchen, ob die Signalmoleküle bei höheren Tieren wie Mäusen denselben Effekt haben. So wollen sie Behandlungsmöglichkeiten finden, die die Schlafqualität im Alter steigern.
Journal
PLOS Biology