Neuronale Funktion, Lebenserwartung und Hyperglykämie in C. elegans

• Published in: Diabetologie und Stoffwechsel
• Main Authors: Morcos, M, Oikonomou, D, Ibrahim, Y, Kukudov, G, Hutter, H, Pfisterer, F, Sayed, A, Hamann, A, Humpert, P, Bierhaus, A, Nawroth, P
• Format: Conference Proceeding
• Language: German
• Published: 19.06.2006
• ISSN: 1861-9002; 1861-9010
• DOI: 10.1055/s-2006-943960

Fragestellung: Der direkte Einfluss einer Hyperglykämie auf das Nervensystem und seine Funktionen, sowie die Lebenserwartung kann in Säugetieren nur schwer untersucht werden. Der Fadenwurm Caenorhabditis elegans (C. elegans) mit einer Lebensspanne von c.a. 30 Tagen und einem morphologisch und funktional genau definiertem Nervensystem wird daher in dieser Studie als Modellsystem verwendet. Methoden: Wildtyp C. elegans und transgene neuronal „Green Fluorescence Protein“ (GFP) -überexprimierende C. elegans wurden unter Standardbedingungen und unter hyperglykämischen Kulturbedingungen gezüchtet. Neben der Lebenszeit und einer morphologischen Auswertung des Nervensystems wurden Parameter der neuronalen Funktion wie Schwimmbewegungen und Eierlegen bestimmt, sowie die Bildung freier Sauerstoffradikale (Nitrotyrosinformation (NT)) und von Carboxymethyllysin (CML) untersucht. Ergebnisse: Während des „normalen“ Alterungsprozesses von C. elegans konnte eine zunehmende morphologisch sichtbare Degeneration, eine abnehmende neuronale Funktion und eine zunehmende Bildung von NT und CML beobachtet werden. Hyperklykämie verkürzte die mittlere und maximale Lebensspanne von C. elegans signifikant (p<0.001). Dies war mit einer beschleunigten, morphologisch und funktional sichtbaren neuronalen Degeneration, sowie einer vermehrten NT und CML Formation assoziiert (p<0.001). Schlussfolgerung: Der Alterungsprozess ist in C. elegans mit einer zunehmenden neuronalen Schädigung (morphologisch und funktional), sowie einer vermehrten ROS und CML Bildung assoziiert. Hyperglykämische Umweltbedingungen reduzieren die Lebensspanne und beschleunigen die neuronale Degeneration. Dies zeigt den direkten neuronal schädigenden und Lebenszeit verkürzenden Effekt einer Hyperglykämie.