Radikale und Signale: Wie Mikronährstoffe Zellen schützen

Ihr Ruf ist nicht der beste: Sogenannte freie Radikale – das sind hochreaktive Substanzen, die auf unterschiedlichen Wegen im Körper entstehen – werden für eine Reihe von Erkrankungen und Alterungsprozessen verantwortlich gemacht.

Doch so einseitig sei ihre Wirkung im Organismus nicht zu erklären, sagt Prof. Dr. Lars-Oliver Klotz von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Freie Radikale und reaktive Sauerstoff-Verbindungen übernehmen auch wichtige Signalfunktionen im Körper“, so der neu ernannte Inhaber des Lehrstuhls für Nutrigenomik.

Diese Substanzen spielen eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr und anderen Abwehrmechanismen des Körpers. Mit ihrer Hilfe können sich Zellen und Organismen an Stress anpassen. „Reaktive Sauerstoff-Verbindungen sind Stresssignale, die Regulationsmechanismen in Gang setzen, die die Zellen für kommende Einflüsse stressresistenter machen“, erläutert der Biochemiker. Wie das im Einzelnen geschieht und welche Rolle die Ernährung dabei spielt, diesen Fragen geht Lars-Oliver Klotz mit seinem Team nach. Dabei nutzt er vor allem Zellkulturmodelle, an denen er die Wirkung von Nahrungsinhaltsstoffen testet. „Wie wirken sich Mikronährstoffe auf die Bildung von reaktiven Sauerstoff-Verbindungen und zelluläre Signalwege aus und welche Konsequenzen hat das für die Zellen“, beschreibt der Wissenschaftler seinen Forschungsansatz.

Vor seinem Wechsel nach Jena hat der 44-Jährige an der University of Alberta im kanadischen Edmonton geforscht, wo er den dortigen „Canada Research Chair in Pharmaceutical Sciences“ innehatte. Auch wenn seine Familie gerne in Kanada geblieben wäre, ist der Wissenschaftler dem Ruf der Friedrich-Schiller-Universität gerne gefolgt. Bereits seit einigen Jahren pflegt er enge Kontakte zu Jenaer Forschern, etwa dem Team um Prof. Dr. Tilman Grune aus dem Institut für Ernährungswissenschaften.

Und auch im Schwerpunkt Alternsforschung, den die Friedrich-Schiller-Universität künftig weiter ausbauen wird, findet Prof. Klotz zahlreiche wissenschaftliche Anknüpfungspunkte. Aktuell interessiert er sich beispielsweise für die Wirkung von Mikronährstoffen, etwa des Spurenelements Selen oder von Flavonoiden. Das sind Stoffe, die sich in unserer Nahrung finden und denen eine antioxidative Wirkung zugeschrieben wird.

„Diesen Substanzen, etwa im grünen Tee, werden ja wahre Wunderwirkungen nachgesagt“, so Klotz. Aber die Wirkung von Antioxidantien im Körper sei doch etwas komplizierter, betont er. Zwar fingen Flavonoide im Reagenzglas tatsächlich freie Radikale ab. „Wir gehen aber davon aus, dass viele sogenannte Antioxidantien mindestens ein doppeltes Gesicht haben: Zum einen mögen sie in Zellen durchaus freie Radikale abfangen – aber genau das ist ja nicht immer nützlich, weil die Zelle auf diese Art wichtige Anpassungsmechanismen verlieren kann.“ Zum anderen schützten einige dieser Substanzen zwar vor Zellschäden und manchen Alterungsprozessen – aber das geschehe eben nicht über das Abfangen von Radikalen, sondern über direkte Wechselwirkung mit Signalproteinen in der Zelle.

Lars-Oliver Klotz hat in Tübingen und München Biochemie studiert und anschließend an der Uni Düsseldorf promoviert. Es folgte ein Forschungsaufenthalt am National Institute on Aging in Baltimore (USA), bevor er als Leiter einer eigenen Arbeitsgruppe an die Uni Düsseldorf zurückkehrte. Hier habilitierte er sich 2001 im Fach Biochemie und Molekularbiologie. Im Jahr 2007 wechselte der dreifache Familienvater an das Leibniz-Institut für Umweltmedizinische Forschung in Düsseldorf und leitete eine Arbeitsgruppe im Bereich der molekularen Alternsforschung, bevor er 2010 dem Ruf an die University of Alberta (Edmonton, Kanada) folgte.

Kontakt:
Prof. Dr. Lars-Oliver Klotz
Institut für Ernährungswissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Dornburger Straße 29, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949751
E-Mail: lars-oliver.klotz[at]uni-jena.de