Somatostatin, ein entscheidender Regulator für Gesundheit, Gedächtnis und Lebensspanne, zieht derzeit die Aufmerksamkeit der Forschung auf sich. Ein Team um Prof. Henrik Bringmann am Biotechnologischen Zentrum (BIOTEC) der TU Dresden hat in einer neuen Studie den Zusammenhang zwischen Somatostatin und Schlaf erforscht. Die Ergebnisse, die im Fachjournal Science Advances veröffentlicht wurden, zeigen, dass Somatostatin eine Schlüsselrolle in der Regulierung des Schlafs spielt, der als Kontrollorgan für zahlreiche körperliche Funktionen fungiert.
Die Forschungsarbeit konzentrierte sich auf den Fadenwurm Caenorhabditis elegans als Modellorganismus. Dieser hat nur 302 Neuronen und nur ein schlafaktives Neuron, was die Analyse vereinfacht. Die Wissenschaftler identifizierten einen spezifischen Somatostatin-Rezeptor im Gehirn des Wurms, der auf einer schlafaktiven Nervenzelle lokalisiert ist und den gesamten Schlaf des Wurms steuert. Durch genetisches Ausschalten dieses Rezeptors konnten sie die Auswirkungen auf den Schlaf und andere Funktionen untersuchen.
Die Rolle von Somatostatin
Somatostatin wurde bereits vor mehr als 50 Jahren als Hormon identifiziert, das die Freisetzung des Wachstumshormons (GH) bei Säugetieren hemmt. Es reguliert die GH-Freisetzung und kann möglicherweise die Lebensspanne beeinflussen, obwohl die genauen Mechanismen des Alterns und der Regulation noch nicht vollständig verstanden sind berichten die Forscher. Während des Schlafs wird GH freigesetzt, was Schlaf fördert und anabole Prozesse unterstützt. Schlaf ist entscheidend für die Energieerhaltung, die Regulierung des Stoffwechsels, die Konsolidierung langfristiger Gedächtnisinhalte und die Langlebigkeit.
Somatostatin und Schlaf regulieren überlappende physiologische Prozesse, aber die molekularen Mechanismen bleiben unklar. Schlaf wird durch schlafaktive Neuronen induziert, die hemmende Neurotransmitter wie GABA freisetzen. Neueste Erkenntnisse zeigen, dass Somatostatin-aktive Neuronen vor den Schlafphasen aktiviert werden, was Einfluss auf die Schlafmuster hat.
Einfluss auf Metabolismus und Gedächtnis
Es wird angenommen, dass Somatostatin sowohl gedächtnisunterstützende als auch gedächtnisinhibierende Rollen spielen kann. In Mausmodellen wurde festgestellt, dass eine Überaktivierung von Somatostatin-Neuronen im Hippocampus die Konsolidierung von Gedächtnisinhalten beeinträchtigen kann. In C. elegans wirkt der Somatostatin-ähnliche Peptid NLP-99 und der Rezeptor NPR-16 als regulatorische Elemente im Schlaf. Diese Peptide hemmen den Schlaf während Hungerphasen, fördern jedoch den Schlaf bei gut genährten Individuen stellt die Forschung heraus.
Durch die Deletion von nlp-99 oder npr-16 konnte eine Erhöhung des Schlafs in C. elegans festgestellt werden, was darauf hindeutet, dass diese Bestandteile in einem gemeinsamen Signalweg wirken. Der Zusammenhang zwischen Somatostatin, Schlaf, Überleben, Stoffwechsel und Gedächtnis wird durch die Aktivität des schlafaktiven Neurons, das auch für die Gedächtniskonsolidierung notwendig ist, weiter verdeutlicht.
Das BIOTEC, das 2000 gegründet wurde, verbindet moderne Forschungsansätze in Molekular- und Zellbiologie mit Ingenieurwissenschaften und ist Teil des Center for Molecular and Cellular Bioengineering der TU Dresden. Diese interdisziplinären Ansätze ermöglichen es den Forschern, die komplexen Zusammenhänge von Hormonen und neuronalen Prozessen besser zu verstehen und deren Auswirkungen auf Gesundheit und Lebensspanne weiter zu erforschen.