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Vom Muskel-Molekül zum Schutzschild Oxidativer Stress: Wie Laktat Zellen in Krisenzeiten verteidigt

Quelle: Pressemitteilung Universität Duisburg Essen 2 min Lesedauer

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Viele Menschen kennen Laktat vor allem aus dem Sport, wo es bei körperlicher Belastung in Muskelzellen entsteht. Doch das Molekül könnte auch in anderen Körperzellen eine zentrale Rolle spielen: Forschende vermuten, dass Laktat zusammen mit Eisen ein bislang übersehenes Abwehrsystem gegen oxidativen Stress bildet.

Metaphorische Darstellung des Zell-Schutzschilds: Das Laktatmolekül wirkt gemeinsam mit Eisen als Abwehrsystem. (Bild: © UKE/Astrid Hensel, generiert mit KI)
Metaphorische Darstellung des Zell-Schutzschilds: Das Laktatmolekül wirkt gemeinsam mit Eisen als Abwehrsystem.
(Bild: © UKE/Astrid Hensel, generiert mit KI)

Laktat könnte in Krisenzeiten gemeinsam mit Eisen Zellen gegen oxidativen Stress verteidigen. Denn es entsteht nicht nur in Muskelzellen, sondern auch in anderen Zelltypen, etwa in Tumorzellen, Astrozyten im Gehirn oder in Fibroblasten bei Entzündungen. Sie enthalten zudem oft viel Eisen, das nicht fest gebunden ist und dadurch leicht an chemischen Reaktionen teilnehmen kann. Dieses auffällige Muster war der Ausgangspunkt für eine neue Hypothese: Dr. Astrid Hensel, Dr. Renáta Váraljai und Prof. Dr. Shirley K. Knauer vom Universitätsklinikum Essen und vom Zentrum für Medizinische Biotechnologie der Universität Duisburg-Essen schlagen im Fachjournal Redox Biology ein bislang übersehenes Abwehrsystem gegen oxidativen Stress vor.

Auch Immunreaktionen können oxidativen Stress auslösen

Dieser entsteht, wenn schädliche Formen von Sauerstoff in den Zellen überhandnehmen. Ein Beispiel dafür ist Wasserstoffperoxid (H₂O₂), das unter anderem bei Immunreaktionen produziert wird. In geringen Konzentrationen kann es in Zellen als Signalstoff wirken. Wenn allerdings zu viel H₂O₂ entsteht, greift es wichtige Zellbestandteile wie die DNA oder Eiweiße an. Um dies zu verhindern, besitzen Zellen Enzyme, die Wasserstoffperoxid abbauen. Sind diese überlastet, droht jedoch die Gefahr des Zelltods.

„Viele Zellen sind oxidativem Stress ausgesetzt, zum Beispiel in Tumoren, bei Virusinfektionen oder Autoimmunerkrankungen“, erklärt Molekularbiologin Knauer.

Unsere Hypothese ist, dass Laktat gemeinsam mit Eisen wie ein Zellschutzschild wirken könnte, um schädliches Wasserstoffperoxid zu entschärfen. Vereinfacht gesagt: Das Laktat opfert sich und fängt die besonders aggressiven Sauerstoffformen ab, bevor sie lebenswichtige Bausteine der Zelle angreifen können.

Prof. Dr. Shirley K. Knauer, Zentrum für Medizinische Biotechnologie der Universität Duisburg-Essen

Dabei wird Laktat in Pyruvat umgewandelt, eine Substanz, die Zellen für Wachstum und Reparatur verwenden können.

Biochemikerin Hensel betont die mögliche Bedeutung für die Medizin: „Bestätigt sich die Hypothese, könnte man den Mechanismus gezielt beeinflussen. In der Krebstherapie beispielsweise ließe sich das Schutzschild von Tumorzellen schwächen, damit sie empfindlicher auf Behandlungen reagieren. Bei Autoimmunerkrankungen oder bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer wäre das Ziel hingegen genau das Gegenteil: Das Schutzschild müsste gestärkt werden, um gefährdete Zellen besser vor Schäden durch oxidativen Stress zu bewahren.“

Originalpublikation: Astrid Hensel, Renáta Váraljai, Shirley K. Knauer: Raising the iron curtain: Lactate's secret role in oxidative stress defense; Redox Biology Volume 85, September 2025, 103754

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