Die Rolle von mTor beim Muskelaufbau und beim Fasten

Was ist mTOR und ist mTOR zu vermeiden?

mTOR ist ein wichtiges, in allen Säugetieren vorkommendes Regulatorenzym. mTOR aktiviert Proteine und Enzyme und löst eine Vielzahl von Signalwegen in der Zelle aus. 

Hintergrundwissen mTor: Der vollständige Bezeichnung von mTor lautet “mechanistic Target of Rapamycin”, auf deutsch: Ziel des Rapamycins im Säugetier. Rapamycin wiederum wird als Medikament zur Hemmung des Immunsystems eingesetzt und war vor einigen Jahren wegen dem möglichen “Anti-Aging”-Effekt in den Medien. Dieser Anti-Aging-Effekt kommt von der Unterdrückung der mTor-Aktivität.

Die Aktivierung von mTOR fördert das Zellwachstum, die Proteinbiosynthese, die Zellteilung und die Zellmotilität. D.h. eine Aktivierung von mTOR wirkt leistungssteigernd, wachstumsfördernd, muskelaufbauend und wundheilend. Eine mTOR-Aktivierung ist notwendig und zweckmäßig wenn z.B. die Wundheilung gefördert werden soll oder neues Gewebe zu bilden ist. Eine übersteigerte mTOR-Aktivierung (z.B. durch ständige Nährstoffzufuhr oder zelluläre Dysfunktionen) ist ein hoher Risikofaktor und wird mit vielen Krankheiten in Verbindung gebracht.

Beispiele wären

• Fettleibigkeit (metabolisches Syndrom),
• Akne vulgaris (das metabolische Syndrom der pilosebaceous Follikeleinheit),
• Typ 2-Diabetes,
• Depressionen,
• Alzheimerkrankheiten,
• Parkinson,
• Bestimmte Krebsarten,
• Bestimmte Autoimmunkrankheiten. 

Wie wird mTOR aktiviert?

Folgende Faktoren aktivieren den mTOR-Wachstumssignalweg:

• hohe Blutspiegel von essentiellen Aminosäuren (zB. L-Leucin),
• hohe Blutspiegel von Glucose,
• hohe Blutspiegel von Wachstumsfaktoren (z.B. Insulin, IGF-1),
• hoher Energiestatus (ATP) in der Zelle,
• starker mechanischer Trainingsreiz (Mechanotransduktion).

Das heißt, eine starke Aktivierung von mTOR erzielt man durch Nahrungsüberfluss, aktives mTOR wirkt anabol und fördert die Proteinsynthese.

Wie wird mTOR gehemmt?

Eine längere Hemmung von mTOR ist notwendig und zweckmäßig um Entzündungsvorgänge zu verringern und zelluläre Regenerations- und Reparationsvorgänge (Autophagie) zu erhöhen. Autophagie tritt nur dann in Erscheinung, wenn der mTOR Signalweg gehemmt ist. Der stärkste derzeit bekannte Reiz für die Autophagie ist das Fasten und der Nahrungsmangel. Das heißt, eine starke Hemmung von mTOR erzielt man durch Nahrungsmangel (Fasten), gehemmtes mTOR wirkt regenerativ und fördert die Mitochondrien-Biogenese.

Hintergrundwissen Autophagie: Für die Entdeckung der Autophagie erhielt Herr Ohsumi 2016 den Nobelpreis für Medizin und Physiologie. Als Autophagie wird ein zellulärer Reinigungsprozess bezeichnet, bei dem beschädigte oder nicht mehr benötigte Zellbestandteile zerlegt und abgebaut oder zu neuem „frischen“ Zellbestandteilen wieder verwertet (recycelt) werden. Die Zellen können dadurch regenerieren, besser funktionieren und bleiben länger lebensfähig. Wenn die Autophagie gestört ist (zB durch viele über den Tag verteilte kleine Mahlzeiten) zeigen die Zellen immer mehr Dysfunktionen sowie eine vorzeitige Alterung.

Ist mTOR gut oder schlecht?

Aktiviertes mTOR bedeutet Zellwachstum, gehemmtes mTOR bedeutet zelluläre Selbstreinigung. In einer funktionstüchtigen gesunden  Zelle ist eine Balance zwischen diesen beiden Zuständen gegeben. In der Biologie sind Zyklen wichtig, die im Gleichgewicht zueinander stehen. Zyklen wie Tag / Nacht, schlafen / aktiv sein, essen / fasten, Gas geben / bremsen beschreiben diesen Zustand am besten. Permanentes Aktivsein und Wachsein wird einen krank machen ebenso wie permanentes Schlafen. Ein gesunder Zyklus bei mTOR bedeutet einerseits eiweißreicher Nahrungsüberfluss bei intensivem Training oder starker körperlicher Arbeit und andererseits Diät bzw. temporäres Fasten in Ruhezeiten.

Welche medizinische Bedeutung hat mTor?

mTOR-Inhibitoren sind Arzneistoffe, die den mTOR-Signalweg hemmen

• mTOR-Hemmung führt zu einer Unterdrückung des Immunsystems (zB bei Organtransplantationen um eine mögliche Abstoßungsreaktion zu verringern – aber dadurch auch vermehrte Wundheilungsstörung),
• mTOR-Hemmung in der Onkologie (mTOR wirkt anregend auf das Wachstum von Krebszellen,
• mTOR-Hemmung bei Stentversorgung von verschlossenen Herzkranzgefäßen (der Stent ist mit einem mTOR-Inhibitor benetzt, um einen erneuten Gefäßverschluss durch Gewebsneubildung zu verhindern).

Gibt es mTOR-Inhibitoren die keine Arzneimittel sind?

Ja, der stärkste Reiz zur mTOR-Hemmung ist das temporäre Fasten (temporär deswegen, weil die Zelle keine Autophagie mehr betreibt, wenn der Aminosäurepool in der Zelle zu stark absinkt).

Unterstützend wirken mTOR hemmend Melatonin, Vitamin D, Alphaliponsäure, bestimmte Polyphenole (zB im schwarzen, ungesüßten Kaffee), Oleocanthal und Oleuropein (z.B. in Olivenöl und Olivenblattextrakt). 

Das Wesentliche: Ein gesunder Organismus braucht sowohl mTor-Aktivierung, als auch mTor-Hemmung, idealerweise in natürlichen Zyklen. Ist mTor aktiviert werden Zellen aufgebaut (u.a. Muskelaufbau) und die Wundheilung gefördert. Eine Hemmung von mTor hingegen reduziert Entzündungen, erhöht die Reparaturvorgänge im Körper (Autophagie) und fördert daher auch die Langlebigkeit. Zur Optimierung der eigenen Gesundheit gilt es seinen praxistauglichen “Sweet-Spot” zu finden, indem nach einer Phase der mTor-Aktivierung eine Phase der mTor-Hemmung folgt, beispielsweise durch die Kombination einer eiweißreichen Kost und körperlicher Betätigung, gefolgt von Kurzzeitfasten.