Dass Bewegung gesund ist, weiß jeder. Weniger bekannt ist, was dabei genau in den Zellen passiert. Eine der Antworten kam 2015 von der University of Southern California. Forschende entdeckten dort ein kleines Molekül, das der Körper selbst herstellt und beim Training in größeren Mengen bildet. Es bekam den Namen MOTS-c.
Seitdem sind zahlreiche Studien dazu erschienen. Sie zeigen, dass MOTS-c beeinflusst, wie der Körper mit Zucker und Fett umgeht, wie sich die Muskeln verhalten und wie schnell die körperliche Fitness im Alter nachlässt.
Was ist MOTS-c?
MOTS-c ist ein Peptid, also eine kurze Kette aus Aminosäuren. Es besteht nur aus 16 davon und ist damit viel kleiner als ein gewöhnliches Protein. Im Körper dienen Peptide oft als Signale: Eine Zelle teilt damit anderen Zellen mit, was gerade passiert und wie sie reagieren sollen.
Das Besondere an MOTS-c ist sein Ursprung. Der Bauplan dafür liegt nicht im Zellkern, wo der Großteil unserer DNA gespeichert ist, sondern in den Mitochondrien. Das sind winzige Strukturen in den Zellen, die aus Nährstoffen Energie gewinnen. Sie besitzen ihre eigene kleine DNA, die wir von unserer Mutter erben.
Lange ging man davon aus, dass die mitochondriale DNA nur einige Dutzend Gene enthält, die für die Energiegewinnung nötig sind. Mit der Zeit zeigte sich jedoch, dass sie auch Baupläne für kleine Signalpeptide enthält. Forschende nennen sie mitochondriale Peptide. Das erste davon, Humanin, wurde 2001 entdeckt. MOTS-c folgte vierzehn Jahre später.
Der Name MOTS-c ist eine englische Abkürzung. Er beschreibt, an welcher Stelle der mitochondrialen DNA der Bauplan für das Peptid liegt (im Gen für die sogenannte 12S-ribosomale RNA). Um zu verstehen, was es bewirkt, spielt der Name aber keine große Rolle.
Mitochondrien können Nachrichten senden
In der Schule haben wir gelernt, dass Mitochondrien die „Kraftwerke der Zelle“ sind. Sie erzeugen Energie, und damit ist ihre Arbeit erledigt. MOTS-c hat gezeigt, dass das nur die halbe Wahrheit ist.
2018 erschien in der Fachzeitschrift Cell Metabolism eine Studie, nach der MOTS-c die Mitochondrien verlässt und direkt in den Zellkern wandert, wenn die Zelle unter Druck steht (zum Beispiel, wenn ihr Nährstoffe fehlen). Dort schaltet es Gene ein, die der Zelle helfen, mit dem Stress fertigzuwerden, unter anderem Gene, die vor oxidativen Schäden schützen.
Das funktioniert ähnlich wie die Tankanzeige im Auto. Die Warnleuchte repariert selbst nichts, aber sie zeigt dem Fahrer, dass der Tank fast leer ist und er sparsamer fahren sollte. MOTS-c übernimmt die Rolle dieser Warnleuchte, der Zellkern die des Fahrers: Er reagiert auf das Signal und ändert, wie die Zelle mit ihrer Energie haushaltet. Für die Wissenschaft war das eine wichtige Entdeckung, denn sie zeigte, dass Mitochondrien nicht nur passive Energielieferanten sind, sondern das Verhalten der ganzen Zelle aktiv beeinflussen.
Wie MOTS-c wirkt
Die meisten Wirkungen von MOTS-c laufen über ein einziges Enzym. Es heißt AMPK und wacht in der Zelle über die Energie. Merkt es, dass die Energie knapp wird, setzt es Schritte in Gang, die helfen, Energie nachzuliefern oder zu sparen:
- Die Zelle nimmt mehr Zucker aus dem Blut auf,
- sie verbrennt mehr Fett,
- und mit der Zeit bildet sie neue Mitochondrien, um mehr Energie erzeugen zu können.
Übrigens wird dasselbe Enzym auch beim Sport und beim Fasten aktiviert. Auch deshalb wird MOTS-c so oft im Zusammenhang mit Bewegung genannt.
Forschende haben beschrieben, wie genau MOTS-c die AMPK anschaltet. Es greift in den Stoffwechsel der Folsäure (Folat) ein, wodurch sich in der Zelle eine Substanz namens AICAR anreichert. Diese wiederum aktiviert die AMPK. Fachleute sprechen vom Folat-AICAR-AMPK-Signalweg. Die Details sind nicht entscheidend. Wichtig ist das Ergebnis: Die Zelle geht sparsamer und effizienter mit ihrer Energie um.
Die Entdeckung von 2015: Mäuse, die nicht zunahmen
Die Studie, in der MOTS-c erstmals beschrieben wurde, erschien 2015 in Cell Metabolism. Geleitet wurde sie von Changhan Lee aus dem Labor von Professor Pinchas Cohen.
Die Forschenden fanden heraus, dass MOTS-c vor allem in den Muskeln wirkt. Das ergibt Sinn, denn die Muskeln gehören zu den Geweben, die im Körper am meisten Zucker verbrauchen.
Die meiste Aufmerksamkeit erregte ein Versuch mit Mäusen, die fettreich gefüttert wurden. Eine Gruppe erhielt zusätzlich MOTS-c, die andere nicht. Die Mäuse mit MOTS-c nahmen weniger zu, und ihr Körper sprach besser auf Insulin an, also auf das Hormon, das den Zucker aus dem Blut in die Zellen bringt. Wenn Insulin nicht mehr richtig wirkt, spricht man von Insulinresistenz, einer Vorstufe von Typ-2-Diabetes.
Damit lag erstmals ein Beleg dafür vor, dass ein kleines Peptid aus der mitochondrialen DNA den Stoffwechsel des ganzen Körpers beeinflussen kann.
Was beim Training passiert
Das größte Interesse an MOTS-c weckte eine Studie aus dem Jahr 2021, die in Nature Communications erschien. Darin kombinierten die Forschenden Versuche am Menschen mit Versuchen an Mäusen.
Der Versuch am Menschen: Gesunde junge Männer, die sonst kaum Sport trieben, fuhren auf einem Ergometer. Die Forschenden entnahmen ihnen Muskel- und Blutproben vor der Fahrt, währenddessen, danach und nach vier Stunden Ruhe. Laut der Universität, an der die Studie durchgeführt wurde, zeigte sich:
- In den Muskeln stieg der MOTS-c-Spiegel nach dem Training etwa auf das Zwölffache und war auch nach der Ruhepause noch nicht ganz abgesunken.
- Im Blut stieg er um etwa die Hälfte und kehrte nach der Ruhephase auf den Ausgangswert zurück.
Der Körper bildet MOTS-c bei Bewegung also in großen Mengen. Das stützt die Annahme, dass es eines der Signale ist, über die sich die Vorteile von Sport in den Zellen bemerkbar machen.
Der Versuch an Mäusen: Anschließend verabreichten die Forschenden MOTS-c an Mäuse unterschiedlichen Alters: junge, mittelalte und alte (22 Monate, was nach ihren Angaben einem Menschen über 65 entspricht). Die ältesten Mäuse konnten nach der Behandlung auf dem Laufband etwa doppelt so weit laufen wie zuvor und überholten sogar unbehandelte Mäuse mittleren Alters. Die Autoren berichten, dass MOTS-c bei den alten Mäusen sowohl die körperliche Fitness als auch den allgemeinen Gesundheitszustand verbesserte.
Wegen dieser Ergebnisse wird MOTS-c als Substanz bezeichnet, die einige Wirkungen von Sport nachahmt. Bewegung kann es natürlich nicht ersetzen, aber es hilft zu erklären, warum Bewegung dem Körper so guttut.
Muskeln: weniger Bremse für das Wachstum
Auch eine weitere Studie aus dem Jahr 2021 befasste sich mit den Muskeln. Sie untersuchte das Protein Myostatin, das im Körper das Muskelwachstum bremst. Je mehr Myostatin, desto schwerer lässt sich Muskelmasse aufbauen und erhalten.
- Bei fettreich gefütterten Mäusen half MOTS-c, den Muskelabbau zu verhindern, der Übergewicht oft begleitet.
- Den Myostatinspiegel senkte es um etwa 40 %.
- Beim Menschen stellten die Forschenden fest, dass Personen mit mehr MOTS-c tendenziell weniger Myostatin haben.
Beim Menschen handelt es sich bisher nur um einen beobachteten Zusammenhang, nicht um einen Beweis, dass das eine das andere verursacht. Für die Erforschung des altersbedingten Muskelschwunds, den Ärzte Sarkopenie nennen, ist das aber ein interessanter Hinweis.
Knochen: langsamerer Abbau
Auch die Knochen sind inzwischen Thema der Forschung. Forschende verwendeten Mäuse, denen die Eierstöcke entfernt worden waren. Dadurch sank ihr Östrogenspiegel, und sie verloren Knochenmasse, ähnlich wie Frauen nach den Wechseljahren. Die Mäuse erhielten anschließend 12 Wochen lang MOTS-c.
Aufnahmen der Knochen zeigten, dass MOTS-c den Knochenabbau abschwächte. Die Forschenden fanden auch heraus, warum: Das Peptid bremste die Bildung der Zellen, die Knochen abbauen (Osteoklasten). Auch hier nutzte es dafür das Enzym AMPK. Die Autoren bezeichnen MOTS-c deshalb als interessanten Kandidaten für die weitere Erforschung der Osteoporose-Behandlung.
Die japanische Spur: Genetik und Langlebigkeit
Japan gehört zu den Ländern mit der höchsten Lebenserwartung. Forschende wurden deshalb hellhörig, als sich zeigte, dass manche Menschen in Ostasien eine kleine Abweichung in ihrer mitochondrialen DNA tragen, die eine der 16 Aminosäuren von MOTS-c verändert.
- 2015 stellte ein japanisch-spanisches Team die Hypothese auf, diese Abweichung könnte mit der Langlebigkeit der Japaner zusammenhängen.
- Sechs Jahre später überprüfte ein anderes Team sie anhand von Daten von mehr als 27.000 Menschen japanischer Herkunft. Das Ergebnis fiel anders aus als erwartet. Männer mit dieser Abweichung hatten häufiger Typ-2-Diabetes, vor allem, wenn sie sich wenig bewegten. Bei Frauen zeigte sich das nicht.
- Außerdem funktionierte das veränderte MOTS-c in Versuchen mit Mäusen und Zellen schlechter als die übliche Variante. Und bei Menschen, die 100 Jahre alt wurden, kam die Abweichung nicht häufiger vor als bei anderen.
Die ursprüngliche Hypothese hat sich also nicht bestätigt. Die Studie brachte aber eine andere wertvolle Erkenntnis: Ein funktionierendes MOTS-c spielt offenbar eine Rolle dabei, wie der menschliche Körper Zucker verarbeitet, und seine Wirkung könnte damit zusammenhängen, wie viel wir uns bewegen.
Erste Schritte beim Menschen
Die Ergebnisse aus Tierversuchen weckten auch das Interesse der Pharmaforschung. Das US-Biotechnologieunternehmen CohBar entwickelte CB4211, eine abgewandelte Form von MOTS-c, als mögliche Behandlung von Übergewicht und Fettleber. Es war die erste von einem mitochondrialen Peptid abgeleitete Substanz, die überhaupt am Menschen getestet wurde.
Die Ergebnisse der ersten klinischen Prüfphase wurden im August 2021 veröffentlicht:
- An der Studie nahmen 65 gesunde Freiwillige und 20 Menschen mit Übergewicht und Fettleber teil,
- laut Bericht wurde die Substanz gut vertragen, schwere Nebenwirkungen traten nicht auf,
- im Vergleich zu Placebo verbesserten sich die Leberwerte und der Blutzucker sank, das Körpergewicht war tendenziell rückläufig.
Es war eine kleine und kurze Studie. Aber sie war ein erster Schritt, um die Erkenntnisse über MOTS-c auch am Menschen zu überprüfen.
Zeitstrahl der MOTS-c-Forschung
| Jahr | Was geschah |
|---|---|
| 2001 | Humanin, das erste bekannte mitochondriale Peptid, wird entdeckt. |
| 2015 | Lee und Kollegen beschreiben MOTS-c und seine Wirkung auf Stoffwechsel und Insulinempfindlichkeit bei Mäusen. |
| 2015 | Eine Hypothese verknüpft eine japanische Variante von MOTS-c mit Langlebigkeit. |
| 2018 | Forschende entdecken, dass MOTS-c bei Stress in den Zellkern wandert und Schutzgene einschaltet. |
| 2021 | Studie in Nature Communications: Sport erhöht MOTS-c in den Muskeln, alte Mäuse werden fitter. |
| 2021 | MOTS-c senkt bei Mäusen Myostatin und schützt die Muskeln vor Abbau. |
| 2021 | Eine Studie mit mehr als 27.000 Menschen bringt die japanische MOTS-c-Variante mit Diabetes bei Männern in Verbindung. |
| 2021 | Ergebnisse der ersten Humanstudie mit einer abgewandelten Form von MOTS-c (CB4211) werden veröffentlicht. |
| 2025 | Die Welt-Anti-Doping-Agentur (WADA) nimmt MOTS-c in die Liste der verbotenen Substanzen auf. |
Warum MOTS-c für die Wissenschaft so spannend ist
- Es hat unseren Blick auf die Mitochondrien verändert. Es zeigte, dass sie nicht nur Energie erzeugen, sondern auch Signale senden, mit denen sie das Verhalten der Zellen steuern.
- Es hilft zu erklären, warum Sport gesund ist. Es ist eines der Moleküle, über die sich die Vorteile von Bewegung im Körper zeigen.
- Es hängt mit dem Altern zusammen. Sein Blutspiegel sinkt mit dem Alter, und bei alten Tieren beeinflusste es die körperliche Fitness.
- Es ist breit relevant. Die Forschung reicht von Zucker und Fett über Muskeln und Knochen bis zur Stressresistenz der Zellen.
- Es inspiriert die Arzneimittelentwicklung. Eine von MOTS-c abgeleitete Substanz hat bereits erste Tests am Menschen durchlaufen.
Häufig gestellte Fragen
Was genau ist MOTS-c?
Ein kleines Peptid aus 16 Aminosäuren, das der Körper in seinen Mitochondrien bildet. Es wirkt als Signal, das den Zellen hilft, ihren Energiehaushalt anzupassen.
Bildet jeder Mensch MOTS-c?
Ja. MOTS-c kommt natürlicherweise im Körper vor und lässt sich im Blut messen. Sein Spiegel verändert sich jedoch: Beim Sport steigt er, mit zunehmendem Alter sinkt er.
Wie hängt MOTS-c mit Bewegung zusammen?
Beim Training bilden die Muskeln große Mengen davon. In einer Studie aus dem Jahr 2021 stieg der Spiegel im Muskel nach einer Fahrt auf dem Ergometer etwa auf das Zwölffache.
Warum wird MOTS-c im Zusammenhang mit dem Altern diskutiert?
Weil sein Spiegel mit dem Alter sinkt und es in Studien an alten Mäusen die körperliche Fitness und den allgemeinen Gesundheitszustand verbesserte. Deshalb erforscht die Wissenschaft es als einen der Faktoren, die beeinflussen, wie gut wir altern.
Was ist der Unterschied zwischen MOTS-c und Humanin?
Beide gehören zu den mitochondrialen Peptiden. Humanin wurde früher entdeckt, im Jahr 2001, und wird vor allem im Zusammenhang mit dem Schutz von Zellen untersucht. MOTS-c wurde 2015 entdeckt, die Forschung konzentriert sich hier vor allem auf Stoffwechsel und Muskeln.
Was ist AMPK?
Ein Enzym, das die Energiemenge in der Zelle überwacht. Wird die Energie knapp, sorgt es dafür, dass die Zelle mehr Zucker und Fett verbrennt. MOTS-c aktiviert es, und darauf beruhen die meisten seiner Wirkungen.
Steht MOTS-c auf der Liste der für Sportler verbotenen Substanzen?
Ja. Die Welt-Anti-Doping-Agentur (WADA) führt es seit dem 1. Januar 2025 unter den Substanzen, die Sportlern jederzeit verboten sind, also im Wettkampf und außerhalb.
Was bedeutet die Kennzeichnung „Research Use Only“?
Auf Deutsch „nur für Forschungszwecke“. Die Substanz ist für die Labor- und Grundlagenforschung bestimmt. Sie ist weder ein Arzneimittel noch ein Nahrungsergänzungsmittel und nicht zur Anwendung am Menschen vorgesehen.
Warum ist ein Analysenzertifikat bei Forschungspeptiden wichtig?
Ein Analysenzertifikat (CoA) belegt, dass in der Packung tatsächlich die Substanz enthalten ist, die auf dem Etikett steht, und wie rein sie ist. Es enthält in der Regel die Ergebnisse zweier Labormethoden: der Chromatographie (HPLC), die die Reinheit zeigt, und der Massenspektrometrie (MS), die bestätigt, dass es sich um das richtige Molekül handelt. Ohne diesen Nachweis wären Forschungsergebnisse nicht verlässlich.
Ist MOTS-c als Arzneimittel zugelassen?
Nein. MOTS-c ist weder in Deutschland (BfArM) noch in der Europäischen Union (EMA) oder in den USA (FDA) als Arzneimittel zugelassen. Es ist nur als Forschungssubstanz erhältlich. Seine abgewandelte Form CB4211 hat bisher nur die erste Phase der klinischen Prüfung durchlaufen.
Fazit
MOTS-c ist ein winziges Peptid, das der Körper in seinen Mitochondrien bildet und beim Training verstärkt produziert. Seine Entdeckung hat gezeigt, dass Mitochondrien nicht nur Energie erzeugen, sondern auch Nachrichten an den Rest der Zelle senden. Tierstudien deuten darauf hin, dass MOTS-c dem Körper hilft, Zucker besser zu verarbeiten, Muskeln und Knochen schützt und bei alten Mäusen die körperliche Fitness verbesserte. Beim Menschen wissen wir, dass sein Spiegel bei Bewegung steigt und mit dem Alter sinkt.
Die meisten Erkenntnisse stammen bisher aus Labor- und Tierstudien, die Forschung hat also noch einen weiten Weg vor sich. Schon jetzt gehört MOTS-c aber zu den spannendsten Entdeckungen der Altersforschung und hilft zu erklären, warum regelmäßige Bewegung für den Körper so wichtig ist.
Einen Überblick über MOTS-c und weitere Forschungspeptide finden Sie in unserem Glossar der Forschungssubstanzen: MOTS-c.
Quellen
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- Longevity.Technology – Ergebnisse der Phase-1a/1b-Studie zu CB4211 (August 2021): longevity.technology
- Lifespan.io – CB4211, ein MOTS-c-Analogon: lifespan.io
- ISSF – WADA-Verbotsliste 2025 (Aufnahme von MOTS-c): issf-sports.org