Die Dysregulation von Mitochondrien und des Stoffwechsels werden mit dem Alterungsprozess sowie einer Vielzahl menschlicher Krankheiten assoziiert. Die Erforschung der Mechanismen, die mitochondriale Funktionen regulieren, ist hierbei von entscheidender Bedeutung, um therapeutische Ansätze zur Behandlung altersassoziierter Krankheiten zu entwickeln. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von Natriumbutyrat (SB) auf mitochondriale und metabolische Funktionen sowie auf die Lebensspanne von Drosophila melanogaster und Caenorhabditis elegans untersucht.
Die Behandlung mit SB zeigte einen dosis-abhängigen Anstieg des Sauerstoffverbrauchs in Fliegenköpfen. SB gehört zu der Klasse der Lysin Deacetylase-Inhibitoren (KDACi), weshalb davon ausgegangen wurde, dass der vorübergehende Sauerstoffanstieg auf eine Hemmung von Lysin Deacetylasen zurückzuführen ist. Proteom- und Acetylomanalysen ergaben allerdings keine signifikanten Veränderungen zwischen Kontroll- und SB-Behandlungen. Eine massenspektrometrische Analyse wies hingegen einen Einbau von 13C4-markiertem SB in mehrere Metabolite auf, welche an mitochondrialen Stoffwechselwegen beteiligt sind.
Veränderungen der mitochondrialen Aktivität können die Lebensspanne beeinflussen, weshalb SB dahingehend bei D. melanogaster und C. elegans untersucht wurde. Einhergehend mit bisherigen Studien, konnte in dieser Arbeit eine dosisabhängige Wirkung auf die Lebensspanne von Würmern festgestellt werden. Im Gegensatz dazu, wurden bei Fliegen keine Auswirkungen detektiert.
Vor diesem Hintergrund wurde in dieser Arbeit ebenfalls eine SB-unabhängige mitochondriale Aktivierung untersucht. Dabei wurde das Membranpotenzial in C. elegans, mittels einer licht-abhängigen Protonenpumpe, erhöht. Dies resultierte in einer verlängerten medianen Lebensspanne der Würmer, selbst wenn eine Erhöhung im mittleren und späten Alter erfolgte.