Kalorienrestriktion beeinflusst Alterung & Gesundheit

Die Kalorienrestriktion umfasst ein besonderes Kapitel innerhalb der Alternsforschung. Sie ist die einzige nicht genetische Methode zur Beeinflussung der Lebenserwartung die in Versuchen mit Tieren durchweg den Alterungsprozess verlangsamte. So erforschte Clive McCay bereits im Jahr 1935 die Auswirkungen einer Kalorienrestriktion innerhalb seiner Studie mit Laborraten. McCay konnte nachweisen, dass die Hungerkost der Tiere dazu führte, dass sie bis zu vier Jahre alt wurden und dabei putzmunter waren. Für Gewöhnlich haben Laborratten eine maximale Lebenserwartung von drei Jahren. Das längere Leben der Laborratten entsprach entsprechend einer Lebensverlängerung um ca. 1/3 ihrer normalen Lebenserwartung.

 

Wie funktioniert die Kalorienrestriktion?

Die Kalorienrestriktion ist definiert als eine Reduktion der Kalorienzufuhr, während eine ausreichende Versorgung mit wichtigen Nährstoffen und Vitalstoffen kontinuierlich beibehalten wird. In bisherigen Experimenten wurde die Kalorienzufuhr im Schnitt um ca. 40% reduziert, während der gesamten Lebensspanne.  Der Einfluss der Kalorienrestriktion auf die Lebenserwartung in den Versuchen resultierte in eine durchschnittlich um 30% bis 40% verlängerte Lebenszeit der Tiere.

 

Wie ist es möglich, dass eine Kalorienrestriktion die Lebenserwartung erhöht?

Es wird angenommen, dass die Auswirkungen einer Kalorienrestriktion zu mehreren positiven Effekten im Organismus führt. Die lebensverängernde Wirkung wird jedoch auf die Aktivierung von Sirtuin zurückgeführt. Durch die Aktivierung von Sirtuin kommt es zur DNA-Reparatur, was sich wiederum lebensverängernd auswirkt. Die reduzierte Nahrungsaufnahme führt allerdings ebenfalls zu einer Reihe von Modifikationen bei den Körperfunktionen, molekularen Zellen und Organsystemen, welche den Alterungsprozess positiv beeinflussen. Dabei wird nicht nur die Lebenserwartung verlängert, außerdem werden auch

  • Stoffwechsel (zum Beispiel positiver Einfluss auf die Empfindlichkeit gegenüber Insulin),
  • Neuroendokrines System & Immunsystem (zum Beispiel bessere Stress-Bewältigung, Abwehr/Bekämpfung von Infektionen, weniger Krebs Erkrankungen) und
  • bio-funktionelle Kollagen-Reaktionen (Reduktion von Kollagenquervernetzungen bzw. „Crosslinking“) signifikant verstärkt.

 

Zu erwähnen ist, dass solche funktionellen Veränderungen auch durch Veränderungen in Genexpressionsprofil moduliert werden könnten. Durch die Kalorienrestriktion kann die Langlebigkeit des Organismus gefördert werden, indem es zu einer Umprogrammierung sowie Verschiebung des Stoffwechsels kommt (vielleicht durch Insulin ausgelöst). Es kommt zu einem reduzierten Energiestoffwechsel und einer erhöhten Biosynthese sowie einem erhöhten Umsatz von Proteinen. Es wurde ebenfalls erforscht, dass die Kalorienreduktion bei Nagetieren deutlich die Ausprägung von pathologischen Phänotypen beeinflusst sowie Einfluss nimmt auf die menschliche Pathologie. Die kurzfristigen Auswirkungen auf den Menschen gelten als vielversprechend. Langfristige Auswirkungen wurden bisher, aufgrund der schwierigen Durchführbarkeit und den daraus resultierenden Mangel an Daten, bisher wenig erforscht. Die schwierige Durchführbarkeit ist hauptsächlich mit der rigorosen Ernährungsumstellung, die eine Kalorienrestriktion mit sich bringt sowie der Länge des menschlichen Lebens begründet.

 

Studie zur Kalorienrestriktion bei Menschen

Der bisher bemerkenswerteste Bericht über die Effekte der Kalorienrestriktion auf die menschliche Gesundheit wurde bei den Biosphere 2 Experimenten beobachtet. Biosphere 2 ist ein eigener geschlossener ökologischer Raum in der Wüste von Arizona. Im Jahr 1991 betraten acht Personen die Biosphere für eine zwei Jahre andauernde Forschungsperiode, um die Effekte des Lebens in einem geschlossenen ökologischem Raum zu studieren. Aufgrund unvorhergesehener technischer Probleme war der Zugang zu Lebensmitteln für den Zeitraum der Studie deutlich eingeschränkt. Dies führte zu einer reduzierten Zufuhr an Kalorien. Bei den Teilnehmern der Forschungsarbeit kam es zu einer Kalorien-Aufnahme von ca. 30% weniger als erwartet (was einer Kalorienrestriktion um 30% entspricht). Während des Experiments wurden physiologische und biochemische Messungen durchgeführt. Während die Teilnehmer Erfahrungen mit der Kalorienrestriktion innerhalb der Biosphere machten sowie ebenfalls danach, als sie (18 Monate später) die Biosphere verließen und zu ihren normalen Essgewohnheiten zurück kehrten. Die beobachteten physiologischen Veränderungen bei den Biosphere 2 Teilnehmern waren sehr ähnlich zu denen, welche bei Studien zur Kalorienrestriktion mit Nagetieren und Primaten beobachtet wurden. Folgende Veränderungen wurden beobachtet:

  • Verringerung des Stoffwechsels,
  • Senkung der Körpertemperatur,
  • Senkung des systolischen und diastolischen Blutdrucks (mehr Informationen zur natürlichen Senkung des Blutdrucks),
  • reduzierter Blutzuckerspiegel,
  • reduzierter Insulinspiegel und
  • Reduzierung des Schilddrüsen-Hormonspiegels.

 

Kalorienrestriktion in Okinawan (Japan)

Kalorienrestriktion Japanisches Essen
Japanisches Essen an Neujahr

Es wurde beobachtet, dass die Bevölkerung in Okinawan von einer geringeren Morbidität und Mortalität gekennzeichnet ist. Auf dieser Insel lebt ebenso die weltweit größte prozentuale Anzahl an Hundertjährigen Menschen.  Es wird angenommen, dass die lange Lebenserwartung dieser Bevölkerung unter anderem durch dessen Ernährung verursacht wird. Die Ernährung in Okinawan basiert auf Gemüse, Soja, Früchte, Fisch, Körner und Seetang. Sie nehmen ca. 20% weniger Kalorien zu sich als der Rest der Bevölkerun in Japan und sogar ca. 40% weniger Kalorien als die Menschen in den Vereinigten Staaten durchschnittlich zu sich nehmen. Anzumerken ist, dass diese  geringe Kalorienzufuhr der Menschen in Okinawan der Kalorienrestriktion in den Experimenten mit Tieren sehr ähnlich ist. Sie praktizieren mit ihren Ernährungsgewohnheiten eine Kalorienrestriktion.

 

Fazit zur Kalorienrestriktion

Obwohl es eine Menge an Daten gibt die einen Nutzen für die Gesundheit und eine Verlangsamung des Alterungsprozesses aufzeigen, bei der Anwendung sowie Beobachtung der Kalorienrestriktion in Tierversuchen, mangelt es derzeit an Beobachtungen mit Menschen, welche konsequent und über längere Zeit die Kalorienrestriktion ausüben.  Dies ist unter anderem ebenfalls darin begründet, dass eine kalorische Restriktion zwar das Leben verlängern mag aber diese Methode den Lebensstil stark einschränkt. Des Weiteren konnte die euphorische Annahme so mancher Forscher, dass die Kalorienrestriktion als „wahrer Jungbrunnen“ aufzufassen sei, bisher noch nicht vollständig belegt werden.

 

Mimetika der Kalorienrestriktion

Zahlreiche Mimetika welche ebenfalls als Sirtuin Aktivatoren funktionieren wurden bereits erforscht oder sind in der Entwicklung, dazu zählen zum Beispiel: Resveratrol, Curcumin, Koffein, Dapson, Metformin, Rapamycin und Spermidin.  Jedoch zeigte keines der soeben genannten Mimetika einen ähnlich direkten Einfluss auf die Lebensdauer verschiedener Organismen wie die Kalorienrestriktion.

 

 

Quellen:

  • McCay CM, Crowell MF, Maynard LA. The effect of retarded growth upon the length of life span and upon the ultimate body size. 1935. Nutrition. 1989 May-Jun;5(3):155-71; discussion 172…;
  • http://www.spektrum.de/news/hungrig-alt-werden/1000658 (abgerufen am 31.01.2016.
  • Tosato M., Zamboni V., Ferrini A., Cesari M. (2007): The aging process and potential interventions to extend life expectancy. Clinical Interventions in Aging 2007:2(3) S. 401-412.
  • Wang Y. Molecular links between caloric restriction and Sir2/SIRT1 activation. Diabetes Metab. J. 2014;38:321–329. doi: 10.4093/dmj.2014.38.5.321.
  • Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Wikipedia-Autoren, siehe Versionsgeschichte in diesem Permalink. Abgerufen am 23.02.2016
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