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Kalorienrestriktion als Anti-Aging Konzept

Das Verständnis des menschlichen Alterns war lange Zeit mechanistisch geprägt: der Körper wurde mit einer Maschine gleichgesetzt, die abgenützt wird, in der kleine Schäden sich anhäufen und die schließlich  aufhört zu arbeiten. Parallel dazu wurden Schäden am Genom, die während des Lebens auftraten für die Alterung und den Tod verantwortlich gemacht.

 

Das erfolgreiche Klonen von Säugetieren korrigiert diese Interpretation des Alterungsprozesses: alte Zellkerne werden beim Klonen in das Zytoplasma einer  Eizelle ohne Kern injiziert, was zur Empfängnis und zur Geburt eines neuen Individuums führt. Trotz anfänglich widersprüchlicher  Meldungen, ist die Lebenszeit dieses Klons, dessen Erbinformation DNA von einem erwachsenen Organismus, dessen Lebenszeit schon teils abgelaufen war nicht reduziert. Auch die Telomere, die für die Stabilität der Chromosomen wichtig sind,  zeigten in den Experimenten eine jugendliche Länge. Würden Chromosomenschäden für den Alterungsprozess verantwortlich sein, so wäre das Klonen nicht möglich. Zytoplasmatische Faktoren der Eizelle sind offensichtlich in der Lage, die DNA des erwachsenen Individuums „runterzufahren“ und neu zu starten. Diese Tatsache spricht dafür, dass während des Alterns eher die Genregulation, als die Genstruktur verändert wird.
Nach dem derzeitigen Wissenstand ist das Altern mit zwei grundsätzlichen Funktionen unseres Lebens verbunden:  mit der Fortpflanzung und dem Stoffwechsel.

 

Geht man davon aus, dass die Reproduktion und die Aufzucht der Nachkommen ein Hauptziel biologischen Lebens ist, so ist es verständlich, dass nach Abschluss der reproduktiven Funktionen Alterungsprozesse verstärkt eintreten. Dies kann man bei der Entstehung postmenopausaler Beschwerden studieren. Schiebt man die reproduktive Phase hinaus, so hat dies – zunächst vorübergehend –  eine  lebensverlängernde Wirkung.
Interventionen, die die Geschwindigkeit der Zellteilung, als auch die Mitoserate verlangsamen, besitzen demnach einen „altershinausschiebenden“ Effekt. Durch das phasenweise Ruhigstellen von Genabschnitten wird bei niedrigen Lebewesen die Lebensspanne verlängert. Der dafür verantwortliche molekularbiologische Mechanismus ist das „gene silencing“. Bei diesem Prozess werden ganze Teile von Chromosomen – und damit blockweise die darauf befindlichen Gene – in der Transkription ruhig gestellt. Das silencing wird durch den silent information regulator (Sir) ausgelöst. Der Zusammenhang zwischen silencing  und Altern wurde durch jene Sir-Mutation erkannt, welche den Sir2,-3, und –4 Komplex von den Telomeren zu jenen Regionen  im Genom dirigiert, wo ribosomale RNA gebildet, und durch die Sirs ruhig gestellt wird. Dies war mit einer Verlängerung der Lebenszeit verbunden. Aber auch durch Histon-Deacetylasen, welche Acetylgruppen vom Lysinrest der Histone entfernen, verlängerten die Lebenszeit.

 

Im Rahmen des Alterungsprozesses kommt es zu einer abnormen Methylierung des estrogen receptor gens, vor allem in der Mucosazelle des Colons. Aber auch in der Gefäßwand können die Östrogenrezeptor- Gene methyliert werden, wodurch es zu einer abnormen Proliferation der Gefäßmuskelschicht kommt. Östrogene können die glatte Muskelzellproliferation normalerweise hemmen, ist ihr Rezeptor jedoch durch Methylierung deaktiviert, entfällt dieser Hemmfaktor. Östrogen kann auch den paradoxen Effekt des Acetylcholins, das in der Gefäßwand eine Vasokonstriktion hervorruft, verhindern. Auch dieser Vorteil fehlt, wenn das Östrogen keinen aktiven Rezeptor hat.

 

Es ist bekannt, dass die  Überernährung (in der Folge Adipositas) eine lebensverkürzende Wirkung hat. 
Bei vermehrtem Nahrungsangebot, aber auch im Alter steigt die Aktivität bestimmter Enzyme an, wodurch der Alterungsprozess beschleunigt wird.

 

Die Kalorienrestriktion scheint in  der anti-aging Therapie eine große Rolle zu spielen. Seit Menschengedenken versucht unser Gehirn Mittel und Wege zu finden, um unser Leben zu verlängern. Von allen therapeutischen Interventionen, die bis jetzt vorgestellt wurden, hält naturwissenschaftlich nur eine einzige Strategie, nämlich die der Kalorienrestriktion. Durch die sehr eindrucksvollen Mäuseexperimente konnte demonstriert werden, dass die Lebensspanne der Tiere die unter einer reduzierten Kalorieneinnahme standen, um bis zu 40% prolongiert werden konnte. Diese Untersuchung wurde von zahlreichen Arbeitsgruppen bestätigt, und man kann davon ausgehen, dass sie auch auf den Menschen übertragbar ist. Die Nahrungsaufnahme ist mit einem Energiegewinn verbunden, der durch den Elektronentransfer im Rahmen der Atmungskette möglich wird. Dadurch wird ATP, die Energiegrundwährung unseres Organismus, bereitgestellt. Obwohl sich eine Fülle von antioxitativen Systemen im Laufe der Evolution etablierten, um beim Elektronentransfer das Entweichen einzelner Elektronen  und damit das Entstehen freier Radikale zu verhindern, entweichen dennoch vereinzelt Elektronen und attackieren als freie Radikale die benachbart liegenden Kohlehydrate, Fette und auch Aminosäuren. Je mehr Energie durch die Nahrung aufgenommen wird, umso mehr Elektronen können im Rahmen der Atmungskette zur Energiegewinnung genützt werden, andererseits aber auch entweichen. Aus diesem Grund ist die Nahrungsaufnahme nicht nur eine Energiezufuhr, sondern gleichzeitig auch eine Quelle freier Radikale. Durch die Reduktion von Kalorien wird die Quelle für freie Radikale kleiner. Durch eine Kalorienrestriktion kann man auch die Proteinsynthese-Gene vermehrt stimulieren, ebenso jene Gene, die an der Gluconeogenese und am Pentosephosphatzyklus beteiligt sind. Gleichzeitig wird die Fettsäuresynthese und die Synthese von Nucleotid- Precursoren verstärkt. Umgekehrt kommt es zur Suppression von induzierbaren heat-shock Faktoren und der induzierbaren DNA-repair-Systeme. Die Kalorienrestriktion reprogrammiert wieder die Gene des Energiemetabolismus und der Proteinsynthese. Es konnte gezeigt werden, dass 51 Gene durch Kalorienrestriktion um mehr als das Doppelte angeregt werden konnten. Stimuliert wurde das Gen für die Glucose-6-Phosphat-Isomerase, die die Gylcolyse induziert, für die Fructose-1,6-Biphosphatase, die für die Gluconeogenese notwendig ist, sowie das Gen für die Transketolase. Durch die Kalorienrestriktion konnte man gleichzeitig auch die Fettsäuresynthase induzieren und weiters eine Zunahme der Insulinsensitivität, über eine Induktion der glucoseabhängigen insulinotropen Peptide. Reduziert wurde weiters die Expression der Stressproteine und die Detoxifikationsenzyme. Ein Hinweis, dass es tatsächlich zu einer geringeren Zellbelastung durch Kalorienrestriktion kommt. Durch Nahrungsentzug können nicht nur Gene erneut aktiviert werden, sondern es kann auch die Radikalsituation im Körper verändert werden. Da freie Radikale auch Wachstumsreduzierende Effekte haben  ist es nicht verwunderlich, dass eine Reduktion des Metabolismus die scavenger Mechanismen erhöht und die freien Radikale erniedrigt.


Schlafentzug kann wahrscheinlich auch über zentrale Faktoren den endogenen Alterungsprozess beschleunigen, vor allem auch das Auftreten  von Diabetes mellitus und von Hypertonie begünstigen. Denn verringerter Schlaf erhöht die Glucoseschwelle und gleichzeitig auch den Sympatikotonus. Beide stellen Risikofaktoren für die Entwicklung einer Insulin-Resistenz und einer Hypertonie dar. Steigt am Abend das Hormon Cortisol im Blut an, so ist dies ein weiteres Indiz für die altersspezifische Insulinresistenz und die Verschlechterung des Gedächtnisses.
Bei niedrigen Organismen können Veränderungen von Genen, die in die Reproduktion und in den Stoffwechsel involviert sind die Lebenszeit verändern.
Auch beim Menschen kommt es im Rahmen des Alterungsprozesses zu einer unterschiedlichen Expression verschiedener Gene, deren Charakterisierung mit der Implementierung der Chip- Diagnostik zukünftig noch präziser erfolgen wird können, was sich mit Sicherheit positiv auf mögliche  Präventionsstrategien auswirken wird.

 

Aus den oben erwähnten wissenschaftliche Erkenntnissen lässt sich ein roter Faden deutlich erkennen und der heißt: Regelmäßigkeit. Sämtliche Organsysteme und Stoffwechselaktivitäten unterliegen einer Rhythmik und Regelmäßigkeit. Auf diese Bedürfnisse des Körpers schon  in jungen Jahren einzugehen ist – so glaube ich- ein Weg um den Körper lange gesund und vital zu erhalten.  

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