Ernährung, Alterung und Entzündungen – ein fest verflochtenes Zusammenspiel

Wie Entzündungen, Alterung und Ernährung verbunden sind

Entzündungen gelten nicht nur als biologische Merkmale für die Alterung, sondern auch als Risikofaktor für Krankheiten wie Alzheimer und Krebs. Einem deutschen Forschungsteam ist es nun erstmals gelungen, den Entstehungsprozess solcher Entzündungen auf molekularer Ebene zu beschreiben. Dabei zeigte sich auch, welchen Einfluss die Ernährung in diesem Prozess hat.

Eine Arbeitsgruppe um Professor Dr. Francesco Neri und Dr. Mahdi Rasa vom Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) konnte ein wichtiges Regulationsnetzwerk im Körper auf molekularer Ebene beschreiben. Dieses Netzwerk wird durch die Ernährung beeinflusst und befeuert die allgemeine, organübergreifende Entzündungsreaktion. Die Ergebnisse wurden kürzlich in dem renommierten Fachjournal „Cell Reports“ vorgestellt.

Ernährung beeinflusst altersbedingte Entzündungen

Die Ernährung beeinflusst weitreichende Entzündungsreaktionen im ganzen Körper. Dies ist eines der Ergebnisse, die sich aus der aktuellen Studien ableiten lassen. Durch eine gezielte und vor allem kalorienreduzierte Ernährung könnten sich Entzündungsreaktionen dämpfen lassen und somit die Auswirkungen der Alterung verlangsamt sowie das Risiko für zahlreiche Krankheiten wie Krebs reduziert werden.

Was sind Entzündungen?

Wie die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erklären, ist eine Entzündung eine Immunreaktion des Körpers. An sich ist dieser Prozess nützlich und dafür gedacht, Krankheitserreger oder geschädigte Zellen aus dem Gewebe zu entfernen. Ist diese Aufgabe erledigt, klingt die Entzündung im Normalfall wieder ab.

Wann gilt eine Entzündungen als chronisch?

Anders verläuft es jedoch bei chronischen Entzündungen, die unter anderem altersbedingt auftreten. Solche Immunreaktionen sind laut den Forschenden nicht lokal auf eine Verletzung oder ein Organ begrenzt, sondern können den gesamten Körper betreffen.

Dabei fährt das angeborene Immunsystem seine Aktivität hoch, was eine niedrigschwellige Dauerentzündung zur Folge hat. Dieser Prozess wird in der Medizin als Entzündungsaltern oder als inflamm-aging bezeichnet. Solche chronischen Entzündungen können die Gesundheit massiv beeinträchtigen und zur Entstehung von Krankheiten beitragen.

Warum chronische Entzündungen Krankheitsrisiken beeinflussen

„Wenn Immunzellen ununterbrochen aktiviert werden, kann das zu deren Erschöpfung führen, was bei einer Infektion für Probleme sorgt, weil die Immunantwort möglicherweise nicht ausreichend ist“, kommentiert Professor Dr. Francesco Neri, ehemaliger Forschungsleiter der Arbeitsgruppe „Epigenetik des Alterns” am FLI.

„Die alternsbedingte Entzündung spielt auch bei der Krebsentstehung eine Rolle“, fährt der Professor fort. „In entzündetem Gewebe lässt sich nämlich eine verstärkte Zellvermehrung beobachten.”

Eine reduzierte Kalorienaufnahme verlängert das Leben

Die Arbeitsgruppe konnte erstmals an Mäusen nachvollziehen, wie altersbedingte Entzündungen durch bestimmte Gene reguliert und aufrechterhalten werden.

Aus vorherigen Studien an Fliegen, Würmern und Affen war bereits bekannt, dass Tiere länger leben, wenn sie lebenslang tendenziell zu wenig Kalorien aufnehmen.

Dies bestätigte sich in der aktuellen Studie erneut: Mäuse, die 30 Prozent weniger Futter als eine Kontrollgruppe bekamen, waren insgesamt fitter, aktiver und lebten drei bis vier Monate länger, was einer Lebensverlängerung von zehn bis 15 Prozent entspricht.

Eine Verbesserung der Gesundheit durch eine reduzierte Kalorienaufnahme wurde bereits auch bei Menschen beobachtet. Bisher war jedoch unklar, auf welchen molekularen Mechanismen dieser Zusammenhang beruht.

Erstmals systemisches Entzündungsnetzwerk beschrieben

Im Rahmen der aktuellen Studie hat die Arbeitsgruppe zunächst junge Mäuse im Alter von vier Monaten mit älteren Mäusen, die 22 Monate alt waren, verglichen. Dabei wurde die Aktivität der Gene in den Organen sowie in vielen verschiedenen Geweben gemessen, darunter Blut, Gehirn, Herz, Niere, Leber, Lunge, Muskeln und Haut.

„Es war unsere Priorität genau jene Signalwege zu untersuchen, die in allen Geweben an der Entzündungsreaktion beteiligt sind“, berichtet Professor Neri. „Wir wollten das Entzündungsaltern auf einer systemischen Ebene verstehen.“

„Herausgefunden haben wir, dass der Entzündungszustand bei gealterten Mäusen dadurch charakterisiert ist, dass Gene hochreguliert sind, die für Rezeptoren des angeborenen Immunsystems kodieren“, erklärt der leitende Wissenschaftler.

Diese Hochregulierung führt ihm zufolge wiederum zur Aktivierung einer Reihe von Genen, die die Interferon-Produktion regulieren. Dadurch werden wiederum entzündungsfördernde Zytokine produziert.

„Außerdem aktivieren sie Stat1, eine Art Hauptschalter für die Regulation von Genen, die mit Entzündungsprozessen assoziiert sind – man kann also von einer positiven Rückkopplung sprechen, die den Entzündungszustand aufrechterhält“, fasst Professor Neri zusammen.

Nach eigener Aussage ist die Forschungsgruppe aus Jena somit weltweit die erste, die dieses systemische Regulationsnetzwerk beschreibt.

Kalorienzufuhr beeinflusst altersbedingte Genexpression

Anhand der Genexpression der Mäuse konnten die Forschenden nachweisen, dass eine langfristig reduzierte Kalorienzufuhr einen positiven Effekt auf nahezu alle Organe außer dem Herzen hatte. Selbst bei Tieren, die nur zwei Monate auf Diät gesetzt wurden, war ein positiver Effekt auf die mit der Alterung verbundenen Gene erkennbar.

Nahrungsergänzungsmittel zur Verbesserung der Darmflora

Die Forschungsarbeit eröffnet viele neue Ansätze, um auf die beschriebenen Prozesse einzuwirken. Zum einen könnte probiert werden, bestimmte Gene gezielt herunterzuregulieren, beispielsweise durch einen Wirkstoff.

Eine andere Herangehensweise wäre, die Darmflora mit Nahrungsergänzungsmitteln wie Vitaminen oder Probiotika zu stärken, um so gezielt Mikroorganismen im Darm zu fördern, die die systemischen Entzündungen bekämpfen.

„Die kalorienreduzierte Diät scheint das Mikrobiom zu verändern, was die Entzündungsreaktion dämpft“, gibt Professor Neri zu bedenken.

„Wenn auch Nahrungsergänzungsmittel die Mikroorganismen beeinflussen, dann könnten wir dieselben positiven Effekte möglicherweise auch ohne kalorienreduzierte Diät erzielen“, folgert der Wissenschaftler abschließend. Er betont jedoch, dass dies zu diesem Zeitpunkt noch Spekulation sei. (vb)