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Kalorienrestriktion verlängert die reproduktive Lebensspanne von Hennen


Viele Aspekte des Alterns werden durch diese Praxis beeinträchtigt.

Einer neuen Studie zufolge stellt eine längere strenge Kalorienrestriktion bei Hennen, die so genannte "Mauser", ihre Legeleistung wieder her, verlangsamt die Alterung und erhöht die Überlebensrate [1].


Die Landwirte praktizieren seit langem eine ungewöhnliche Methode, um die Reproduktionsdauer der Hennen zu verlängern
Das Haushuhn ist zwar nicht das beliebteste Tiermodell für Studien

Schnell legen, jung sterben

Das Haushuhn ist zwar nicht das beliebteste Tiermodell für Studien über das Altern, aber vielleicht kann es neue Erkenntnisse liefern. Die Lebensspanne eines Huhns beträgt etwa 6-8 Jahre, was für einen Vogel dieser Größe relativ kurz ist. Möglicherweise ist die künstliche Selektion für die Fortpflanzung daran schuld, denn im gesamten Tierreich scheint es einen Kompromiss zwischen Fortpflanzungsfähigkeit und Langlebigkeit zu geben. Dies ist jedoch nicht der Grund, warum Hühner in dieser neuen, in GeroScience veröffentlichten Studie die Hauptrolle spielen.

Hennen werden wegen ihrer Fähigkeit, Eier zu legen, gezüchtet und ausgewählt, und diese Fähigkeit ist durchaus beeindruckend: Eine durchschnittliche Henne legt fast täglich ein Ei. Mit zunehmendem Alter der Hennen nimmt die Eierproduktion jedoch ab, bis sie im Alter von etwa zwei Jahren unter das Niveau der kommerziellen Rentabilität sinkt.


Die Landwirte praktizieren seit langem eine ungewöhnliche Methode, um die Reproduktionsdauer der Hennen zu verlängern: eine strenge, verlängerte Kalorienrestriktion, die so genannte "Mauser". Während der Mauser werfen die Hennen ihre Federn ab und verlieren etwa 30 % ihres Körpergewichts, aber erstaunlicherweise erreicht ihre Legeleistung fast wieder ihr Höchstmaß. Während dieses Phänomen in der landwirtschaftlichen Forschung schon lange bekannt ist, wurde es hier zum ersten Mal im Zusammenhang mit der Alterung untersucht.


Erhöhte Überlebensrate

Die Forscher zogen eine Kohorte von 64 Hennen auf und teilten sie im Alter von 21 Monaten nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen ein, von denen die eine während des gesamten Versuchs ad libitum gefüttert wurde, während die andere eine zehntägige Mauser durchlief und anschließend langsam wieder gefüttert wurde. Wie erwartet ging die Mauser mit Federabwurf, Gewichtsverlust und der vollständigen Einstellung der Eiablage einher.


All diese Merkmale kehrten nach der Wiederfütterung wieder zurück, einschließlich der Wiederherstellung der Legeleistung, die in der Kontrollgruppe weiter abnahm. Alle 32 Tiere überstanden die Mauser gut, obwohl drei Hennen aus unbekannten Gründen steril wurden, was jedoch keinen Einfluss auf die Datenanalyse hatte.


Viel wichtiger ist jedoch, dass die Mauser das Überleben der Tiere erheblich zu beeinflussen schien. Die Forscher verfolgten die Hennen zwar nicht über ihre gesamte Lebensspanne, aber im Alter von 33 Monaten waren 34 % der Kontrollhühner gestorben, während dies nur bei 13 % der gemauserten Hühner der Fall war. Dies ist ein statistisch signifikanter Unterschied, der auf eine verlängerte Gesundheitsspanne (geringere Sterblichkeit) oder Lebensdauer schließen lässt. Zu diesem Zeitpunkt wogen die gemauserten Hennen im Durchschnitt auch deutlich mehr als die Kontrolltiere, was möglicherweise auf eine metabolische Verjüngung zurückzuführen ist.


Langsamere metabolische Alterung

Als Nächstes widmeten sich die Forscher dem Stoffwechsel und entwickelten eine Reihe von Biomarkern zur Erfassung der metabolischen Alterung. Es stellte sich heraus, dass die gemauserten Hennen eine um 25 % langsamere metabolische Alterung erfahren hatten. Dies ist besonders beeindruckend, wenn man bedenkt, dass trotz Randomisierung das metabolische Ausgangsalter mit 21 Monaten in der Mausergruppe höher war. Die Forscher erstellten ein separates Biomarker-Panel für die reproduktive Alterung, die bei den gemauserten Tieren ebenfalls deutlich langsamer war. Die Häutung verlangsamte auch die Alterung des Immunsystems, die anhand eines Panels von neun Immunproteinen gemessen wurde.


Die Forscher verwendeten auch ein weiteres interessantes Maß für das Altern: das metabolische Rauschen, d. h. eine Zunahme der Heterogenität verschiedener Stoffwechselparameter in der Population. Diese Gruppe hatte zuvor festgestellt, dass metabolisches Rauschen ein Merkmal des Alterns bei Hühnern, Menschen und Mäusen ist [2]. Einfach ausgedrückt: Je älter wir werden, desto vielfältiger wird unser Stoffwechsel.

Die Forscher analysierten das Rauschen des gesamten Metaboloms in der gemauserten Gruppe und in der Kontrollgruppe. Interessanterweise verringerte die Mauser die Heterogenität des Metaboloms, d. h. die Hennen wurden sich im Stoffwechsel immer ähnlicher. Dasselbe geschah mit der Gruppe der Biomarker, die die Legeleistung darstellen: Bei den Kontrollen stieg die Heterogenität linear an, während sie in der gemauserten Population konstant blieb und sogar leicht abnahm.


AKG als gemeinsamer Nenner

Da Legehennen ein Produkt strenger künstlicher Selektion sind, waren die Forscher besorgt, dass ihre Ergebnisse möglicherweise nicht für andere Wirbeltiere relevant sind. Sie suchten daher "nach Merkmalen, die sowohl als Alterungs- als auch als Fortpflanzungs-Biomarker auftreten und auch mit der Verlangsamung der Alterung und der Verbesserung der Leistung durch die Mauser vereinbar sind".

Bei dieser Analyse stach das α-Ketoglutarat (AKG) hervor. Dieses Molekül steht schon seit einiger Zeit auf dem Radar der Gerontowissenschaftler, da es in verschiedenen Tiermodellen die Lebensspanne verlängert [3]. Eine Analyse der Anreicherung von Stoffwechselwegen ergab, dass alle wichtigen Alterungs- und Legemarker bei Hühnern mit AKG in Verbindung stehen, was auf eine Ähnlichkeit mit anderen Wirbeltieren hindeutet.


Auch wenn diese Studie für den Menschen nicht unmittelbar relevant ist, bietet sie doch neue Einblicke in das Verjüngungspotenzial von längerem Fasten. Es wurde bereits viel über verschiedene Fastenkuren geforscht, aber Studien über diese besondere Art der Kalorienrestriktion sind noch spärlich.


In dieser Studie wurden physiologische Tests, Stoffwechselprofile und Zytokin-Arrays als nicht-invasive Methode kombiniert, um die systemische Wirkung der Mauser auf die Alterung und die Fortpflanzung zu quantifizieren. Mit Hilfe von Computern und maschinellem Lernen wurden metabolische Biomarker identifiziert, die das metabolische Alter und die Fortpflanzung genau und quantifizierbar vorhersagen. Die molekularen und physiologischen Daten weisen darauf hin, dass die Mauser die Alterung systemisch verlangsamt und die Hennen sogar verjüngt. Darüber hinaus zeigten die Alterungs-Biomarker metabolische Veränderungen in der gemauserten Kohorte, die eher mit dem allgemeinen Alterungsprozess als mit dem spezifischen Prozess der Mauser bei Hennen zusammenhängen.


Literature

[1] Levkovich, G., Bendikov-Bar, I., Malitsky, S., Itkin, M., Rusal, M., Lokshtanov, D., … & Sagi, D. (2023). Reduction in metabolic noise reveals rejuvenation following transient severe caloric restriction. GeroScience, 1-16.

[2] Bendikov-Bar, I., Malitsky, S., Itkin, M., Rusal, M., & Sagi, D. (2021). Metabolomic changes are predictive of aging in laying hens. The Journals of Gerontology: Series A, 76(10), 1757-1768.

[3] Shahmirzadi, A. A., Edgar, D., Liao, C. Y., Hsu, Y. M., Lucanic, M., Shahmirzadi, A. A., … & Lithgow, G. J. (2020). Alpha-ketoglutarate, an endogenous metabolite, extends lifespan and compresses morbidity in aging mice. Cell metabolism, 32(3), 447-456.


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