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Schlüssel zur Langlebigkeit durch Isoleucin-Reduktion

Zusammenfassung: Forscher entdeckten, dass eine Verringerung der Aminosäure Isoleucin in der Ernährung die gesundheitlichen Ergebnisse bei Mäusen deutlich verbessern kann.

Die Studie zeigt, dass eine isoleucinarme Ernährung bei Mäusen zu einer längeren Lebensdauer, schlankeren Körpern und weniger Krebs- und Prostataproblemen führt, obwohl der Kalorienverbrauch höher ist.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Isoleucinaufnahme einen Einfluss auf die Gesundheit hat, der über den Kalorienwert hinausgeht und Einblicke in gesundes Altern und Stoffwechselprozesse bietet. Diese Forschung könnte den Weg für neue Ernährungsempfehlungen und Behandlungen zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit ebnen.


Wichtige Fakten:

  • Eine isoleucinarme Diät verlängerte die Lebensspanne von Mäusen und verbesserte verschiedene Gesundheitskennzahlen, einschließlich der Körperschlankheit und des geringeren Krankheitsrisikos.

  • Mäuse, die diese Diät erhielten, verbrauchten mehr Kalorien, behielten aber aufgrund von Stoffwechselanpassungen einen schlankeren Körper und eine bessere Gesundheit.

  • Die Studie stellt einen Zusammenhang zwischen Aminosäuren in der Nahrung und Alterungsprozessen sowie der Lebensdauer her und widerlegt damit die traditionelle Ansicht, dass "eine Kalorie nur eine Kalorie ist".

Quelle: Universität von Wisconsin-Madison


Eine Kalorie ist eine Kalorie", heißt es in manchen Kreisen, aber die Wissenschaft zeigt, dass das nicht stimmt. Tatsächlich kann es möglich sein, von einigen Kalorienarten mehr zu essen und gleichzeitig die Gesundheit zu verbessern.


"Wir sagen gerne, dass eine Kalorie nicht nur eine Kalorie ist", sagt Dudley Lamming, Professor und Stoffwechselforscher an der University of Wisconsin School of Medicine and Public Health.

"Verschiedene Bestandteile unserer Ernährung haben einen Wert und eine Wirkung, die über ihre Funktion als Kalorie hinausgeht, und wir haben uns mit einem Bestandteil beschäftigt, von dem viele Menschen möglicherweise zu viel essen."


Lamming ist der Hauptautor einer neuen Studie an Mäusen, die kürzlich in der Zeitschrift Cell Metabolism veröffentlicht wurde. Sie zeigt, dass die Verringerung der Menge einer einzigen Aminosäure namens Isoleucin neben anderen Vorteilen die Lebensdauer der Mäuse verlängern, sie schlanker und weniger gebrechlich machen und Krebs- und Prostataprobleme reduzieren kann - und das alles, während die Mäuse mehr Kalorien zu sich nahmen.

Aminosäuren sind die molekularen Bausteine von Proteinen, und Lamming und seine Kollegen interessieren sich für ihre Verbindung zum gesunden Altern.


In früheren Forschungsarbeiten zeigten Daten aus der UW-Madison Survey of the Health of Wisconsin den Wissenschaftlern, dass Einwohner von Wisconsin mit einem höheren Body-Mass-Index (ein höherer Wert bedeutet mehr Übergewicht oder Fettleibigkeit) dazu neigen, mehr Isoleucin zu konsumieren, eine essenzielle Aminosäure, die jeder Mensch zu sich nehmen muss. Isoleucin ist reichlich in Lebensmitteln wie Eiern, Milchprodukten, Sojaprotein und vielen Fleischsorten enthalten.


Um die Auswirkungen auf die Gesundheit besser zu verstehen, fütterten Lamming und Mitarbeiter aus verschiedenen Fachbereichen der UW-Madison genetisch unterschiedliche Mäuse entweder mit einer ausgewogenen Kontrolldiät, einer Version der ausgewogenen Diät, die wenig von einer Gruppe von etwa 20 Aminosäuren enthielt, oder mit einer Diät, bei der zwei Drittel des Isoleucins weggelassen wurden. Die Mäuse, die mit der Studie im Alter von etwa 6 Monaten begannen (was einem 30-jährigen Menschen entspricht), durften so viel essen, wie sie wollten.

"Wir konnten sehr schnell feststellen, dass die Mäuse mit der isoleucinreduzierten Diät an Fettmasse verloren - ihre Körper wurden schlanker, sie verloren Fett", sagt Lamming, während die Körper der Mäuse mit der aminosäurearmen Diät zu Beginn ebenfalls schlanker wurden, aber schließlich wieder an Gewicht und Fett zunahmen.

Die Mäuse mit der isoleucinarmen Diät lebten länger - im Durchschnitt 33 % länger bei den Männchen und 7 % länger bei den Weibchen. Auf der Grundlage von 26 Gesundheitsindikatoren, die von Muskelkraft und Ausdauer bis hin zum Schwanzgebrauch und sogar Haarausfall reichten, waren die Mäuse mit niedrigem Isoleucin-Gehalt während ihres verlängerten Lebens in wesentlich besserer Verfassung.


"Frühere Forschungen haben gezeigt, dass sich die Lebenserwartung bei kalorien-, protein- oder aminosäurearmer Ernährung bereits bei sehr jungen Mäusen erhöht", sagt Lamming, dessen Arbeit von den National Institutes of Health unterstützt wird.

"Wir haben mit Mäusen begonnen, die bereits älter wurden. Es ist interessant und ermutigend zu glauben, dass eine Ernährungsumstellung immer noch einen so großen Unterschied in der Lebensspanne und dem, was wir als 'healthspan' bezeichnen, bewirken kann, selbst wenn sie näher an der Lebensmitte beginnt."

Die Mäuse, die sich isoleucinarm ernährten, nahmen deutlich mehr Kalorien zu sich als die Studienteilnehmer - wahrscheinlich, um den Isoleucinmangel auszugleichen, so Lamming. Aber sie verbrannten auch viel mehr Kalorien und verloren und behielten ihr schlankeres Körpergewicht nur durch Anpassungen des Stoffwechsels, nicht durch mehr Bewegung.


Gleichzeitig, so Lamming, behielten sie einen stabileren Blutzuckerspiegel bei, und bei den männlichen Mäusen kam es zu einer geringeren altersbedingten Prostatavergrößerung. Und obwohl Krebs die Haupttodesursache für die verschiedenen Mäusestämme in der Studie ist, entwickelten die männlichen Tiere mit niedrigem Isoleucinspiegel seltener einen Tumor.

Die mit der Nahrung aufgenommenen Aminosäuren stehen in Verbindung mit einem Gen namens mTOR, das bei Mäusen und anderen Tieren den Alterungsprozess zu beeinflussen scheint, sowie mit einem Hormon, das die Reaktion des Körpers auf Kälte steuert und als potenzieller Kandidat für ein Diabetes-Medikament für menschliche Patienten gilt. Der Mechanismus, der hinter den deutlichen Vorteilen einer niedrigen Isoleucinaufnahme steht, ist jedoch nicht gut verstanden. Lamming ist der Ansicht, dass die Ergebnisse der neuen Studie dazu beitragen können, die Ursachen in Zukunft zu erforschen.


"Die Tatsache, dass wir bei weiblichen Mäusen einen geringeren Nutzen feststellen als bei männlichen Mäusen, ist etwas, das wir nutzen können, um den Mechanismus zu ergründen", sagt er.

Die Ergebnisse sind zwar vielversprechend, aber auch der Mensch braucht Isoleucin zum Leben. Und es ist keine leichte Aufgabe, eine erhebliche Menge an Isoleucin aus einer Nahrung herauszuholen, die nicht von einem Mäusefutterhersteller vorformuliert wurde.

"Wir können nicht einfach alle auf eine isoleucinarme Ernährung umstellen", sagt Lamming. "Aber wenn wir diese Vorteile auf eine einzige Aminosäure eingrenzen, kommen wir dem Verständnis der biologischen Prozesse näher und können vielleicht auch beim Menschen eingreifen, zum Beispiel mit einem Isoleucin-blockierenden Medikament.


Die Umfrage zur Gesundheit von Wisconsin zeigte, dass die Menschen unterschiedlich viel Isoleucin zu sich nehmen, wobei schlankere Teilnehmer eher zu einer isoleucinärmeren Ernährung neigen. Andere Daten aus Lammings Labor deuten darauf hin, dass übergewichtige und fettleibige Amerikaner möglicherweise deutlich mehr Isoleucin zu sich nehmen als sie benötigen.

"Es könnte sein, dass wir durch die Wahl gesünderer Lebensmittel und eine gesündere Ernährung im Allgemeinen den Isoleucinwert so weit senken können, dass es einen Unterschied macht", sagt Lamming.


Finanzierung: Diese Forschung wurde teilweise durch Zuschüsse der National Institutes of Health finanziert (AG056771, AG062328, AG081482, AG084156, DK125859, F31AG066311, R01AG062328-03S1, F31AG081115, F31AG082504, T32AG000213, F32AG077916, RF1AG056771-06S1, K01AG059899, R01DK133479, P30DK020579, K12HD101368, R01AA029124, P30 CA014520, P50DE026787, U54DK104310, R01DK131175 und P30CA014520) und das U. S. Department of Veterans Affairs (I01-BX004031).


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