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Alterungsforschung

Methusalem geht ins Labor

Trotz zahlreicher Innovationen aus Medizin und Pharmazie pendelt sich die Lebenszeit bei rund 80 Jahren ein. Nur wenige Menschen erreichen den 110. Geburtstag. Wie es zu den Unterschieden kommt, versuchen Wissenschaftler jetzt zu verstehen.
Michael van den Heuvel
24.06.2019
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Im August 2018 feierte Mathilde Mange aus Wetter an der Ruhr (Nordrhein-Westfalen) ihren 112. Geburtstag. Bei Forschern gilt sie als älteste Frau Deutschlands. Mange hat zwei Weltkriege, diverse Regierungen und etliche Währungsreformen überlebt. Nach dem Geheimnis ihres hohen Alters gefragt, sagt sie, es sei wichtig, positiv zu denken und nie aufzugeben. Forscher geben sich mit solchen Antworten nicht zufrieden. Doch die Frage, welche Faktoren unser maximales Lebensalter bestimmen, gestaltet sich schwierig. 

Laut Analysen des Statistischen Bundesamts (DESTATIS) liegt die Lebenserwartung für neugeborene Jungen momentan bei 78 Jahren und vier Monaten. Für neugeborene Mädchen geben Statistiker 83 Jahre und zwei Monate an. 65-jährige Männer können durchschnittlich noch mit 17 Jahren und zehn Monaten rechnen. Gleichaltrige Frauen kommen auf weitere 21 Jahre. Das sind gewaltige Fortschritte – noch 1880 standen Männern etwa 35 Jahre und Frauen circa 39 Jahre zur Verfügung. Ab den 1930er-Jahren näherten sich beide Geschlechter der Marke von 60 Jahren an. Die 70 wurden ab den 1960er-Jahren erreicht. Solche Trends lassen sich nicht nur auf Fortschritte in der Medizin und der Pharmazie zurückführen. Noch vor 100 Jahren starben viele Menschen durch Infektionkrankheiten. Kanalsysteme, Kühlschränke oder Zentralheizungen haben ihren Beitrag geleistet, um viele Todesfälle zu verhindern. Doch zurück zur Gegenwart: DESTATIS-Experten stellen fest, dass sich die Lebenserwartung zuletzt nur noch marginal erhöht hat.

Risikofaktoren vermeiden

Trotzdem gibt es Luft nach oben, berichtet Yanping Li von der Harvard T.H. Chan School of Public Health in Boston. US-Amerikaner leben durchschnittlich 79,3 Jahre. Das entspricht Platz 31 auf der WHO-Weltrangliste von 2015. Zum Vergleich: Japan (83,7 Jahre; Platz 1) und die Schweiz (83,4 Jahre; Platz 2) stehen weit vorne. Bei Deutschland (81,0 Jahre; Platz 24) ist noch Luft nach oben. Li analysierte Daten großer Bevölkerungskohorten. Sie fand heraus, dass Menschen zwölf bis 14 Jahre mehr Lebenszeit durch beeinflussbare Faktoren gewinnen könnten. Als wichtigste Kriterien nennt die Forscherin, komplett auf Nikotin zu verzichten, seinen Body Mass Index im Normalbereich (18,5 bis 24,9 kg/m2) zu halten, sich mindestens 30 Minuten pro Tag zu bewegen, wenig bis keinen Alkohol zu konsumieren und sich gesund zu ernähren.

Ute Mons und Hermann Brenner vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) haben speziell maligne Erkrankungen unter die Lupe genommen. Sie kommen zu dem Ergebnis, dass vermeidbare Risikofaktoren 37,4 Prozent aller Krebsfälle in Deutschland erklären. Im Detail nennen sie Rauchen (19,3 Prozent), Ernährungssünden (7,8 Prozent), Übergewicht (6,9 Prozent), Bewegungsmangel (6,1 Prozent), Infektionen (4,0 Prozent) sowie einen hohen Alkoholkonsum (2,2 Prozent).

Über den Sinn oder Unsinn verschiedener Diäten ist viel geschrieben worden. Grund genug für Mercedes Sotos-Prieto von der Harvard T. H. Chan School of Public Health, der Sache auf den Grund zu gehen. Auch sie arbeitete mit großen Bevölkerungskohorten. Ernährten sich Konsumenten nach Regeln des Alternate Healthy Eating Index (AHEI), verringerte sich ihr Sterberisiko um 9 Prozent. Zu den AHEI-Empfehlungen gehören unter anderem viel Obst, Gemüse, Hülsenfrüchte, Vollkornprodukte, Fisch, und ungesüßte Getränke. Das DASH-Programm (Dietary Approaches to Stop Hypertension) setzt auf ähnliche Lebensmittel, versucht darüber hinaus jedoch, Kochsalz zu vermeiden. In dieser Gruppe verringerte sich das Sterberisiko um 11 Prozent. Und bei Verbrauchern, die mediterrane Kost mit viel Obst, Gemüse, Nüssen und Olivenöl, aber wenig rotem Fleisch bevorzugten, ging das Sterberisiko sogar um 16 Prozent zurück. Sotos-Prieto schreibt, wichtiger als die zahlenmäßigen Unterschiede der drei Programme sei, sich langfristig gesund zu ernähren.

Liegt die Obergrenze bei 116 Jahren?

Alle Maßnahmen zur Steigerung der Lebenserwartung haben möglicherweise eine biologische Grenze. Das maximale Alter scheint bei 116 bis 117 Jahren zu liegen, vermuten Wissenschaftler. Nur Jeanne Calment († 122) und Sarah Knauss († 119) überschritten diese Grenze, wobei russische Experten Calments Geburtsdatum anzweifeln. Jan Vijg vom Albert Einstein College of Medicine, New York, bestätigt die Vermutung anhand statistischer Berechnungen. Daten kamen aus mehr als 40 Ländern. Er sieht 115 Jahre auch als Maximum, von einzelnen Ausnahmen abgesehen.

Die Molekularbiologie erklärt, wie es dazu kommen könnte: An den Enden der Chromosomen befinden sich sogenannte Telomere. Jahrelang dachten Wissenschaftler, diese Endkappen hätten keinerlei Bedeutung, doch weit gefehlt: Sie schützen Chromosomen vor dem Abbau. Bei jeder Zellteilung werden die Telomere etwas kürzer. Schließlich sind keine weiteren Teilungen mehr möglich. Beim Embryo und in Keimzellen sorgt das Enzym Telomerase für längere Kappen. In normalen Zellen verkürzen sich die Strukturen immer weiter.

Wissenschaftler bringen die Länge von Telomeren heute mit dem biologischen Altern in Verbindung. Sie fanden heraus, dass Stress, Rauchen, Übergewicht, mangelnde Bewegung und eine schlechte Ernährung mit kürzeren Kappen in Verbindung stehen. Ausdauertraining, (Intervall-)Fasten und mediterrane Gerichte halten Zellen jung.

Gene für mehr Lebenszeit

Zumindest im Labor gelingt das auch ohne Sport oder Kalorienrestriktion, wie Andrew Dillin vom Salk Institute im kalifornischen La Jolla berichtet. Er experimentierte mit Fadenwürmern (Caenorhabditis elegans), einem bei Genetikern recht beliebten Modellorganismus. Hemmte Dillin PHA-4-Gene, verlängerte sich die Lebenszeit seiner Versuchstiere um 20 bis 30 Prozent. Solche Werte hatten Forscher vorher nur mit strenger Diät erreicht. Damit nicht genug: Valter Longo von der University of Southern California schaltete in Hefen die Gene RAS2 und SCH9 aus. Er verlängerte die Lebensspanne seiner Zellen um das Zehnfache auf umgerechnet 800 »Hefejahre«. Das Phänomen wurde bei sogenannten Dwarf-Mäusen ebenfalls beobachtet. Aufgrund ihrer Mutationen im Prop1-Gen leben sie deutlich länger als Wildtyp-Nager.

Ob sich die Ergebnisse auf Menschen übertragen lassen, ist ungewiss. Humangenetiker kennen jedoch das Krankheitsbild der Progerie mit Alterung im Zeitraffertempo. Durch Mutationen verlieren Enzyme ihre Funktion. Das wichtige Protein Lamin A, ein Bestandteil innerer Zellkernmembranen, kann nicht mehr hergestellt werden. Die Betroffenen altern fünf- bis zehnmal schneller als gesunde Menschen. Sie sterben in jungen Jahren an Herzinfarkten oder Schlaganfällen. Neurodegenerative Erkrankungen oder Krebs sind nicht von Bedeutung. Deshalb ist Progerie auch kein exaktes Modell des menschlichen Alterns. Am normalen Vorgang sind etliche, größtenteils noch unbekannte Gene beteiligt. Trotz neuer Technologien wie der »Genschere« CRISPR/Cas9 ist in den nächsten Jahren nicht damit zu rechnen, per Gentechnologie das Leben zu verlängern. Unerwünschte Effekte gelten als größte Gefahr solcher Eingriffe.

Der Energiestoffwechsel – ein Ziel für Pharmakotherapien

Deutlich einfacher wäre, Tabletten gegen die Alterung zu entwickeln. Bei gesunden Menschen ohne Defizite zeigten Nahrungsergänzungsmittel nicht den erhofften Mehrwert. Alterungsforscher suchten nach Wirkstoffen, die – vergleichbar mit gentechnologischen Eingriffen – zur Kalorienrestrikton führen. Schnell stießen sie auf Metformin. Der Arzneistoff lässt bei übergewichtigen Typ-2-Diabetikern einige Pfunde schmelzen. Alejandro Martin-Montalvo vom amerikanischen National Institute on Aging mischte Mäusen unterschiedliche Mengen des Pharmakons in ihr Futter. Bei 0,1 Prozent Zusatz lebten Nager 5,83 Prozent länger als eine Kontrollgruppe ohne Metformin. Ob die Ergebnisse auch für Menschen gelten, kann Martin-Montalvo nicht sagen. In Patientenkohorten fand man vor allem Hinweise auf niedrigere Krebsrisiken unter dem Pharmakon.

Weitere Experimente befassen sich mit Resveratrol, einem Polyphenol aus Pflanzen. Das Molekül aktiviert Sirtuine, also bestimmte Enzyme mit Bedeutung für die Zellteilung. Bei Hefen, Fadenwürmern oder Taufliegen verlängerte Resveratrol die Lebensspanne. Auch hier bleibt offen, wie es im menschlichen Organismus aussehen könnte. Bislang ist bekannt, dass das Molekül nur bei Übergewichtigen ähnliche Effekte wie eine geringere Kalorienzufuhr hat. Da Sirtuine Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) benötigen, im Alter verringert sich der Spiegel dieses Kofaktors, werden auch Möglichkeiten zur Steigerung des NAD+-Spiegels untersucht. Von Durchbrüchen sind Forscher weit entfernt. Ihre Studien zeigen aber, dass es gut möglich sein könnte, das Altern pharmakologisch zu bremsen.

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