Anti-Aging Vorteile der Kalorienreduzierung - ohne sich einzuschränken?

Die Reduzierung aufgenommener Kalorien kann die Langlebigkeit förder, so zumindest haben es bereits Studien gezeigt. Doch bedeutet eine Reduzierung der Kalorien auch immer einen Verzicht - und der ist nicht immer ganz einfach im Alltag umzusetzen. Aus diesem Grund wird nach Möglichkeiten gesucht auf Kalorien zu verzichten, ohne wirklich verzichten zu müssen. Diese Such nach möglichen Stoffen oder Molekülen, die dieselbe Art von Stoffwechselveränderungen bewirken wie Fasten nennt sich calorie-restriction mimetics (CRM).

In zwei aktuellen Studien wurden zwei ganz unterschiedliche CRMs untersucht, die den Wunsch nach Fortschritt auf diesem, recht neuen, Gebiet verdeutlichen. Eine der Studien, die vom Institut Pasteur durchgeführt wurde, konzentriert sich auf GDF11, ein Protein, das dafür bekannt ist, verschiedene Rollen in der Embryonenentwicklung zu spielen. Laut Forschern des Institut Pasteur scheint GDF11 einen Zusammenhang zwischen der Kalorienrestriktion und der verjüngenden Wirkung von "jungem Blut" zu bilden.

In der zweiten Studie, durchgeführt vom französischen medizinischen Forschungsrat (INSERM) wurde ein Polyphenol namens 3,4-Dimethoxychalkon (3,4-DC) untersucht, dass einen ähnlichen Effekt haben soll wie Spermidin oder Resveratrol. Sowohl Spermidin, als auch Resveratrol und 3,4-DC scheinen die Autophagie, einen natürlichen Reinigungsprozess der Zellen, der giftige oder falsch gefaltete Proteine, so genannten Zellmüll, kontrolliert entfernt, in ähnlicher Weise wie eine Fastenkur zu fördern.

Obwohl GDF11, das zur Familie der Wachstumsdifferenzierungsfaktoren-Proteine gehört, nachweislich Herz-Kreislauf-Erkrankungen reduziert, Krebs vorbeugt und die Neurogenese im Gehirn erhöht, waren sich die Wissenschaftler nicht sicher, ob es auch wirksam genug ist um den Alterungsprozess zu verlangsamen. Daher wurde nach Nachweisen gesucht, dass GDF11 ähnlich wirkt wie eine Fastenkur. Dazu wurde untersucht, ob die Wirkung von GDF11 im Organismus ähnlich funktioniert wie ein Verzicht auf Kalorien oder eine Fastenkur.

Studienergebnisse veröffentlicht

Veröffentlich wurden die ERgebnisse der Studie am 22. Oktober unter dem Titel "Systemic GDF11 stimulates the secretion of adiponectin and induces a calorie-restriction‐like phenotype in aged mice" in der Fachzeitschrift Aging Cell.

"Systemisches GDF11 löst einen kalorienrestriktionsähnlichen Phänotyp aus, ohne den Appetit zu beeinträchtigen, stellt den Insulin/IGF-1-Signalweg wieder her und stimuliert die Adiponectin-Sekretion aus weißem Fettgewebe durch direkte Wirkung auf Adipozyten, während die Neurogenese im alternden Gehirn repariert wird", schrieben die Autoren der Studie. "Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass GDF11 eine pleiotropische Wirkung auf organismischer Ebene hat und dass es ein Verbindungsmechanismus der Verjüngung zwischen heterochroner Parabiose und Kalorienrestriktion sein könnte."

Adiponectin ist ein Hormon, das eine Gewichtsabnahme bewirkt, ohne den Appetit zu beeinträchtigen. Bei Tieren, die einer Kalorieneinschränkung unterworfen sind, sind die  Werte des Hormons im Blut hoch. "Bei Tieren, denen GDF11 verabreicht wurde, beobachteten wir auch einen hohen Adiponectinspiegel", sagte Lida Katsimpardi, "und das zeigt, dass GDF11 Stoffwechselveränderungen verursacht, die denen ähneln, die durch Fasten verursacht werden".

"Diese Ergebnisse sind ermutigend und sie unterstützen den therapeutischen Einsatz von GDF11 bei bestimmten Stoffwechselerkrankungen wie Fettleibigkeit und neurodegenerativen Erkrankungen."

Studie untersucht Alternativen zu Spermidin

Die zweite Studie, die sich mit der Auswirkung und Erforschung von CRMs beschäftigt, durchgeführt von Wissenschaftlern des französischen Forschungsrates, knüpfte an frühere Forschungen an. Da bereits nachgewiesen wurde, dass Spermidin und Resveratrol eine Anti-Aging Wirkung vei verschiedensten Organismen, von diversen Hefen bis hin zu Maus, besitzt, konzentrierten sich die Forscher in der aktuellen Studie daraus, weitere Substanzen und CRMs zu finden, die einen ähnlichen Effekt haben. Dazu testeten sie 200 Verbindungen, die zur gleichen Substanzklasse wie Wie Spermidin und Resveratrol gehören auf Ihre zelluläre Wirkung. Sie untersuchten dabei welche der Substanzen an Zellkulturen eine erhöhte Autophagie auslösten. Der vielversprechendste Kanidat war dabei ein Wirkstoff namens 3,4-Dimethoxychalkon (3,4-DC).

"Wenn es zu mehreren verschiedenen menschlichen Zelllinien hinzugefügt wurde, induzierte 3,4-DC die Deacetylierung von zytoplasmatischen Proteinen und den stimulierten autophagischen Fluss", schrieben die Autoren des Artikels. "[Wie bei anderen gut charakterisierten CRMs führt 3,4-DC[zu Autophagie], aber über einen anderen Weg, der den Transkriptionsfaktor EB (TFEB)- und E3 (TFE3)-abhängige Gentranskription und mRNA-Übersetzung erfordert."

Anschließend untersuchten die Forscher die Wirkung von 3,4-DC auf lebende Tiere. Zu diesem Zweck injizierten sie die Substanz in Mäuse. Sie fanden heraus, dass es vor einem Myokardinfarkt schützt und das Wachstum von Tumoren im Zusammenarbeit mit bestimmten Chemotherapeutika reduziert. Beide Effekte wurden bisher mit der Autophagie und mit CRMs wie Spermidin und Resveratrol in Verbindung gebracht.

Es bleibt abzuwarten, ob 3,4-DC ähnliche Effekte beim Menschen hat. Die Studie ist jedoch ein prinzipieller Beweis dafür, dass der Ansatz der Forscher zur Prüfung von Substanzen in der Zellkultur ein schneller und effizienter Weg ist, um neue CRM-Kandidaten mit unterschiedlichen Wirkungsweisen zu identifizieren.

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Studie: Spermidin kann Herzfunktion verbessern

Ein Team von Wissenschaflern des Laboratory of Heart Center and Department of Cardiology des Zhujiang Hospital hat neue Erkenntnisse zu den positiven Effekten von Spermidin auf den menschlichen Körper im Rahmen einer Studie präsentiert.

Spermidin ist ein natürliches Polyamin und bei Menschen und Säugetieren in fast jeder Körperzelle enthalten. Dort ist es an den Prozessen des Zellwachstums, der Proliferation und der Regeneration beteiligt. Ziel der Spermidin Studie war es, den herzschützenden (kardioprotektiven) Effekt von oral aufgenommenen Spermidin näher zu untersuchen. Untersucht wurden die angenommenen positiven Effekten an Ratten. 

Dabei zeigte sich, dass die orale Einnahme von Spermidin einen herzschützenden Effekt bei altersbedingter Herzisuffizienz zeigen konnte. Möglich macht dies der si genannte autophagische Fluß, der die Lebensfähigkeit von Herzmuskelzellen verbessert. Angenommen wird, dass Spermidin somit die Vergrößerung des Herzinfarktmuskels nach Infarkten abschwächen und die Herzinfarktzgröße reduzieren könnte. Zudem kann Spermidin die durch einen Herzinfarkt hervorgerufenen oxidativen Schäden sowie entzündlichen Zytokine verringern.

Link zur Studie (engl.)

Abstract der Studie:

BACKGROUND AND PURPOSE:
Spermidine, a natural polyamine, is abundant in mammalian cells and is involved in cell growth, proliferation, and regeneration. Recently, oral spermidine supplements were cardioprotective in age-related cardiac dysfunction, through enhancing autophagic flux. However, the effect of spermidine on myocardial injury and cardiac dysfunction following myocardial infarction (MI) remains unknown.

EXPERIMENTAL APPROACH:
We determined the effects of spermidine in a model of MI, Sprague-Dawley rats with permanent ligation of the left anterior descending artery, and in cultured neonatal rat cardiomyocytes (NRCs) exposed to angiotensin II (Ang II). Cardiac function in vivo was assessed with echocardiography. In vivo and in vitro studies used histological and immunohistochemical techniques, along with western blots.

KEY RESULTS:
Spermidine improved cardiomyocyte viability and decreased cell necrosis in NRCs treated with angiotensin II. In rats post-MI, spermidine reduced infarct size, improved cardiac function, and attenuated myocardial hypertrophy. Spermidine also suppressed the oxidative damage and inflammatory cytokines induced by MI. Moreover, spermidine enhanced autophagic flux and decreased apoptosis both in vitro and in vivo. The protective effects of spermidine on cardiomyocyte apoptosis and cardiac dysfunction were abolished by the autophagy inhibitor chloroquine, indicating that spermidine exerted cardioprotective effects at least partly through promoting autophagic flux, by activating the AMPK/mTOR signalling pathway.

CONCLUSIONS AND IMPLICATIONS:
Our findings suggest that spermidine improved MI-induced cardiac dysfunction by promoting AMPK/mTOR-mediated autophagic flux.

 

 

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Neue Studie: Spermidinreiche Ernährung hält den Menschen länger jung

  • Erste umfangreiche epidemiologische Daten zu günstigen Effekten von Spermidin beim Menschen
  • Positive Wirkung ab 80 Mikromol Spermidin pro Tag
  • Überzeugender Zusammenhang von Ernährung und Altern

Innsbruck, am 02.07.2018:  Wer mit der Nahrung viel Spermidin zu sich nimmt, verlängert damit möglicherweise seine gesunde Lebensspanne. Diese erfreuliche Erkenntnis bestätigt ein großes internationales Forscherteam im Rahmen des Tiroler K-Projekts VASCage (COMET, FFG), in dem unter anderem untersucht wird, inwieweit Nahrungsbestandteile in der Lage sind, systemisch Einfluss auf Entzündungs- und Alterungsprozesse zu nehmen. Die Ergebnisse der neuen Studie, die unter der Federführung der Medizin Uni Innsbruck und gemeinsam mit der Universität Innsbruck und dem Krankenhaus Bruneck sowie mit Forschern in Graz, London und Paris entstanden sind, wurden soeben im American Journal of Clinical Nutrition (AJCN) veröffentlicht.

Starke epidemiologische Hinweise für lebensverlängernden Effekt im Menschen

„Unsere validen Ergebnisse basieren auf Daten von 829 ProbandInnen aus der prospektiven Bruneck Studie und spezifischen Diätfragebögen zur Berechnung der Nahrungsaufnahme. Damit können wir die aus verschiedenen Modellorganismen bereits bekannte Wirkung von Spermidin auf altersbedingte Prozesse bestätigen sowie seine Rolle als unabhängige Einflussgröße auf die Lebensspanne nun auch erstmals beim Menschen untermauern“, erklärt der Neurologe Stefan Kiechl, der an der Medizin Uni Innsbruck mit Johann Willeit die Gesamtleitung von VASCage inne hat.

In enger Zusammenarbeit mit Herbert Tilg (Leiter des Ernährungsprojektes von VASCage) und Jungforscher Raimund Pechlaner hat Stefan Kiechl untersucht, inwieweit die über die Nahrung aufgenommene Menge an Spermidin mit der Lebensspanne korreliert. Das Ergebnis: ProbandInnen, die viel Spermidin über die Ernährung zuführen, also mindestens 80 µmol (Mikromol) Spermidin pro Tag, wiesen ein deutlich geringeres Risiko auf, im 20-jährigen Beobachtungszeitraum zu versterben. „Der Überlebensvorteil von spermidinreicher im Vergleich zu spermidinarmer Ernährung (<60 µmol pro Tag) beträgt rund fünf Jahre“, erklärt Pechlaner.

Schutzfunktion durch Signalwirkung

Der Gehalt von Spermidin, das in hoher Konzentration in Samenflüssigkeit sowie in anderen Körperzellen vorkommt und auch von bestimmten Darmbakterien produziert wird, nimmt im Lauf des Lebens ab. „Dieser Entwicklung kann durch eine Ernährung mit spermidinreichen Lebensmitteln wie Keimgemüse, Erbsen, Vollkornprodukten, Äpfeln, Salat, Pilzen, Nüssen, Kartoffeln oder gereiftem Käse entgegengewirkt werden“, betonen die Innsbrucker Forscher.

Umgelegt auf die individuelle Nahrungsmittelzufuhr würde man sich mit beispielsweise zwei Portionen Vollkornbrot, zweimal Salat und einem Apfel auf dem täglichen Speiseplan im oberen Drittel der Spermidineinnahme wiederfinden.

Mechanistisch gesehen beruht die lebensverlängernde Wirkung von Spermidin vor allem auf seiner Fähigkeit, Autophagie anzuregen. Bei diesem, auch durch mehrstündiges Fasten ausgelösten Selbstreinigungsprozess der Zelle werden fehlerhafte oder nicht mehr benötigte Zellbestandteile abgebaut und verwertet. Weil die Autophagie im Alter an Effizienz verliert, kommt es zu krankheitsrelevanten Ablagerungen in den Zellen, die wiederum zu Demenz, Diabetes, Tumoren und Atherosklerose führen können. „Die vermehrte Aufnahme von Spermidin signalisiert der Zelle, den Selbstreinigungsprozess zu starten und schützt damit vor Ablagerungen und vorzeitiger Alterung“, sagt Kiechl. Wichtige Erkenntnisse hierzu stammen von Kooperationspartnern der Uni Graz (Frank Madeo und Tobias Eisenberg).  

Die aktuellen epidemiologischen Ergebnisse gemeinsam mit der starken experimentellen Basis ergeben ein überzeugendes Konzept. Als definitiver Beweis sind noch Interventionsstudien erforderlich, die zum Teil bereits angelaufenen sind.

Link zur Forschungsarbeit:

Higher spermidine intake is linked to lower mortality: Prospective population-based study. Kiechl S. et al. AJCN
http://dx.doi.org/10.1093/ajcn/nqy102

Weiterführende Links:

Spermidine in health and disease. Madeo F1, Eisenberg T, Pietrocola F, Kroemer G. Science. 2018 Jan 26;359(6374). 
http://dx.doi.org/10.1126/science.aan2788

Cardioprotection and lifespan extension by the natural polyamine spermidine.  Eisenberg T. et al., Nat Med. 2016 Dec;22(12):1428-1438, Epub 2016 Nov 14.
http://dx.doi.org/10.1038/nm.4222

K-Projekt VASCage
https://www.i-med.ac.at/vascage/index.html.de

Univ.-Klinik für Neurologie
https://www.i-med.ac.at/neurologie/

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