Länger leben mit der Maus

17. Februar 2009, 20:39
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Der Energiestoffwechsel beeinflusst den Alterungsprozess, so viel steht fest - Welche Faktoren tatsächlich die Basis eines langen Lebens sind, soll nun ein Projekt mit Labormäusen klären

Zugegeben, die meisten Leute haben heutzutage eine Maus auf dem Schreibtisch. Aber nicht jede hat eine nervös schnuppernde Nase, einen langen Schwanz und heißt Anastasia. Dabei ist die Schreibtischmaus Anastasia nur eine von rund 150 Mäusen, die am Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Veterinärmedizinischen Universität Wien mithelfen, die Zusammenhänge zwischen Energiestoffwechsel und Altern zu erforschen. Herrin der Mäuse ist die Tierphysiologin Teresa Valencak, die ihre Forschung im Rahmen des Hertha-Firnberg-Programmes des Wissenschaftsfonds FWF betreibt.

Die Frage, der Valencak am Beispiel von Labormäusen nachgeht, ist: Was entscheidet über das Alter, das ein Organismus erreicht, wenn er nicht Fressfeinden oder Krankheit zum Opfer fällt? Lange Zeit ging man davon aus, dass Tiere umso früher sterben, je höher ihr Grundumsatz ist, also jene Energiemenge, die sie verbrauchen, wenn sie gar nichts machen. Heute neigt man eher zur gegenteiligen Ansicht: Je höher der Grundumsatz, desto länger das Leben. Und eine dritte Hypothese rechnet mit umso längerem Leben, je gleichförmiger die Stoffwechselrate im Lauf desselben ist.

Zellatmung und freie Radikale

Eine wesentliche Rolle bei diesen Betrachtungen spielt ein Phänomen, das bei Kleinsäugern fixer Bestandteil der Thermoregulation ist, nämlich die sogenannte entkoppelte Atmung. Diese findet im braunen Fettgewebe statt, das bei Nagetieren stark ausgeprägt ist. Bei Kälteeinwirkung setzen die darin enthaltenen Mitochondrien die Fettsäuren nicht, wie sonst bei der (gekoppelten) Zellatmung üblich, in Energie um, sondern in Wärme. Dieses braune Fett haben übrigens auch menschliche Neugeborene, im Lauf des Erwachsenwerdens verschwindet es aber weitgehend. Wie an isolierten Mitochondrien gezeigt werden konnte, entstehen bei entkoppelter Atmung deutlich weniger freie Radikale des Sauerstoffs als bei gewöhnlicher Zellatmung. Und ein Überschuss dieser freien Radikalen wird von vielen Forschern als eine tragende Säule des Alterungsprozesses gesehen.

Klimakammern und Kinder

Anastasia ist eine der schwarzen Labormäuse, an denen Valencak diese Hypothesen testet, wenn auch eine privilegierte. Der Rest der Truppe hat Nummern statt Namen und ist in mannshohen Regalen untergebracht. Jede Maus hat ihren eigenen Käfig mit Einstreu, Wasser, Futter und rotem Plexiglashäuschen. Alle Untersuchungsobjekte sind Weibchen. In drei Gruppen zu je 45 Stück werden sie verschiedenen Temperaturen bzw. unterschiedlichen energetischen Belastungen, sprich: unterschiedlicher Kinderzahl, ausgesetzt.

Eine Gruppe wird bei konstant 22 Grad Celsius gehalten und zieht dabei sieben Junge auf, die anderen beiden Gruppen haben bei 15 Grad jeweils kleine Würfe (drei Junge) oder große (fünf Junge). Durch Vorversuche war nämlich bekannt, welche Kinderzahl wie viel Energieausgabe bewirkt, und in zwei der drei Versuchsgruppen soll die Energieausgabe jeweils gleich sein.

Herrenbesuch und Snacks

Während der Verpaarungsphase, in der die Mäusedamen vier Tage Herrenbesuch haben, und während der Trächtigkeit werden alle Tiere bei 22 Grad gehalten. Damit sind jene Mäuse, die gewöhnlich 15 Grad Umgebungstemperatur haben, im Lauf ihres Lebens immer wieder wechselnden Stoffwechselanforderungen ausgesetzt.

Die relative Kälte von 15 Grad bewirkt, dass die Tiere auf entkoppelte Atmung zurückgreifen müssen, was sich in geringerer Produktion von freien Sauerstoffradikalen auswirken sollte. Durch schwankende Umgebungstemperaturen wiederum wird die Hypothese überprüft, ob gleichmäßige Stoffwechselanforderungen die Basis eines langen Lebens sind.

In regelmäßigen Abständen werden Blut und Urin der Mäuse auf altersspezifische Stoffwechselprodukte untersucht, sonst bleiben sie vom Forschungsgeschäft weitgehend unbehelligt.

Die Riesenpackung Fruit Rings, die im Labor steht, haben sie Anastasia zu verdanken: Sie gebärdete sich ganz gierig, als sich Teresa Valencak neben ihrem Käfig einen entsprechenden Snack gönnte. Seitdem kriegen alle Mäuse nach Blutabnahmen einen Fruit Ring als Belohnung.

Aus Geldgründen ist es nicht möglich, die Tiere in einer keimfreien Umgebung zu halten. Stattdessen hilft sich die Wissenschafterin mit Zutrittsbeschränkungen, Kleidungswechsel beim Eintritt in die Versuchsräume und "vermehrtem Putzaufwand". Dementsprechend war auch ihre erste Anschaffung im Rahmen des Projektes ein für die Gastronomie ausgelegter Geschirrspüler, in den auch die Käfige passen.

Demnächst wird Valencak damit beginnen, die jeweilige Entstehung freier Sauerstoffradikale in den verschieden gehaltenen Mäusen zu bestimmen. Dazu wird es notwendig sein, einen Teil der Mäuse vorzeitig aus dem Leben zu nehmen, weil dafür alle gleich alt sein müssen. Der Großteil der Mäuseschar wird jedoch - ganz im Versuchssinne - mit voraussichtlich 1,5 bis zwei Jahren eines natürlichen Alterstodes sterben. (Susanne Strnadl/STANDARD,Printausgabe, 18.2.2009)

  • Anastasia ist eine von 150 schwarzen Mäusen, deren Stoffwechsel die Tierpsycho-login Teresa Valencak beobachtet - unter verschiedenen Bedingungen.
    foto: martin fuchs

    Anastasia ist eine von 150 schwarzen Mäusen, deren Stoffwechsel die Tierpsycho-login Teresa Valencak beobachtet - unter verschiedenen Bedingungen.

  • Der Großteil der Mäuseschar fristet sein Leben im Labor relativ unbehelligt. Die Forscher bestimmen jedoch die Größe des Nachwuchses.
    foto: martin fuchs

    Der Großteil der Mäuseschar fristet sein Leben im Labor relativ unbehelligt. Die Forscher bestimmen jedoch die Größe des Nachwuchses.

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