Freie Sauerstoffradikale, ungesättigte Fettsäuren: Es gibt mehrere Theorien, warum manche Mäuse älter werden als andere - Einen verjüngenden Effekt scheint jedenfalls die Wärmeregulierung zu haben
Nahrungsmittel, Hautpflege, Fitnessprogramme - alles, was einen
Anti-Aging-Effekt verspricht, ist ein gutes Geschäft. Wovon es wirklich abhängt,
wie rasch ein Organismus altert, ist jedoch nach wie vor ungeklärt. An Theorien
dazu mangelt es nicht - fragt sich nur, welche die richtige ist. Sofern es die
eine Lösung überhaupt gibt. Genau diesen Fragen geht eine Wiener Biologin mit
finanzieller Unterstützung des Wissenschaftsfonds FWF nach.
Teresa Valencak vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der
Veterinärmedizinischen Universität Wien beschäftigt sich schon seit Jahren mit
dem Altern, und zwar anhand von Labormäusen. Bei Versuchen zur Lebensspanne
säugender Weibchen fand sie heraus, dass Mäusemütter, die ihre Jungen bei 15
Grad Celsius aufziehen, im Schnitt 2,5 Monate länger leben als solche, die
dasselbe bei 22 Grad bewerkstelligen. Männchen, die ebenfalls bei 22 Grad
gehalten wurden, lebten mit durchschnittlich 610 Tagen rund einen Monat länger
als die im Warmen säugenden Weibchen, aber immer noch 30 Tage kürzer als jene
Mütter, die mit ihrem Wurf in kalten Käfigen lebten.
Wie kann sich eine kältere Umgebung positiv auf die Lebenserwartung
auswirken? "Kleinsäuger wie Mäuse haben generell mehr Probleme bei der
Thermoregulation als große, weil sie im Verhältnis zu ihrem Körpervolumen eine
sehr große Oberfläche haben", erklärt Valencak. Zum Ausgleich dafür haben sie
braunes Fettgewebe. Dieses wandeln die darin enthaltenen Mitochondrien
normalerweise in Energie um, bei Kälte allerdings in Wärme. Letztere Variante
heißt in der Physiologie "entkoppelte Zellatmung". Der Clou daran ist, dass
dabei weit weniger freie Sauerstoffradikale (kurz ROS für "reactive oxygen
species") entstehen als bei der gewöhnlichen, energieerzeugenden Zellatmung.
Freie Sauerstoffradikale aber haben zellschädigende Wirkung, und die
"Freie-Radikale-Hypothese" geht denn auch davon aus, dass sie es sind, die die
Lebensspanne verkürzen. Dagegen sprechen allerdings Tierversuche mit
Antioxidantien, die ohne Effekt blieben, und die simple Existenz der Nacktmulle:
Von dieser mausgroßen Nagerart weiß man, dass sie in ihren Geweben sehr viele
freie Radikale erzeugt, dennoch aber bis zu 30 Jahre alt wird.
Ebenfalls auf die negative Wirkung der ROS zielt die
"Membran-Schrittmacher-Hypothese" ab. Sie besagt, dass Tiere umso kürzer leben,
je mehr ungesättigte Fettsäuren (kurz PUFAs für Polyunsaturated Fatty Acids)
ihre Zellmembranen enthalten, weil diese die Gewebe anfälliger für freie
Sauerstoffradikale machen.
Maus ohne Wachstumsgen
Um diese Theorie zu untersuchen, griff Valencak auf eine im Labor gezüchtete,
besonders kleine Mäusevariante zurück, die Ames-Zwergmaus. Bei dieser handelt es
sich um eine natürlich auftretende Variante von Labormäusen: Den Ames-Mäusen
fehlt allerdings ein Gen, das unter anderem für die Produktion von
Wachstumshormonen zuständig ist. Die Folge sind Kleinwüchsigkeit und Sterilität,
aber auch eine deutlich erhöhte Lebensspanne: Im Gegensatz zu ihren
normalwüchsigen Geschwistern, die maximal drei Jahre alt werden, beträgt ihre
Lebenserwartung fünf Jahre.
Unter diesen Umständen sollte man erwarten, dass ihre Membranen nur sehr
wenige ungesättigte Fettsäuren enthalten, das ist aber nur bedingt wahr. Wie
Valencak herausfand, liegt der Anteil an ungesättigten Fettsäuren in den Geweben
der Zwergmäuse mit 30 bis 60 Prozent genauso hoch wie bei normal großen Mäusen.
Bei genauerer Betrachtung stellte sie jedoch fest, dass der Anteil von
Omega-3-Fettsäuren bei den Ames-Mäusen deutlich reduziert war: In Herzmuskeln
etwa haben die Zwerge gut zehn Prozent weniger davon als die normal gebaute
Kontrollgruppe.
Es sieht also ganz so aus, als wären es nicht die ungesättigten Fettsäuren
allgemein, wie bisher angenommen, die für die Lebensspanne verantwortlich
zeichnen, sondern nur die Omega-3-Sorten davon. "Sehr viele Vorgänge in den
Membranen sind temperaturabhängig", gibt Valencak zu bedenken. "Unsere neue
Hypothese ist, dass die Omega-3-Fettsäuren eine Rolle bei der Thermoregulation
und auf diesem Wege für die zu erwartende Lebensspanne spielen."
Tatsächlich weisen die Ames-Zwergmäuse eine konstant niedrige
Körpertemperatur von nur 34 Grad auf - für die normal großen Mäuse sind 37 bis
38 Grad die Norm. Um diese Zusammenhänge zu überprüfen, wird Valencak in ihrem
Projekt "normale" Labormäuse und Ames-Zwergmäuse in den nächsten Monaten bei
unterschiedlichen Temperaturen und bei unterschiedlich fetter Nahrung halten.
Die normal großen Tiere wird sie außerdem der Jungenaufzucht aussetzen, weil der
Wärmehaushalt dabei zusätzlich herausgefordert wird.
Zuerst wiederholt sie die früheren Experimente an normal großen säugenden
Weibchen, nur dass diese jetzt zusätzlich in drei Gruppen geteilt werden.
Während die Kontrollgruppe ganz normale Nagerwürfel bekommt, erhalten jeweils 15
andere Nagerwürfel mit Lachsöl, das reich an Omega-3-Fettsäuren ist, bzw. Würfel
mit Omega-6-PUFA-reichem Sonnenblumenöl. Ebenso werden die unfruchtbaren, aber
"kälteren" Ames-Zwergmäuse diesen drei Diäten unterzogen und zwischendurch
jeweils niedrigeren Umgebungstemperaturen ausgesetzt. Eine weitere
Zwergmausgruppe wird gewöhnliches Futter erhalten, aber vier Wochen lang bei 35
Grad gehalten werden.
Körperwärme und Fettsäure
Während der ganzen Versuchsreihe wird die Körpertemperatur aller Tiere über
einen winzigen Sensor, der unter der Haut implantiert wird, ausgelesen und nach
zwölf Wochen die Fettsäurezusammensetzung der Membranen der jeweiligen Gruppe
bestimmt. Wenn Valencak mit ihrer Hypothese recht hat, sollten die mit Lachsöl
gefütterten Zwergmäuse eine erhöhte Körpertemperatur aufweisen und besser mit
Kälte zurechtkommen als ihre normal ernährten Artgenossen.
Anti-Age-Empfehlungen für uns Menschen lassen sich daraus allerdings nicht
direkt ableiten: Außer im frühen Säuglingsalter haben wir kein braunes Fett, das
wir entkoppelt veratmen könnten. (DER STANDARD, Printausgabe, 02.11.2011)
