Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Reduzierung der Aufnahme einer Aminosäure, Isoleucin, um zwei Drittel die Lebensdauer, das Gewicht und die Gesundheit von Mäusen mittleren Alters verbessert, ohne die Kalorienaufnahme zu verringern. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Begrenzung des Isoleucinspiegels in der Ernährung der Schlüssel zu gesundem Altern sein könnte.
Was Sie essen, hat einen großen Einfluss auf Ihre Gesundheit und Langlebigkeit. Allerdings kann die Einhaltung einer kalorienreduzierten Diät schwierig sein, was das Interesse an Interventionen weckt, die eine kalorienreduzierte Diät nachahmen, ohne die Kalorienaufnahme zu reduzieren.
Untersuchungen zu den Vorteilen proteinreduzierter Diäten zeigen, dass eine geringere Proteinaufnahme mit einem geringeren Risiko für altersbedingte Krankheiten und Todesfälle sowie einer verbesserten Stoffwechselgesundheit verbunden ist. Bei der Erforschung von Alternativen zu kalorienreduzierten Diäten haben Forscher der UW-Madison nun herausgefunden, dass die Reduzierung der Aufnahme einer Aminosäure bei Mäusen deren Lebenserwartung verlängern kann, wodurch sie schlanker, weniger gebrechlich und weniger anfällig für Krebs werden.
Dudley Lamming, korrespondierender Autor der Studie, sagte: „Wir sagen gerne, dass Kalorien mehr als nur Kalorien sind. Verschiedene Zutaten in der Ernährung haben neben ihrer Funktion als Kalorien noch andere Werte und Wirkungen, und wir haben uns eine Zutat angesehen, von der viele Menschen möglicherweise zu viel essen.“
Dieser Inhaltsstoff ist Isoleucin, eine von neun essentiellen Aminosäuren. Daten aus einer früheren Studie zur Gesundheit von Einwohnern Wisconsins ergaben, dass Menschen mit einem höheren Body-Mass-Index (BMI) tendenziell mehr Isoleucin konsumierten, das in Lebensmitteln wie Eiern, Milchprodukten, Sojaprotein und vielen Fleischsorten reichlich vorhanden ist.
Um die gesundheitlichen Auswirkungen von Isoleucin weiter zu untersuchen, fütterten die Forscher männliche und weibliche genetisch unterschiedliche Mäuse mit einer von drei Aminosäuren-definierten Diäten. Die Kontrolldiät enthielt alle 20 gängigen Aminosäuren, was einer natürlichen Ernährung entspricht, die 21 % der Kalorien aus Proteinen bezieht. Andere Diäten reduzierten entweder alle Aminosäuren oder nur 67 % des Isoleucins. Diese drei Lebensmittel haben den gleichen Fettgehalt, sind also isokalorisch.
Als die Studie begann, waren die Mäuse etwa sechs Monate alt, etwa so viel wie Menschen in den Dreißigern, und sie aßen so viel, wie sie wollten.
„Wir stellten schnell fest, dass die Mäuse, die die Isoleucin-arme Diät erhielten, Fett verloren – sie wurden muskulöser und verloren Fett“, sagte Laming. „Im Gegensatz dazu wurden die Mäuse mit der Aminosäuren-armen Diät zunächst schlanker, nahmen aber wieder an Gewicht und Fett zu.“
Die Forscher fanden heraus, dass Mäuse, denen eine Diät mit niedrigem Isoleucingehalt verabreicht wurde, länger lebten als diejenigen in der Kontrollgruppe; Männliche Mäuse lebten durchschnittlich 33 Prozent länger und weibliche Mäuse durchschnittlich 7 Prozent länger. Neben der erhöhten Lebenserwartung hat sich auch die „Gesundheitsspanne“ verbessert. Bei männlichen Mäusen, die mit niedrigem Isoleucingehalt gefüttert wurden, gab es eine starke umgekehrte Korrelation zwischen der Lebenserwartung und Indikatoren für Gebrechlichkeit im Zusammenhang mit dem Körperzustand, einschließlich Schwanzsteifheit, Fellfarbe und Auftreten von Zittern. Bei Frauen, die mit Kontrollnahrung gefüttert wurden, korrelierte die Lebensdauer stark positiv mit Bartverlust, Haarausfall und Wirbelsäulenverkrümmung (Kyphose), während diese Defizite bei Frauen mit reduzierter Isoleucinaufnahme negativ mit der Lebensdauer korrelierten.
Bemerkenswerterweise verbesserten Diäten, die die Aufnahme aller Aminosäuren, einschließlich Isoleucin, reduzierten, die Gesundheitsspanne bei beiden Geschlechtern im gleichen Ausmaß an Gebrechlichkeit wie die Diät mit niedrigem Isoleucingehalt, verlängerten jedoch nicht die Lebensspanne bei beiden Geschlechtern.
„Frühere Studien haben gezeigt, dass bereits bei sehr jungen Mäusen eine kalorien-, protein- oder aminosäurearme Ernährung die Lebensspanne verlängern kann“, sagte Laming. „Wir haben mit Mäusen begonnen, die bereits zu altern begannen. Es ist interessant und ermutigend, dass sogar eine Änderung der Ernährungsgewohnheiten, wenn sie sich dem mittleren Alter nähern, einen so großen Einfluss auf die Lebenserwartung und das, was wir ‚Gesundheitsspanne‘ nennen, haben kann.“
Mäuse mit reduzierter Isoleucinaufnahme verbrauchten deutlich mehr Kalorien als ihre Artgenossen, möglicherweise weil sie versuchten, ihre Isoleucinaufnahme zu erhöhen, sagten die Forscher. Aber sie verbrannten auch mehr Kalorien und verloren und hielten ein schlankeres Gewicht, indem sie einfach ihren Stoffwechsel anpassten und nicht mehr trainierten.
Die Mäuse hatten auch eine bessere Blutzuckerkontrolle und männliche Mäuse hatten eine geringere altersbedingte Prostatavergrößerung. Während bei den in der Studie verwendeten genetisch vielfältigen Mäusen Krebs die häufigste Todesursache war, wiesen männliche Mäuse, die mit niedrigem Isoleucingehalt gefüttert wurden, weniger Tumore auf.
Die Mechanismen, durch die eine Reduzierung der Isoleucinaufnahme gesundheitsfördernd ist, sind nicht vollständig verstanden und bedürfen weiterer Untersuchungen. Darüber hinaus sind weitere Untersuchungen erforderlich, um festzustellen, ob eine Einschränkung der Isoleucinaufnahme negative Auswirkungen hat, und um zu untersuchen, wie optimale Spiegel der Aminosäure je nach Alter und Geschlecht variieren.
„Wir fanden heraus, dass weibliche Mäuse weniger davon profitierten als männliche Mäuse, und wir können dies möglicherweise nutzen, um den Mechanismus zu finden“, sagte Laming. "
Die Forscher stellten mehrere Einschränkungen der Studie fest. Sie betrachteten nur eine einzige Einschränkungsstufe, während andere Studien zu kalorien- und proteinreduzierten Diäten darauf hindeuten, dass unterschiedliche Mäusestämme und Geschlechter möglicherweise am besten auf unterschiedliche Einschränkungsstufen reagieren. Um die Ernährung isokalorisch aufrechtzuerhalten, wird außerdem die Reduzierung der Aminosäuren in der Diät mit niedrigem Aminosäuregehalt durch zusätzliche Kohlenhydrate ausgeglichen, und die Reduzierung des Isoleucins wird durch nicht-essentielle Aminosäuren ausgeglichen.
Um die Sache noch komplizierter zu machen, benötigt der Mensch Isoleucin, um am Leben zu bleiben. Es ist ein sauerstofftransportierendes Pigment in den roten Blutkörperchen, das bei der Bildung von Hämoglobin hilft und für wichtige Funktionen wie Muskelproteinsynthese, Energieproduktion und Unterstützung des Immunsystems benötigt wird.
„Wir können nicht alle auf eine Diät mit niedrigem Isoleucin-Gehalt umstellen“, sagte Laming. „Aber die Eingrenzung dieser Vorteile auf eine einzelne Aminosäure bringt uns dem Verständnis des biologischen Prozesses näher und kann zu möglichen Eingriffen beim Menschen führen, wie etwa Isoleucin-blockierenden Medikamenten.“
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Cell Metabolism veröffentlicht.