NAD+: Der wissenschaftliche Hintergrund

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Der folgende Artikel beschreibt eine Studie die den Titel "Fasting drives the metabolic, molecular, and geroprotective effects of a calorie restricted diet in mice" trägt genauer. Sie ist von Heidi. H. Pak et al. am 18. Oktorber 2021 in der National Library of Medicine veröffentlicht worden.
Link zur Studie
Die DOI ist: 10.1038/s42255-021-00466-9
Es gibt mittlerweile eine überarbeitete Version, die allerdings hinter einer Paywall steckt. Aus rechtlichen Gründen ist nur die Zitation von frei zugänglichen Studien in bestimmten Umfang möglich.

Kalorienrestriktion und Fasten: Der Schlüssel zur Langlebigkeit?

Fasten und Kalorienrestriktion sind seit langem Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen im Hinblick auf ihre positiven Auswirkungen auf die Langlebigkeit. Aber was genau sind die Vorteile dieser Praktiken, und wie beeinflussen sie den Körper?

Die Grundlagen des Fastens und der Kalorienrestriktion

Fasten bedeutet, für eine bestimmte Zeit auf Nahrungsaufnahme zu verzichten, was den Körper zwingt, seine Energiequellen umzustellen. Währenddessen nutzt der Körper gespeicherte Reserven, wie Fette und Proteine, was zu einer Vielzahl von biochemischen Anpassungen führt. Kalorienrestriktion, also die Reduktion der täglichen Kalorienaufnahme ohne Mangelernährung, hat ähnliche Effekte und wird oft als Methode zur Verbesserung der Gesundheit und Erhöhung der Lebensspanne angesehen.

Metabolische und molekulare Effekte

Durch das Fasten angeregte metabolische Veränderungen umfassen eine verbesserte Insulinsensitivität, erhöhte Fettsäureoxidation und reduzierte Entzündungsmarker. Auf molekularer Ebene fördert das Fasten die Autophagie, den Prozess, durch den Zellen defekte Teile abbauen und recyceln, was zur Zellgesundheit und -erneuerung beiträgt.

Geroprotektive Effekte von Fasten und Kalorienrestriktion

Geroprotektion bezieht sich auf Strategien, die den Alterungsprozess verlangsamen und die Lebensspanne verlängern. Studien an verschiedenen Organismen, einschließlich Mäusen, Affen und, in geringerem Maße, Menschen, haben gezeigt, dass sowohl Fasten als auch Kalorienrestriktion geroprotektive Auswirkungen haben können.

Erkenntnisse aus den Blue Zones

• Obwohl direkte Langlebigkeitsstudien beim Menschen fehlen, bieten die Blue Zones – Gebiete, in denen Menschen ein ungewöhnlich langes Leben führen – wertvolle Einblicke.
• Eine dieser Zonen ist Okinawa in Japan, bekannt für die Okinawa-Diät, die reich an Gemüse und arm an Kalorien ist. Das Motto dieser Diät, "Hara hachi bu" (höre auf zu essen, bevor du satt bist), illustriert das Prinzip der Kalorienrestriktion, das mit einem längeren und gesünderen Leben assoziiert wird.

Die Kombination aus wissenschaftlicher Forschung und traditionellem Wissen deutet darauf hin, dass Fasten und Kalorienrestriktion nicht nur die Lebensspanne erhöhen, sondern auch die Lebensqualität verbessern können, indem sie altersbedingten Krankheiten vorbeugen und die Vitalität im Alter fördern.

Zusammenfassung

Die Vorteile von Fasten und Kalorienrestriktion sind umfangreich und stützen sich auf solide wissenschaftliche Evidenz aus Studien an Tieren und Beobachtungen beim Menschen. Diese Ernährungsstrategien bieten einen vielversprechenden Ansatz für alle, die ihre Gesundheit verbessern und ihre Lebensspanne möglicherweise verlängern möchten.

 

Vertiefende Einblicke in die Studie von Heidi H. Pak et al.

Die Forschung im Bereich der Langlebigkeit und Ernährungswissenschaft entwickelt sich stetig weiter, und eine besonders interessante Studie wurde von Heidi H. Pak et al. am 18. Oktober 2021 veröffentlicht. Diese Studie, dokumentiert unter der DOI 10.1038/s42255-021-00466-9, erweitert unser Verständnis darüber, wie Fasten und Kalorienrestriktion die Gesundheit beeinflussen.

Über die Studie

In ihrer Forschung untersuchten Heidi H. Pak et al., dass es mehr als nur einfache Kalorienrestriktion braucht, um die gesundheitsfördernden Effekte des Fastens zu erzielen. Die Studie konzentrierte sich auf BL6-Mäuse, die "ad libitum" Zugang zu Futter hatten, welches zu 50% mit unverdaulicher Zellulose angereichert war. Diese Methodik wurde gewählt um herauszufinden was genau die positiven Effekte des Fastens hervorruft: Ist es die Kalorienrestriktion? Das Time-Restricted-Feeding? Oder vielleicht die Fastendauer? Aus diesem Grunde entschieden sich die ForscherInnen um Heidi Pak et al. den Mäusen Zellulose in die Nahrung zu mischen, die - da sie unverdaulich ist - das Hungergefühl teilweise unterdrückt.

Die Ergebnisse der Studie sind bemerkenswert: Die Zellulose-Anreicherung führte zu einer Reihe von Effekten die anders waren als erwartet.

Zusammenfassung der Studienergebnisse

Die Forschung von Heidi H. Pak et al. bietet tiefere Einblicke in die komplexen Interaktionen zwischen Diät, Metabolismus und Langlebigkeit. Indem sie zeigt, dass nicht etwa die Reduktion der Kalorien, sondern auch die Art der Nahrungsaufnahme und deren Zusammensetzung wesentliche Faktoren für die gesundheitsfördernden Effekte des Fastens sind.

 

Im Abstract, also der Zusammenfassung, erläuterten die ForscherInnen direkt die überraschenden Erkenntnisse:

[CR] Kalorienrestriktion um 30%, Fütterung 1x am Tag (standardvorgehen bei solchen Studien),
[AL] Ad Libidum, also so viel essen wie gewünscht, [Diluted AL]/[verdünnte AL]: Essen so viel man will mit 50% Zelluloseanteil im Essen
[MF.cr]: Fütterung 3x am Tag aber 30% CR

Die Versuche haben gezeigt, dass ein verlängertes Fasten notwendig ist, um die geroprotektiven Vorteile einer CR-Diät zu erreichen. Nicht allein die reduzierte Kalorienaufnahme, sondern tägliches verlängertes Fasten ist wahrscheinlich für die metabolischen Vorteile einer CR-Diät verantwortlich.

Die Ergebnisse

"Wir haben die Gebrechlichkeit von Mäusen, die mit AL, verdünnter AL und CR-Diät gefüttert wurden, im Laufe ihres Alterns bewertet. Wie erwartet, war die Gebrechlichkeit bei mit CR gefütterten Mäusen im Alter signifikant niedriger (Abb. 6A). Im Gegensatz dazu wurde die Gebrechlichkeit bei mit verdünnter AL gefütterten Mäusen nicht reduziert (Abb. 6A). Interessanterweise variierten die spezifischen Defizite der mit AL und verdünnter AL gefütterten Mäuse, die zu ihrer gleichwertigen Gebrechlichkeit beitrugen, wobei Mäuse mit verdünnter AL Kyphose entwickelten und AL-Mäuse abnehmende Griffstärke und Körperzusammensetzung zeigten (Abb. 6B–E). Die Qualität des Fellzustands und der Fellfarbe verschlechterte sich bei beiden, AL und verdünnter AL gefütterten Mäusen, während CR-Mäuse ein gesundes Fell behielten (Abb. 6F–G). Zusätzlich untersuchten wir, ob Fasten für Kognition und Gedächtnis erforderlich ist, indem wir die Erkennung neuer Objekte testeten. Das Kurzzeitgedächtnis verbesserte sich bei mit verdünnter AL und CR gefütterten Mäusen nicht; jedoch verbesserte die klassische einmal täglich durchgeführte CR-Fütterung, im Gegensatz zu einer verdünnten AL-Diät, das Langzeitgedächtnis (Abb. 6H–I), was darauf hindeutet, dass Fasten eine Rolle bei den Auswirkungen einer CR-Diät auf die Kognition spielen könnte."

Eine Grafik sagt mehr aus 1000 Worte:

Diese Grafik ist aus folgender Abbildung entnommen: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8544824/figure/F6/ und wer möchte, kann sie sich einmal genauer ansehen, denn es gibt noch mehr bemerkenswertes im Bezug auf Fellfarbe, Fellausfall, Griffstärke, Körperzusammensetzung u.v.m!

Kurzum: de Diluted AL Gruppe hatte eine höhere Gebrechlichkeit, weniger fettfreie Körpermasse (zB.: Muskeln) und eine geringere Lebenserwartung. Entsprechend titelten Sie ebenfalls: "Fasting is necessary for CR to improve health and longevity", also zu Deutsch

Fasten ist notwendig, damit Kalorienrestriktion die Gesundheit und Langlebigkeit verbessert.

Das wirft spannende Fragen auf, z.B. im Bezug auf jene Diätversuche, die Menschen unternommen haben, um hungerfrei abzunehmen. Je nach Trend gab es schon sogenannte Astronautenkost, die keine war oder Schwämme, die im Magen aufquellen um ein Gefühl der Völle zu erzeugen.

Zusammenfassend haben die ForscherInnen folgendes beobachtet:

Um die Wirkung des Fastens und kalorienreduzierter Diäten auf das Altern zu erforschen, wurden 20 Wochen alte männliche C57BL/6J Mäuse entweder normal gefüttert (ad libitum, AL), mit verdünnter AL-Nahrung (also mit Zellulose) oder mit einer kalorienreduzierten (CR) Diät ernährt. Über das Altern hinweg wurden deren Körpergewicht, Körperzusammensetzung, Glukosehomöostase, Darmintegrität und Gebrechlichkeit gemessen. Mäuse unter CR-Diät zeigten, wie erwartet, keinen Anstieg in Gewicht, Fett- oder Muskelmasse und hatten weniger Körperfett im Vergleich zu den AL-Kontrolltieren. Die verdünnt-AL gefütterten Mäuse verloren anfangs Gewicht und Fettmasse und ab dem 9. Lebensmonat auch Muskelmasse. Um die Nährstoffabsorption zu prüfen, wurde die Energieaufnahme und -ausscheidung dieser Mäuse mittels Bombenkalorimetrie analysiert. Trotz höherer Nahrungsaufnahme und größerem Stuhlvolumen absorbierten diese ähnlich verdauliche Makronährstoffe wie die AL-Tiere. Die Darmbarriereintegrität, getestet bei 20 Monate alten Mäusen, zeigte für die verdünnt-AL-Diät keine Unterschiede zu AL, während CR-Diät eine verbesserte Darmbarriereintegrität aufwies.

 

Interpretationen sind viele möglich

Die allzu offensichtlichen haben die ForscherInnen um Heidi H. Pak bereits zusammengefasst. Weitere Fragen die sich hingegen stellen sind zB. wie viele nicht verdaubare Komponenten man selbst zu sich nehmen sollte und ob Krankheiten wie das Pica-Syndrom sich auch auf diesem Wege negativ auf die Gesundheit auswirken. Vor allem aber zeigt die Studie die Vorteile von richtigem Fasten auf, und die Nachteile, die mit unverdaubaren Fremdkörpern oder der Unterdrückung des Hungergefühls einhergehen können.

Es sei angemerkt, dass die im Forschungsumfeld oft benutzten BL6-Mäuse - also eigentlich C57BL/6J - genetisch dazu modifiziert sind schnell Krebs zu entwickeln. Sie sind genetisch homogen, also inzüchtig oder im engl. inbreed. Das erschwert generell die Übertragbarkeit solcher Studien, da die verwendete Mäusepopulation nicht genetisch heterogen ist. Jedoch ist das Darmmikrobiom selbst bei inbreed BL6-Mäusen äußerst divers und in der oben verlinkten Grafik zeigt sich deutlich, wie der Unterschied zwischen den Fütterungsmethoden ist. Zudem hat man hier nicht etwa eine bestimmte Komponente auf eine positive Wirkung hin untersucht, sondern eine neutrale Komponente auf eine mögliche negative Auswirkung hin, was das Ergebnis viel spannender und eindrucksvoller hervorhebt.

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