Lesung "Der Code zum Jungbleiben" an der Med Uni Graz

„Über Jahrzehnte hinweg wurden in vorklinischen und klinischen Studien vorwiegend männliche Versuchstiere und Männer als Probanden eingesetzt. Meist wurde das damit begründet, dass hormonelle Schwankungen bei weiblichen Tieren und Frauen als Probandinnen zu einer erhöhten Variabilität der Forschungsdaten führten. So waren die Bedenken groß (und oftmals auch begründet), dass die Forschungsergebnisse während des Menstruationszyklus sowie bei Probandinnen vor und nach der Menopause zu stark schwanken.

Daneben waren Sicherheitsbedenken ein Grund für den Ausschluss von Frauen. So galt beispielsweise jahrzehntelang ein striktes Verbot für Schwangere und Stillende, an klinischen Studien teilzunehmen. Frauen im gebärfähigen Alter durften meist nur nach Vorlage eines negativen Schwangerschaftstests an den Studien mitwirken, was mit einem deutlichen Mehraufwand verbunden war und oft dazu führte, dass Frauen ausgeschlossen wurden. Nachdem die WHO im Jahr 2002 (!) schließlich betont hatte, wie wichtig es ist, bei Forschungsprojekten systematisch zu prüfen, ob Geschlecht und Gender in den Zielsetzungen und Methoden berücksichtigt werden, zogen auch andere Institutionen nach. Förderorganisationen, Ethikkommissionen und Regulierungsbehörden begannen gezielt Maßnahmen zu ergreifen, um die Einbeziehung unterschiedlicher Geschlechter stärker zu fördern und die Studienkohorten diverser zu gestalten. Seit 2014 dürfen aufgrund einer EU-Verordnung zudem auch schwangere Frauen an klinischen Studien teilnehmen, sofern die Nutzen-Risiko Einschätzung positiv ausfällt. Dennoch ist die Teilnahme von Frauen und Männern an den verschiedenen Phasen der klinischen Studien zum Teil unausgewogen. So zeigt eine Übersichtsarbeit aus 2018, welche Daten aus mehr als 1.500 klinischen Studien untersuchte, dass vor allem Phase-I-Studien nach wie vor eine unausgewogene Geschlechterverteilung (64,1% Männer zu 35,9% Frauen) aufweisen.

Dies führte dazu, dass wichtige geschlechtsspezifische Unterschiede in der Entstehung und Symptomatik sowie in der Behandlung oft übersehen werden – was die medizinische Versorgung von Frauen beeinträchtigte und möglicherweise auch der Grund ist, warum Frauen weniger Jahre in Gesundheit erleben als Männer. So unterscheiden sich die Geschlechter in ihrer Immunantwort auf Antigenstimulation, Impfungen und Infektionen. Männer zeigen grundsätzlich eine erhöhte Anfälligkeit für Infektionen mit Bakterien, Viren und Pilzen sowie gehäuft schwere Krankheitsverläufe, während Frauen signifikant häufiger unerwünschte Reaktionen auf Impfungen als Männer entwickeln. Auch bei Herzinfarkten zeigen sich klare Unterschiede: sie manifestieren sich bei Frauen nicht nur anders, sondern treten im Durchschnitt etwa zehn Jahre später auf- unter anderem aufgrund des rotektiven Effekts der Östrogene bis zur Menopause. In der Folge ist die Sterblichkeitsrate allerdings besonders hoch, da es häufiger zu Fehldiagnosen kommt und dadurch eine adäquate Behandlung verzögert bleibt.

Zusätzlich zeigen Medikamente bei Frauen oft ein anderes Wirkungsspektrum, da sie im Durchschnitt ein geringeres Körpergewicht, weniger Körperwasser und einen höheren Körperfettanteil aufweisen.  All dies beeinflusst die Verteilung von Medikamenten im Körper erheblich.  Hinzu kommt, dass die Aktivität bestimmter Abbauenzyme variiert: Einige Wirkstoffe werden schneller, andere langsamer metabolisiert.  Auch die renale Ausscheidung erfolgt bei Frauen häufig verzögert. Auf zellulärer Ebene unterscheiden sich zudem die Rezeptoren- die potenziellen Andockstellen für Medikamente- sowie die nachgeschaltenen Signalwege.

Diese Erkenntnisse zeigen auf, dass geschlechtsspezifische Unterschiede in der medizinischen Forschung und bei Diagnose und Behandlung berücksichtigt werden müssen, um die Sicherheit und Wirksamkeit der Therapien zu sichern. Darüber hinaus scheint es dringend erforderlich, auch – unabhängig vom Geschlecht – bisher unterrepräsentierte Gruppen wie übergewichtige Menschen, Personen in der Menopause, People of Color und transgeschlechtliche Personen stärker in präklinische und klinische Studien einzubeziehen, um eine inklusive medizinische Versorgung und damit ein gesundes Altern für alle zu gewährleisten.“

„Für gewöhnlich starte ich meine Laborführung in der Zellkultur, wo wir menschliche Zellen in Kulturgefäßen bei Körpertemperatur kultivieren. Von dort geht es weiter zum 20 °C kühlen Fadenwurmlabor, wo die 1 mm kleinen Fadenwürmer auf Petrischalen ihr kurzes Leben fristen, hin zu den Fluoreszenzmikroskopen, an welchen wir mithilfe fluoreszierender Eiweißstoffen in Echtzeit Sauerstoffradikale oder Kalziumionen in den verschiedenen Zellorganellen beobachten. In den Laborräumen herrscht meist munteres Treiben in wechselnder Belegschaft. Während die Labortechniker*innen und biomedizinischen Analytiker*innen schon sehr zeitig ihre Tätigkeit im Labor starten, kommen die Studierenden und Postdocs oftmals später, weil sie aufgrund von fixen Inkubationszeiten oder der Belegung der Mikroskope des Öfteren Abendschichten einlegen müssen. Nachdem regelmäßig auch neue Technologien etabliert werden, um das vorher nicht Messbare greifbar zu machen, sind die Arbeitszeiten also sehr variabel – vorwiegend aber sehr lang. Dennoch herrscht ein eingeschworener Teamspirit. Jede und jeder Einzelne weiß nämlich auch, dass sie oder er auf die Hilfe der anderen angewiesen ist – ansonsten läuft im Labor nichts. Nur wenn die Labortechniker*innen die Zellen in der richtigen Dichte aussetzen und die Messlösungen in der korrekten Zusammensetzung zubereiten, wird später die Messung der Studierenden und Postdocs am Fluoreszenzmikroskop gelingen. Basierend auf den Messergebnissen schreibe ich als Gruppenleiterin mit meinen Mitarbeiter*innen die Fachartikel (Publikationen), in denen wir unsere Ergebnisse der Öffentlichkeit präsentieren. Zudem bilden unsere aktuellen Forschungsergebnisse auch die Grundlage für neue Ideen (Hypothesen), welche wir in weiterführenden Experimenten überprüfen und entsprechend den Resultaten weiterentwickeln. Auf diesen Hypothesen beruht auch die Planung von neuen Forschungsprojekten, welche nach erfolgreicher Begutachtung durch Fördergeber finanziert werden. Größtenteils handelt es sich um Förderperioden von 3 bis 4 Jahren. Wobei Sie sich sicherlich vorstellen können, dass auch die beste und einfallsreichste Hypothese oft weit daneben liegen kann und folglich viel Glück und enorme Frustrationstoleranz nötig ist, um tatsächlich etwas fundamental Neues anhand der Experimente an Zellen und Fadenwürmern herauszufinden.

In unserem Labor an der Medizinischen Universität Graz verfolgen wir das übergeordnete Ziel, neue zellbiologische Erkenntnisse zu gewinnen, um Maßnahmen zu entwickeln, die altersbedingten Erkrankungen vorbeugen oder deren Ausbruch verzögern. Dafür analysieren wir Vorgänge in jungen und alten Zellen und versuchen, Angriffspunkte für neue Wirkstoffe zu finden. Um möglichst robuste Mechanismen zu identifizieren, greift die Alterungsforschung nicht nur auf klassische Zellkulturen und Modellorganismen wie Fadenwürmer oder Fruchtfliegen sowie Mäuse zurück, sondern bezieht auch atypisch langlebige Arten mit ein – also Organismen, welche im Vergleich zu ihrer Körpergröße oder zu nahen Verwandten erstaunlich alt werden. So ist unter anderem der Nacktmull ein interessantes Forschungsobjekt. Dieser splitterfasernackte Nager erreicht mit seiner mausähnlichen Größe eine Lebensspanne von satten 30 Jahren und entkommt Krebserkrankungen überraschend gut. Folglich stellt sich natürlich die Frage: was den Nacktmull von einer Maus unterscheidet, die nach maximal 3 Jahren für gewöhnlich das Zeitliche segnet. Forschungsergebnisse zeigten, dass Nacktmulle besonders lange Hyaluronsäureketten produzieren und diese die Nacktmulle schützen. Interessanterweise hatten diese Moleküle auch positive Auswirkungen auf die Lebensspanne von Mäusen. Sie können an diesem Beispiel also schon erahnen, dass Erkenntnisse wie diese auch für pharmakologische Ansätze interessant sind, aber natürlich hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit auf den Menschen überprüft werden müssen.“

„Im Labor können wir sowohl die genetische Ausstattung von einzelnen Zellen, Versuchstieren und Modellorganismen als auch ihre Umweltbedingungen gezielt kontrollieren. Die Versuchstiere stammen beispielsweise in der Regel aus genetisch identischen Linien, was Vergleichbarkeit ermöglicht. Zudem können wir die Aktivität bestimmter Gene gezielt reduzieren oder steigern, um deren Rolle im Alterungsprozess zu erforschen. Einheitliche Haltungsbedingungen – wie ein geregelter Tag-Nacht-Rhythmus, standardisierte Ernährung und gleichbleibende Pflege – sorgen zusätzlich für verlässliche Ergebnisse. Dadurch lässt sich der Einfluss einzelner Faktoren auf die Lebensspanne präzise untersuchen, und Alterungsstudien sind verhältnismäßig einfach durchzuführen. Aber sogar unter diesen Bedingungen kann es starke Abweichungen geben. So findet man beispielsweise nicht selten eine völlig hyperaktive Maus, welche gefühlt nonstop am Laufrad rennt, neben einer gemütlichen Couch-Potato-Maus in einem gemeinsamen Käfig vor.

Anders als im Labor können wir am Menschen aber weder Genetik noch Umweltbedingungen standardisieren – stattdessen wirken eine Vielzahl an individuellen Faktoren auf den Alterungsprozess ein: genetische Veranlagung (Prädisposition), Lebensstil, psychosoziale Einflüsse und Umweltexpositionen. Daneben verändern sich diese einzelnen Variablen über die Lebensspanne hinweg auch noch.

Folglich ist es überaus schwierig, klare Zusammenhänge zwischen einzelnen Faktoren und dem biologischen Alterungsprozess herzustellen. Deshalb braucht es gut ausgewählte Gruppen an Proband*innen (Kohorten), um zuverlässig die Einflüsse der Genetik, des Lifestyles oder der Umwelt zu untersuchen.“

„Der Begriff Inflammaging – eine Wortschöpfung aus den englischen Begriffen inflammation (Entzündung) und aging (Altern) – wurde bereits im Jahr 2000 geprägt. Er beschreibt chronische, niedriggradige Entzündungen, die ohne akute Ursache im Körper bestehen. Diese unterschwelligen Entzündungsprozesse gelten als zentrale Mitverursacher altersbedingter Erkrankungen. Lange Zeit wurde angenommen, dass Inflammaging ein universelles biologisches Merkmal des Alterns darstellt. Neue Erkenntnisse stellen diese Annahme jedoch infrage: Demnach hängen chronische Entzündungen nicht zwangsläufig mit dem Alterungsprozess selbst zusammen – sondern treten viel mehr als Folge eines westlich-industriellen Lebensstils auf. Wie beeinflusst die Ernährung nun entzündliche Prozesse? Unsere tägliche Nahrung kann entweder entzündungsfördernd oder entzündungshemmend wirken. Verschiedene Inhaltsstoffe – etwa Transfette, raffinierter Zucker oder ein Übermaß an tierischem Fett – fördern entzündliche Reaktionen. Andere Komponenten wie Ballaststoffe, Probiotika, β-Glucane, Omega-3-Fettsäuren und sekundäre Pflanzenstoffe können Entzündungen hingegen wirksam reduzieren.“

„Für viele ist Kaffee weit mehr als nur ein Getränk: Er ist Genussmoment und Lebenselixier zugleich. Der morgendliche Gang zur Kaffeemaschine mit noch verschlafenen Augen, das frische Mahlen der Bohnen, der aufsteigende Duft – all das gehört zu einem kleinen, aber wohltuenden Alltagsritual. Auch ich zähle mich, wie unschwer zu erkennen ist, zur Gruppe der leidenschaftlichen Kaffeetrinker*innen. Doch ist Kaffee gesund oder schadet er uns womöglich? Die Forschung der letzten Jahre hat das Image des Kaffees stark verändert. Galt er früher als potenziell gesundheitsschädlich, zeigen neuere Studien ein differenzierteres Bild. Bis 2016 stufte die WHO Kaffee noch als möglicherweise krebserregend ein, da frühere Studien zu dem Ergebnis gekommen waren, dass ein Zusammenhang zwischen Kaffeekonsum und Blasenkrebs bestehen könnte. Zum großen Glück vieler Kaffeeliebhaber*innen zeigte sich jedoch, dass Blasenkrebspatient*innen zwar deutlich mehr Kaffee tranken, aber dafür auch deutlich mehr rauchten. Wurde dies berücksichtigt, gab es keine signifikanten Unterschiede mehr zwischen den untersuchten Gruppen. Auch zeigten Studienergebnisse, dass moderater Kaffeekonsum bei koffeingewöhnten Personen nicht zu einer Dehydrierung, also einem Wasserverlust aufgrund des potenziell harntreibenden Koffeins, führt. Im Gegenteil: Kaffee kann bei regelmäßigen Konsument*innen sogar zur täglichen Flüssigkeitszufuhr beitragen und als Ersatz für Wasser dienen. Weltweit werden jeden Tag rund 2,6 Mrd. Tassen Kaffee getrunken. In Österreich trinken wir rund 162 l im Jahr, das sind ungefähr 2,6 Tassen Kaffee pro Tag. Laut der EFSA sind 400 mg Koffein über den Tag verteilt für einen gesunden Erwachsenen unbedenklich. Das entspricht etwa drei bis fünf Tassen – damit sind wir Österreicher*innen auf der sicheren Seite und tun uns potenziell sogar etwas Gutes. Ein Team der Harvard School of Public Health hat Daten von mehr als 200.000 Personen ausgewertet, die im Rahmen der Nurses Health Studies und der Health Professionals Follow-up Study erhoben worden waren. Es zeigte sich, dass Personen, die regelmäßig Kaffee konsumieren, eine höhere Lebenserwartung aufweisen als diejenigen, die keinen Kaffee trinken. Bis zu fünf Tassen täglich senken demnach das Risiko, vorzeitig an Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu sterben. Welche Inhaltsstoffe dafür verantwortlich sind oder ob es doch die soziale Komponente ist, ist nicht ganz klar. Dabei dürfte Koffein womöglich nicht der Hauptwirkstoff sein, denn entkoffeinierter Kaffee zeigte den gleichen Effekt. Tatsächlich finden sich im Kaffee eine Vielzahl bioaktiver Substanzen wie Polyphenole und Alkaloide. Insgesamt enthält unser Kaffee über 1000 chemische Verbindungen wie Koffein, Cafesto, Trigonellin und Chlorogensäure. Dies sind – wie die Chlorogensäure – zum Teil wichtige Antioxidantien, die entzündungshemmend wirken und vor freien Radikalen schützen können. Doch welcher Kaffee ist nun am gesündesten – der beliebte Cappuccino, der kräftige Espresso oder doch der oft unterschätzte Filterkaffee? Aktuelle Studien zeigen: Filterkaffee schneidet am besten ab, vorzugsweise ohne Milch. Durch das Filtern werden nämlich potenziell cholesterinerhöhende, lipophile Diterpene wie Cafestol weitgehend entfernt.“

„Wann haben wir angefangen, uns nicht mehr bewegen zu wollen, Anstrengung und körperliche Aktivität zu vermeiden? Als Kinder rannten wir umher, konnten nicht stillsitzen und entdeckten mit Freude immer wieder etwas Neues. Heute ist körperlicher Stillstand das neue Mantra, ja kein Schritt zu viel, ja keine Anstrengung, ja keine positive Belastung für den Körper. 

Denn es kommt nicht nur auf das regelmäßige Training an, sondern vor allem auch auf die Bewegung im Alltag. Unser Körper ist von Natur aus so gebaut, dass wir uns eigentlich ständig bewegen sollten, unsere Muskeln, Knochen und unser Kreislauf wollen aktiviert werden. Wer kennt nicht das Bild vom Fitnesscenter, vor dem eine Rolltreppe zur Eingangstür führt? Denn wie sieht die Realität aus? Wir sitzen den ganzen Tag. Wenn wir nicht das Glück haben, einen „bewegten“ Beruf auszuüben, kommen wir nicht einmal auf tausend Schritte am Tag. Und dabei sind wir nicht alleine: Rund 2 Mrd. Menschen – etwa ein Viertel der Weltbevölkerung – bewegen sich zu wenig. Bewegung ist für unseren Organismus und unsere Zellen jedoch lebensnotwendig, körperliche Aktivität löst zahlreiche molekulare Effekte aus, und verschiedene Botenstoffe werden freigesetzt. Schon 15 min Bewegung pro Tag senken das Sterberisiko um 14 %, bereits ein täglicher, zügiger Spaziergang von zehn Minuten senkt das persönliche Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen um 20 %. Andererseits weisen Personen mit überwiegend sitzender Lebensweise (mehr als 8 h am Tag) ein um rund 80 % erhöhtes Sterberisiko auf [240]. 

In den letzten Jahren ist das Interesse an Vitaminen, Mineralstoffen und anderen Nahrungsergänzungsmitteln stark gestiegen. Aus meiner ärztlichen Erfahrung weiß ich, dass es durchaus medizinische Situationen gibt, in denen der gezielte Einsatz solcher Präparate sinnvoll sein kann – etwa bei nachgewiesenem Mangel, erhöhter körperlicher Belastung oder im höheren Lebensalter. Doch eines ist ebenso klar: Nahrungsergänzungsmittel sind kein Ersatz für eine ausgewogene Ernährung und einen gesunden Lebensstil. Sie können unterstützend wirken – aber sie können nicht kompensieren, was durch ungesunde Ernährung, Bewegungsmangel oder Stress aus dem Gleichgewicht geraten ist.“