Unterernährung im Mutterleib beschleunigt biologische Alterungsprozesse

Eine Studie der Columbia University School of Medicine und des Robert N. Butler Center on Aging der Columbia University ergab, dass Kinder, die nach einer Hungersnot im Mutterleib geboren wurden, sechs Jahrzehnte später Anzeichen beschleunigter Alterung zeigen. Die Auswirkungen der Hungersnot waren bei Frauen durchweg stärker und bei Männern praktisch nicht vorhanden. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

Die niederländische Hungersnot, die zwischen November 1944 und Mai 1945 während der deutschen Kapitulation im Zweiten Weltkrieg ausbrach, wurde durch ein Lebensmittelembargo der deutschen Besatzungstruppen Anfang Oktober 1944 ausgelöst. Während dieser Zeit wurden in den betroffenen niederländischen Regionen Lebensmittel rationiert. Forscher nutzten Lebensmittelrationierungsaufzeichnungen, um den Zeitraum der Hungersnot zu bestimmen, in dem die durchschnittliche tägliche Nahrungsaufnahme unter 900 kcal fiel.

Man geht davon aus, dass die biologische Alterung durch eine Ansammlung von Veränderungen auf Zellebene entsteht, die nach und nach die Widerstandsfähigkeit von Zellen, Geweben und Organen untergraben und direkten Einfluss darauf haben, wie schnell Menschen im Alter ihre Funktionen verlieren und Krankheiten entwickeln.

„Aus früheren Studien zu mehreren Hungersnöten wissen wir, dass Menschen, die im Mutterleib einer Hungersnot ausgesetzt waren, später im Leben gesundheitliche Probleme entwickeln können“, sagte Mengling Chen, Hauptautorin der Studie und Marie-Curie-Stipendiatin der Universität Lausanne, die während eines Forschungsaufenthalts am Columbia Center on Aging an dem Projekt arbeitete. „Unser Ziel in dieser Studie war es, die Hypothese zu überprüfen, dass dieses erhöhte Risiko mit einer beschleunigten biologischen Alterung zusammenhängen könnte.“

„Die Hungerforschung kann ein wertvolles Instrument sein, um zu verstehen, wie sich früh im Leben auftretende Traumata auf unsere Gesundheit und Entwicklung auswirken“, sagte Daniel Belsky, außerordentlicher Professor für Epidemiologie am Center on Aging, Chengs Forschungsleiter und leitender Autor der Studie. „In dieser Studie haben wir Hungersnöte als eine Art ‚natürliches Experiment‘ genutzt, um zu erforschen, wie sich Ernährungsstörungen und Stress während der fötalen Entwicklung viele Jahrzehnte später auf die biologischen Alterungsprozesse auswirken können.“

Die von den Forschern bei Hungerüberlebenden dokumentierte beschleunigte Alterung wurde in anderen Studien mit einer kürzeren Lebenserwartung und einem früheren Auftreten von Herzkrankheiten, Schlaganfällen, Demenz und körperlichen Behinderungen in Verbindung gebracht. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Überlebenden auf dem Weg zu einer kürzeren gesunden Lebenserwartung sein könnten“, sagte Belsky.

Die Forscher analysierten Daten der Dutch Hunger Winter Family Study (DHWFS), einer naturalistischen Geburtskohortenstudie mit 951 Überlebenden einer Hungersnot im Mutterleib. Sie untersuchten Veränderungen der DNA-Methylierung – chemische Markierungen auf der DNA, die die Genexpression regulieren –, die sich mit dem Alter verändern. Diese Muster werden oft als „epigenetische Uhr“ bezeichnet.

Anhand von Blutproben, die den Überlebenden im Alter von 58 Jahren entnommen wurden, ermittelten die Forscher die biologische Alterung mithilfe eines Instruments namens DunedinPACE, das Belsky und Kollegen an den Universitäten Duke und Otago in Neuseeland entwickelt hatten. Die Uhr misst, wie schnell der Körper eines Menschen mit zunehmendem Alter abbaut, „wie ein Tachometer für die biologischen Alterungsprozesse“, erklärte Belsky. Zum Vergleich analysierten Belsky und Kollegen auch zwei weitere epigenetische Uhren: GrimAge und PhenoAge.

Bei Überlebenden einer Hungersnot war die DunedinPACE-Rate im Vergleich zur Kontrollgruppe schneller. Dieser Effekt war bei Frauen am ausgeprägtesten, während er bei den untersuchten Männern praktisch keinen Einfluss auf die Alterungsrate hatte.

Die Daten der 951 Kohortenteilnehmer umfassten 487 Hungersnotüberlebende mit verfügbaren DNA-Daten, 159 zeitgleiche Kontrollpersonen und 305 Kontrollgeschwister. Die zeitgleiche Kontrollperson wurde vor oder nach der Hungersnot in denselben Krankenhäusern wie die Hungerüberlebenden geboren und hatte ebenfalls Schwestern oder Brüder gleichen Geschlechts.

Es wurden Vergleiche mit nicht gefütterten Kontrollpersonen hinsichtlich dreier DNA-biologischer Alterungsparameter zu sechs Zeitpunkten – von der Empfängnis bis zum Ende der Schwangerschaft – durchgeführt. Zusätzlich wurde die gesamte Kohorte befragt, und fast alle Teilnehmer nahmen zum Zeitpunkt der DNA-Entnahme an einer klinischen Untersuchung teil.

„Zwar gibt es keinen Goldstandard für die Messung der biologischen Alterung, doch die allgemeine Konsistenz der Ergebnisse über drei verschiedene epigenetische biologische Alterungsuhren hinweg, die in unterschiedlichen Kohorten mit unterschiedlichen Endpunkten entwickelt wurden, stärkt das Vertrauen, dass unsere Ergebnisse den Alterungsprozess wirklich widerspiegeln“, sagte Belsky.

„Wir halten unsere Schätzungen zur Hungersnot für konservativ“, sagte LH Lumay, Professor für Epidemiologie an der Columbia University School of Medicine und Gründer der Dutch Hunger Winter Family Study, die die Studie durchgeführt hat. Lumay hat bereits mehrere Studien zu von Hungersnöten betroffenen Kohorten in den Niederlanden, der Ukraine und China durchgeführt.

„Inwieweit sich die beobachteten Unterschiede bei der Messung des biologischen Alterns in weitere Unterschiede bei der Lebenserwartung und Lebensqualität übertragen lassen, muss noch ermittelt werden. Daher ist eine kontinuierliche Überwachung der Sterblichkeit dieser Kohorte notwendig, da sich die Überlebenden einer Hungersnot im Mutterleib ihrem neunten Lebensjahrzehnt nähern.“