Unterernährung im Mutterleib beschleunigt biologische Alterungsprozesse

Eine Studie der Columbia University School of Medicine und des Robert N. Butler Center on Aging an der Columbia University ergab, dass Kinder, die nach einer Hungersnot im Mutterleib geboren wurden, sechs Jahrzehnte später Anzeichen einer beschleunigten Alterung zeigen. Die Auswirkungen der Hungersnot waren bei Frauen durchweg stärker und bei Männern praktisch nicht vorhanden. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift 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 stattfand, wurde durch ein Nahrungsmittelembargo ausgelöst, das die deutschen Besatzungstruppen Anfang Oktober 1944 verhängten. Während dieser Zeit wurden die Lebensmittel in den betroffenen Regionen der Niederlande rationiert. Die Forscher verwendeten Ernährungsaufzeichnungen, 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 die Ansammlung von Veränderungen auf zellulärer Ebene auftritt, die allmählich die Widerstandsfähigkeit von Zellen, Geweben und Organen untergraben und direkten Einfluss darauf haben, wie schnell Menschen im Alter ihre Funktionsfähigkeit verlieren und Krankheiten entwickeln.

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

„Die Hungerforschung kann ein wirksames Instrument sein, um zu verstehen, wie sich ein Trauma, das sehr früh im Leben auftritt, auf unsere Gesundheit und Entwicklung auswirkt“, sagte Daniel Belsky, außerordentlicher Professor für Epidemiologie am Center on Aging, Gastgeber von Chengs Forschungsstipendium und leitender Autor der Forschung. „In dieser Studie haben wir das Fasten als eine Art ‚natürliches Experiment‘ verwendet, um zu untersuchen, wie sich Ernährungsstörungen und Stress während der fötalen Entwicklung viele Jahrzehnte später auf die biologischen Prozesse des Alterns auswirken können.“

Die beschleunigte Alterung, die Forscher bei Hungersnot-Überlebenden beobachteten, wurde in anderen Studien mit kürzeren Lebensspannen und früherem Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schlaganfällen, Demenz und körperlichen Behinderungen in Verbindung gebracht. „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass diese Überlebenden auf dem Weg zu einem kürzeren, gesünderen Leben sein könnten“, sagte Belsky.

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

Basierend auf Blutproben, die den Überlebenden im Alter von 58 Jahren entnommen wurden, bewerteten die Forscher die biologische Alterung mithilfe des DunedinPACE-Tools, das Belsky und Kollegen an den Universitäten Duke und Otago in Neuseeland entwickelt haben. Die Uhr misst, wie schnell der Körper einer Person mit zunehmendem Alter abbaut, „wie ein Tachometer für die biologischen Prozesse des Alterns“, erklärte Belsky. Zum Vergleich analysierten Belsky und Kollegen auch zwei andere epigenetische Uhren, GrimAge und PhenoAge.

Hungersnöte-Überlebende hatten im Vergleich zu Kontrollpersonen eine schnellere DunedinPACE. Dieser Effekt war bei Frauen am ausgeprägtesten, während er bei den untersuchten Männern praktisch keinen Einfluss auf die Alterungsrate hatte.

Die Daten für 951 Kohortenteilnehmer umfassten 487 Hungersnot-Überlebende mit verfügbaren DNA-Daten, 159 Zeitkontrollpersonen und 305 Geschwisterkontrollpersonen. Die temporären Kontrollpersonen wurden vor oder nach der Hungersnot in denselben Krankenhäusern wie die Hungersnot-Überlebenden geboren und hatten auch Schwestern oder Brüder des gleichen Geschlechts.

Es wurden Vergleiche mit Nicht-Hungersnöte-Kontrollen anhand von drei Messungen der biologischen DNA-Alterung zu jedem der sechs Zeitpunkte, von der Zeit vor der Empfängnis bis zum Ende der Schwangerschaft, angestellt. Darüber hinaus wurde die gesamte Kohortenprobe befragt und fast alle nahmen während der DNA-Entnahme an einer klinischen Untersuchung teil.

„Obwohl es keinen Goldstandard für die Messung des biologischen Alterns gibt, stärkt die allgemeine Konsistenz der Ergebnisse über drei verschiedene epigenetische biologische Alterungsuhren, die in verschiedenen Kohorten mit unterschiedlichen Endpunkten entwickelt wurden, das Vertrauen, dass unsere Ergebnisse die Alterungsprozesse wirklich widerspiegeln“, sagte Belski.

„Tatsächlich betrachten wir unsere Schätzungen des Hungers als konservativ“, bemerkte L.Kh. Lumay, Professor für Epidemiologie an der Columbia University School of Medicine und Gründer der Dutch Hunger Winter Families Study, in deren Rahmen die Studie durchgeführt wurde. Lumay führte eine Reihe von Studien unter Kohorten durch, die in den Niederlanden, der Ukraine und China Hungersnöten ausgesetzt waren.

„Inwieweit beobachtete Unterschiede in den Messungen des biologischen Alterns zu weiteren Unterschieden in der Lebenserwartung und Lebensqualität führen, muss noch bestimmt werden. Eine fortgesetzte Überwachung der Sterblichkeit dieser Kohorte wird daher notwendig sein, da Überlebende einer Hungersnot im Mutterleib ihr neuntes Lebensjahrzehnt erreichen.“