Fitness schützt vor altersbedingten Chromosomenschäden

Im Rahmen der Forschungsplattform „Active Ageing“ wird der Einfluss von Krafttraining, Ernährung und kognitivem Training auf Gesundheit, Wohlbefinden und körperliche Fitness bei PensionistInnen untersucht.

Erste Ergebnisse einer zweijährigen Studie unter der Leitung von Ernährungswissenschafter Karl-Heinz Wagner und der Molekularbiologin Barbara Wessner vom Institut für Sportwissenschaft – beide forschen an der Universität Wien – zeigen neue Erkenntnisse zu molekularen Mechanismen und Biomarkern des Alterns.

„Wir wollen Altersprozesse besser verstehen und untersuchen deshalb die Effizienz von Lebensstilaktivitäten für das gesundheitliche Wohl von PensionistInnen“, erklärt Karl-Heinz Wagner, Leiter der Forschungsplattform „Active Ageing“ an der Universität Wien. Das interdisziplinäre Team aus den Bereichen Ernährungswissenschaften, Sportwissenschaft und Pharmakognosie rekrutierte gemeinsam mit MitarbeiterInnen des Kuratoriums Wiener Pensionistenwohnhäuser knapp 120 ProbandInnen mit einem Durchschnittsalter von 84 Jahren.

Die StudienteilnehmerInnen wurden per Zufall in drei Interventionsgruppen eingeteilt, die – unterteilt in Krafttraining, Krafttraining und Nahrungsergänzung, Gedächtnistraining – einer 18-monatigen Intervention unterzogen wurden. „Alle sechs Monate wurden nicht nur Standarduntersuchungen wie Körperzusammensetzung, Blutparameter oder Muskelfunktionstests durchgeführt, sondern auch Muskelbiopsien genommen“, so Barbara Wessner, Molekularbiologin am Institut für Sportwissenschaft der Universität Wien, zur Vorgangsweise für die Studie.

Mikrokernbildung stagniert im hohen Alter

Erste Ergebnisse auf molekularer Ebene zeigten, dass die ProbandInnen geringere als für das hohe Alter zu erwartende Chromosomenschäden aufwiesen. Jene Fehler bei der Zellteilung von Lymphozyten – sogenannten Mikrokernen –, die durch altersbedingte Chromosomenschädigung auftraten, unterschieden sich nicht von jüngeren SeniorInnen. „Damit konnten wir erstmals zeigen, dass das Mikrokernauftreten bei Personen an oder über der Lebenserwartung einen Plateaueffekt, also eine Stagnation aufweist“, so Karl-Heinz Wagner.

Aktivität reduziert die Bildung von Mikrokernen

Durch die ersten sechs Monate Aktivität konnte die Häufigkeit von Mikrokernen um 15 bis 20 Prozent reduziert werden. Das ist höchst gesundheitsrelevant, da Mikrokerne mit dem Aufkommen verschiedener Krankheiten, wie etwa Krebs und Diabetes, verbunden sind. Zudem waren DNA-Einzel- und Doppelstrangbrüche stark reduziert und die Aktivität von Enzymen der oxidativen Abwehr signifikant erhöht. „Wie in der Literatur bekannt, steht eine optimale Versorgung der Vitamine B12 und Folsäure in einem direkten Zusammenhang mit einer reduzierten Mikrokernhäufigkeit“, so Wagner. Bereits nach sechs Monaten Krafttraining in Verbindung mit Nahrungsergänzung waren sowohl ein Anstieg des Vitamin B12-Plasmaspiegels als auch eine reduzierte Mikrokernfrequenz erkennbar.

Beeinträchtigung der Immunfunktion im Alter

Ein weiterer Schwerpunkt der ersten Auswertungen lag im Bereich der altersassoziierten Veränderungen im Immunsystem. Im Besonderen wurde hier der Zusammenhang von Alter, körperlicher Fitness, und verschiedenen Signalwegen in Immunzellen untersucht, wobei der Körperfettgehalt der StudienteilnehmerInnen zu Beginn der Studie eine größere Rolle zu spielen scheint als die körperliche Fitness selbst. „Wir sind schon gespannt auf die Ergebnisse der laufenden Analysen, die zeigen werden, ob das Krafttraining oder die Nahrungsergänzung, die neben einem hohen Eiweißgehalt auch die Vitamine D, B2 und B12 enthielt, einen positiven Einfluss auf das Immunsystem hatte“, so Barbara Wessner.

Zusammenhang zwischen Muskelmasse und Biomarkern im Blut entdeckt

Klinisch relevant ist wohl auch die jüngste Publikation, die sich dem Thema der muskelassoziierten Biomarker im Blut widmete. Aus einem Set an vielversprechenden Markern waren es vor allem die Proteine GDF-15 und IGF-1 die einen Zusammenhang mit dem Alter und der Muskelmasse aufwiesen. Diese Kandidaten bilden die Grundlage für Folgestudien, die sich mit der Diagnostik der Sarkopenie (des altersbedingten Verlusts an Muskelmasse und -funktion) im klinischen Kontext auseinandersetzen werden.

Unter Beteiligung zahlreicher NachwuchswissenschafterInnen der Universität Wien sowie von nationalen und internationalen Projektpartnern sind im Rahmen der Studie bereits vier Artikel in renommierten Fachjournalen erschienen. Mit der Forschungsplattform „Active Ageing“ und der damit verbundenen, sehr breit angelegten Studie, liefert die Universität Wien einen wichtigen Beitrag zur Altersforschung im internationalen Kontext.

Publikationen in:
Franzke B, Halper B, Hofmann M, Oesen S, Jandrasits W, Baierl A, Tosevska A, Strasser EM, Wessner B, Wagner KH; The Vienna Active Ageing Study Group. The impact of six months strength training, nutritional supplementation or cognitive training on DNA damage in institutionalised elderly. Mutagenesis. 2015; 30(1):147-53. doi: 10.1093/mutage/geu074.

Franzke B, Halper B, Hofmann M, Oesen S, Peherstorfer H, Krejci K, Koller B, Geider K, Baierl A, Tosevska A, Strasser EM, Wessner B, Wagner KH; The Vienna Active Ageing Study Group. The influence of age and aerobic fitness on chromosomal damage in Austrian institutionalised elderly. Mutagenesis. 2014; 29(6):441-5. doi: 10.1093/mutage/geu042

Halper B, Hofmann M, Oesen S, Franzke B, Stuparits P, Vidotto C, Tschan H, Bachl N, Strasser EM, Quittan M, Wagner KH, Wessner B. Influence of age and physical fitness on miRNA-21, TGF-β and its receptors in leukocytes of healthy women. Exercise Immunology Reviews. 2015; 21:133-42.

Hofmann M, Halper B, Oesen S, Franzke B, Stuparits P, Tschan H, Bachl N, Strasser EM, Quittan M, Ploder M, Wagner KH, Wessner B. Serum concentrations of Insulin-like Growth Factor-1, members of the TGF-beta superfamily and Follistatin do not reflect different stages of dynapenia and sarcopenia in elderly women. Experimental Gerontology. 2015 (in press). doi: 10.1016/j.exger.2015.02.008

Weitere Informationen unter: http://activeageing.univie.ac.at/home/

Wissenschaftlicher Kontakt
Univ.-Prof. Mag. Dr. Karl-Heinz Wagner
Leiter der Forschungsplattform Active Ageing
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14 (UZA II)
T +43-1-4277-549 30
karl-heinz.wagner@univie.ac.at

Ass.-Prof. DI Dr. Barbara Wessner
Stv. Leiterin der Forschungsplattform Active Ageing
Universität Wien
1150 Wien, Auf der Schmelz 6
T+43-1-4277-287 72
barbara.wessner@univie.ac.at

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