Epigenetik und Nutrigenomics: Genregulation durch Pflanzeninhaltsstoffe

Das biologische Altern ist kein passiver Verfall, sondern ein aktiver, molekular gesteuerter Prozess. Im Jahr 2023 erweiterten López-Otín und Kollegen ihr wegweisendes Modell auf zwölf sogenannte Hallmarks of Aging (dt.: Kennzeichen oder Merkmale des Alterns) – zwölf zentrale Mechanismen, die den Alterungsprozess auf zellulärer Ebene vorantreiben (López-Otín et al., 2023). Das Modell unterscheidet drei Kategorien: primäre Hallmarks wie genomische Instabilität und Telomerattrition, antagonistische Hallmarks wie mitochondriale Dysfunktion und zelluläre Seneszenz sowie integrative Hallmarks wie chronische Inflammation und Stammzellerschöpfung. Entscheidend ist, dass diese Hallmarks keine isolierten Phänomene sind. Sie verstärken sich wechselseitig und bilden ein Netzwerk, das den Organismus schrittweise in einen Zustand erhöhter Krankheitsanfälligkeit überführt.

Vor diesem Hintergrund gewinnen Maßnahmen an Bedeutung, die mehrere dieser Hallmarks gleichzeitig adressieren. Das intermittierende Hypoxie-Hyperoxie-Training (IHHT) ist eine solche Intervention. Beim IHHT atmen Patienten im kontrollierten Wechsel sauerstoffreduzierte Luft (FiO₂ 9–18 %) und sauerstoffangereicherte Luft (FiO₂ 30 %) über eine Maske. Dieser intermittierende Reiz aktiviert über den Masterregulator HIF-1α eine Signalkaskade, die in Mitochondrien, Telomere, Immunsystem und Nervensystem hineinwirkt.

Wir haben die molekularen Grundlagen des IHHT in der mitochondrialen Medizin bereits umfassend dargestellt (2024). Der vorliegende Artikel ergänzt diese Arbeit um eine spezifische Perspektive: die Effekte des IHHT auf messbare Biomarker des Alterns. Dabei ist eine zentrale Abgrenzung entscheidend. Intermittierende Hypoxie ist nicht gleich intermittierende Hypoxie. Während kontrolliertes IHHT protektive Mechanismen aktivieren kann, führt die pathologische intermittierende Hypoxie bei obstruktiver Schlafapnoe (OSA) zu Telomerverkürzung, chronischer Inflammation und metabolischem Syndrom (Tessema et al., 2022). Die Dosis entscheidet über Schutz oder Schaden. Hieraus ergibt sich die Leitfrage dieses Beitrags: Welche molekularen Biomarker des Alterns lassen sich durch IHHT nachweisbar beeinflussen – und über welche Mechanismen geschieht dies?

Lithium ist vor allem als Arzneistoff zur Behandlung bipolarer Störungen bekannt. In deutlich niedrigeren Dosierungen könnte das Spurenelement jedoch Wirkungen entfalten, die weit über die Psychiatrie hinausreichen. Eine Übersichtsarbeit (2023) fasst Hinweise auf mögliche Effekte auf Herz und Gefäße, Knochen und Muskulatur, Stoffwechsel, Gehirn sowie altersbedingte Entzündungsprozesse zusammen. Noch stammt ein großer Teil der Evidenz aus Tiermodellen und Beobachtungsstudien. Dennoch eröffnet sich ein Forschungsfeld, das Lithium als potenziellen Modulator zellulärer Resilienz im Alter neu bewertet.

Glaskörpertrübungen, häufig als „Mouches volantes“ oder Floater bezeichnet, gehören zu den häufigen ophthalmologischen Beschwerden. Betroffene nehmen bewegliche Punkte, Fäden, Ringe oder wolkenartige Schatten wahr, die besonders vor hellen, kontrastarmen Flächen auffallen. Viele Patienten gewöhnen sich im Verlauf an die Symptome. Bei ausgeprägten Trübungen können jedoch Lesen, Bildschirmarbeit, Autofahren und andere visuell anspruchsvolle Tätigkeiten deutlich beeinträchtigt sein.

Die klinische Studie von Ma et al. (2022) untersuchte, ob eine oral eingenommene Kombination proteolytischer Fruchtenzyme aus Bromelain, Papain und Ficin Glaskörpertrübungen reduzieren kann. Neben degenerativ entstandenen Trübungen wurden auch Floater nach Glaskörperblutung betrachtet.

Die Bewegungstherapie gehört zu den zentralen Bausteinen der Osteoporosebehandlung. In der Praxis bleibt das Belastungsniveau jedoch häufig vorsichtig: Aus Sorge vor Frakturen werden postmenopausalen Frauen mit verminderter Knochenmasse oft vor allem moderate Kräftigungsübungen, Gleichgewichtstraining und Alltagsaktivität empfohlen. Für den Knochen ist ein solcher Reiz möglicherweise zu gering, um eine relevante Anpassung auszulösen.
Die randomisierte LIFTMOR-Studie (2017) untersuchte deshalb, ob ein kurzes, hochintensives und eng überwachtes Kraft- und Stoßtraining die Knochendichte und die körperliche Funktion in sicherer Weise verbessern kann.

Alzheimer- und Parkinson-Erkrankungen entstehen nicht durch einen einzelnen Mechanismus. Oxidativer Stress, Neuroinflammation, mitochondriale Dysfunktion, vaskuläre Schäden, Störungen der Darm-Hirn-Achse und die Ablagerung fehlgefalteter Proteine greifen vielmehr ineinander. Genau an dieser Komplexität könnte die mediterrane Ernährung ansetzen. Eine aktuelle Übersichtsarbeit von Fekete et al. (2025) fasst zusammen, wie das Ernährungsmuster und seine polyphenolreichen Bestandteile kognitive Alterungsprozesse und neurodegenerative Erkrankungen beeinflussen könnten.

Die mediterrane Ernährung zeichnet sich durch einen hohen Anteil an Gemüse, Obst, Hülsenfrüchten, Vollkornprodukten, Nüssen und nativem Olivenöl extra aus. Hinzu kommen regelmäßig Fisch, moderate Mengen an Milchprodukten und Geflügel sowie ein geringer Konsum von rotem und verarbeitetem Fleisch. Die Autoren der Übersichtsarbeit untersuchten neben dem gesamten Ernährungsmuster insbesondere Resveratrol aus Trauben und Beeren sowie Oleuropein und weitere phenolische Verbindungen aus Oliven und Olivenöl.

Altern ist der wichtigste Risikofaktor für zahlreiche chronische Erkrankungen. Mit zunehmendem Lebensalter nehmen unter anderem die Leistungsfähigkeit der Mitochondrien, die zelluläre Reparatur, die Immunfunktion und die Fähigkeit zur Beseitigung beschädigter Zellbestandteile ab. Ein körpereigener Stoff rückt deshalb zunehmend in den Fokus der Altersforschung: Spermidin. Das natürliche Polyamin kommt in praktisch allen Zellen und Geweben vor und ist an Zellwachstum, Genregulation, Proteinsynthese und Geweberegeneration beteiligt.

Eine Übersichtsarbeit von Ni und Liu (2021) fasst zusammen, über welche molekularen Mechanismen Spermidin Alterungsprozesse beeinflussen könnte und welche Bedeutung sich daraus für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, neurodegenerative und metabolische Erkrankungen sowie muskuloskelettale und immunologische Störungen ergibt. Die zentrale Botschaft lautet: Spermidin wirkt nicht über einen einzelnen Signalweg. Es greift vielmehr an mehreren Grundmechanismen des Alterns an – allen voran an der Autophagie.