Ernährung

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Was ist besser im Alter – viel oder wenig Protein?

Während Fachgesellschaften älteren Menschen aufgrund der Sorge vor Sarkopenie zunehmend eine höhere Proteinzufuhr empfehlen, mehren sich experimentelle und epidemiologische Daten, die genau diese Strategie infrage stellen.

Die Doktorandin Bailey A. Knopf und Professor Dr. Dudley W. Lamming vom Department of Medicine der University of Wisconsin-Madison, USA, diskutieren in einer Publikation im Fachblatt »Cell Press Blue« auf Basis des aktuellen Wissensstands zum Thema »Proteinrestriktion«. Es geht um ein systematisches Konzept der »Hallmarks of Protein Restriction« in Analogie zu den »Hallmarks of Aging«, den Merkmalen des Alterns. Dabei kommen die Wissenschaftler zu dem überraschenden Schluss, dass eine proteinärmere Ernährung – und nicht eine proteinreiche Ernährung – Alterungsprozesse positiv beeinflusst.

Tierexperimentelle Studien zeigen seit Jahren, dass proteinarme, kohlenhydratreichere Ernährungsformen Stoffwechselgesundheit, Gesundheitsspanne und Lebensdauer verbessern können. Parallel dazu legen Beobachtungsstudien beim Menschen Zusammenhänge zwischen hoher Proteinzufuhr und einem erhöhten Risiko für Diabetes, kardiovaskuläre Erkrankungen, Krebs sowie einer erhöhten Gesamtmortalität nahe.

Gleichzeitig existieren randomisierte Studien, in denen bereits wenige Wochen einer moderaten Proteinrestriktion Körperfett, Insulinsensitivität und metabolische Parameter verbessern konnten, teilweise sogar trotz unveränderter oder erhöhter Kalorienaufnahme.

Der besondere Wert der neuen Publikation liegt darin, dass die Autoren die molekularen Wirkmechanismen dieser Effekte in sechs miteinander verknüpfte Hallmarks einordnen.

An erster Stelle steht die Verbesserung der metabolischen Gesundheit. Proteinrestriktion senkt die Fettmasse, erhöht den Energieverbrauch und verbessert die Glucosehomöostase. Als Schlüsselmolekül identifizieren die Autoren den Hormonfaktor FGF21, der als endokrines Signal einer niedrigen Proteinzufuhr fungiert. FGF21 steigert den Energieverbrauch, fördert die Thermogenese im Fettgewebe, verbessert den Fettstoffwechsel und scheint für viele gesundheitsfördernde Effekte der Proteinrestriktion unverzichtbar zu sein. Mäuse ohne FGF21 profitieren nicht von einer proteinarmen Ernährung, während eine Überexpression des Hormons die Lebensdauer verlängert.

Das zweite übergeordnete Merkmal betrifft die Regulation zentraler Nährstoffsensoren. Protein- und Aminosäuremangel aktivieren GCN2 (General Control Nonderepressible 2), eine evolutionär konservierte Komponente der integrierten Stressreaktion (ISR), und hemmen gleichzeitig den mTORC1 (mammalian Target of Rapamycin Complex 1)-Signalweg, zwei Mechanismen, die als Kernprozesse der Geroprotektion gelten. Die Folge ist eine verstärkte Autophagie, also die zelluläre Selbstreinigung, bei gleichzeitiger Reduktion der Proteinsynthese. Da eine chronische mTOR-Aktivierung als Kennzeichen des Alterns gilt, liefert die Proteinrestriktion einen natürlichen Weg, diesen Signalweg zu modulieren.

Ein dritter Schwerpunkt liegt auf der zellulären Seneszenz. Proteinreiche Ernährung fördert nach den vorliegenden Daten die Akkumulation seneszenter Zellen in Leber, Fettgewebe und Niere, während Proteinrestriktion diesen Prozess reduziert. Gleichzeitig sinkt die inflammatorische SASP (Senescence-Associated Secretory Phenotype)-Aktivität, wodurch chronische Entzündungsprozesse abgeschwächt werden könnten. Auch hier scheint FGF21 eine zentrale Vermittlerrolle einzunehmen.

Als vierten Hallmark diskutieren die Autoren die mitochondriale Funktion. Die Datenlage ist hier zwar heterogener als bei den Stoffwechseleffekten. Insgesamt sprechen jedoch zahlreiche Tierstudien dafür, dass Proteinrestriktion oxidativen Stress reduziert, die mitochondriale Leistungsfähigkeit verbessert und dadurch altersbedingte Funktionsverluste verlangsamen könnte. Gleichzeitig weisen die Autoren ausdrücklich darauf hin, dass hier erhebliche Wissenslücken bestehen und nicht alle Studien zu konsistenten Ergebnissen gelangen.

Besonders spannend sind die Ausführungen zu epigenetischen Veränderungen. Protein- und Aminosäureverfügbarkeit beeinflussen Histonmodifikationen und DNA-Methylierung und könnten damit langfristig Genexpressionsprogramme steuern. Vor allem Methionin spielt hier als Vorläufer des universellen Methylgruppen-Donors S-Adenosylmethionin eine Schlüsselrolle. Die Autoren sehen hierin einen möglichen Mechanismus, über den Ernährung Alterungsprozesse dauerhaft programmieren könnte.

Der sechste Hallmark fasst schließlich die funktionellen Konsequenzen zusammen: Proteinrestriktion verlängert in zahlreichen Tiermodellen nicht nur die Lebensspanne, sondern reduziert auch Gebrechlichkeit und verbessert die Healthspan, also die gesunde Lebenszeit.

Gerade dieser Punkt steht allerdings im Spannungsfeld zur klinischen Realität. Zwar existieren Beobachtungsstudien, die eine höhere Proteinzufuhr mit geringerer Gebrechlichkeit verbinden. Ein Beispiel ist eine erst jüngst von der Pharmazeutischen Zeitung aufgegriffene Studie zur Bedeutung einer ausreichenden Proteinzufuhr bei Osteoporose-Patienten.

Andere Untersuchungen zeigen jedoch gegenteilige Ergebnisse oder weisen darauf hin, dass pflanzliches Protein günstiger sein könnte als tierisches. Nach Ansicht der Autoren könnte regelmäßiges Krafttraining einen Teil des Muskelverlustes unter proteinärmerer Ernährung kompensieren und damit beide Ziele, metabolische Gesundheit und Muskelerhalt, miteinander vereinbaren.

Besonderes Gewicht legt die Übersichtsarbeit auf die Frage, welche Aminosäuren tatsächlich für die beobachteten Effekte verantwortlich sind. Immer deutlicher zeichnet sich ab, dass nicht die Gesamtproteinmenge allein entscheidend ist, sondern die Aminosäurezusammensetzung der Nahrung.

Die stärkste Evidenz sehen die Autoren für Methionin sowie die verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAA), insbesondere Isoleucin und Valin. Deren Restriktion reproduziert in Tierexperimenten zahlreiche Effekte der allgemeinen Proteinrestriktion – von einer verbesserten Stoffwechselgesundheit über geringere Gebrechlichkeit bis hin zu einer verlängerten Lebensdauer.

Vor allem Isoleucin entwickelt sich dabei zu einem besonders interessanten Zielmolekül, da seine Restriktion metabolische und epigenetische Alterungsprozesse in mehreren Tiermodellen günstig beeinflusst. Für Leucin fällt das Urteil deutlich zurückhaltender aus. Obwohl Leucin die Muskelproteinsynthese stimuliert, sprechen die verfügbaren Daten nicht dafür, dass es wesentlich zu den lebensverlängernden Effekten einer Proteinrestriktion beiträgt.

Überraschend differenziert fällt die Bewertung der nicht essenziellen Aminosäuren aus. Während deren Restriktion bislang kaum konsistente Vorteile zeigt, existieren Hinweise darauf, dass einzelne Aminosäuren wie Glycin, Serin oder Prolin durch Supplementierung sogar gesundes Altern fördern könnten.

Glycin sticht dabei besonders hervor: In mehreren Tierstudien verlängerte eine Supplementierung die Lebensspanne und verbesserte metabolische Parameter, möglicherweise über eine gesteigerte GLP-1-Freisetzung und antioxidative Mechanismen. Diese Ergebnisse unterstreichen die wachsende Erkenntnis, dass jede Aminosäure eigene physiologische Funktionen besitzt und sich einfache Aussagen über Proteine zunehmend als zu grob erweisen.

Trotz der überzeugenden präklinischen Evidenz mahnen die Autoren zur Zurückhaltung. Die meisten Daten stammen aus Hefen, Fadenwürmern, Fliegen oder Mäusen. Für den Menschen existieren bislang überwiegend kurzfristige Interventionsstudien sowie epidemiologische Beobachtungen.

Unklar bleibt insbesondere, welche Proteinmenge und welche Aminosäurezusammensetzung für unterschiedliche Bevölkerungsgruppen optimal sind. Ältere Menschen mit Mangelernährung, Schwangere, Kinder oder Leistungssportler könnten andere Anforderungen haben als metabolisch belastete Erwachsene.

Die Zukunft sehen die Autoren daher nicht in pauschalen Ernährungsempfehlungen, sondern in einer individualisierten Aminosäureernährung, die Stoffwechselstatus, Alter, körperliche Aktivität und Erkrankungsrisiken berücksichtigt.

Dennoch markiert die Übersichtsarbeit einen Paradigmenwechsel in der Ernährungsgerontologie. Statt ausschließlich über die Menge des aufgenommenen Proteins zu diskutieren, rückt zunehmend dessen qualitative Zusammensetzung in den Mittelpunkt. Ob sich daraus künftig gezielte Ernährungsprogramme oder sogar pharmakologische Strategien ableiten lassen, muss nun in sorgfältig konzipierten klinischen Studien geprüft werden.