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21. April 2017 Darmflora beeinflusst das Altern

Er verliert seine Pigmente, baut motorisch und mental ab, bekommt Krebs – der Türkise Killifisch kämpft mit ähnlichen Alterserscheinungen wie viele andere Lebewesen. Forscher vom Max-Planck-Institut für Altersforschung in Köln haben an den Fischen den Einfluss der Darmflora auf das Altern und die Lebensspanne untersucht. Ihren Ergebnissen zufolge bleiben alte Tiere länger aktiv und leben länger, wenn sie die Darmbakterien junger Artgenossen erhalten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die die Mikroorganismen im Darm das Altern eines Organismus beeinflussen.
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Der Türkise Killifisch (Nothobranchius furzeri) ist erst wenige Monate alt, wenn der körperliche Verfall einsetzt. Der aus Afrika stammende Fisch durchläuft alle Entwicklungsschritte vom Schlüpfen bis zum Sterben im Eiltempo und stellt so den idealen Modellorganismus für die Altersforschung dar. In seiner Kurzlebigkeit ist er vergleichbar mit dem Fadenwurm C.elegans und der Fruchtfliege Drosophila, an denen Forscher ebenfalls das Altern studieren. Im Gegensatz zu diesen ist der Killifisch als Wirbeltier aber näher mit dem Menschen verwandt als Insekten und Würmer. So können Wissenschaftler mit ihm in kurzer Zeit Erkenntnisse gewinnen, für die sie mit anderen Wirbeltieren Jahre benötigen würden.
 
Abb. 1: Ein fünf Wochen alter Türkiser Killifisch erstrahlt in herrlichen Farben (oben). Im Alter von zwölf Wochen sind diese jedoch schon stark verblasst (unten) (© D. R. Valenzano).
Abb. 1: Ein fünf Wochen alter Türkiser Killifisch erstrahlt in herrlichen Farben (oben). Im Alter von zwölf Wochen sind diese jedoch schon stark verblasst (unten) (© D. R. Valenzano).


Die Darmflora des Türkisen Killifischs ähnelt in ihrer Artenvielfalt und Zusammensetzung der des Menschen. Die Mikroorganismen beeinflussen im Darm unter anderem die Aufnahme von Nahrung, den Stoffwechsel und die Immunabwehr. Mit dem Alter verändert sich ähnlich wie beim Menschen die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft: Während in der Jungend viele verschiedene Bakterienarten für einen gesunden Darm sorgen, nimmt diese Diversität im Alter nicht nur ab, unter den vorhandenen Bakterien befindet sich auch ein größerer Anteil an Krankheitserregern.

Wissenschaftler um Dario Valenzano vom Kölner Max-Planck-Institut haben für ihre Studie die Darmbakterien von etwas über neun Wochen alten Killifischen mit einem Antibiotikum abgetötet und diese mittelalten Tiere dann in einem Becken den Hinterlassenschaften jüngerer, 6 Wochen alter Artgenossen ausgesetzt. Wenn die Tiere umherschwimmende Partikel „kosten“, nehmen sie zwangsläufig auch die Darmbakterien aus im Wasser schwimmenden Kotresten auf. Auf diese Weise werden die Bakterien der jungen Fische erfolgreich in den Darm der älteren “transplantiert” und siedeln sich dort an. Die älteren Fische mit der jungen Darmflora leben nicht nur rund 40 Prozent länger als Fische, die nur ihrer eigenen Darmflora oder der gleichaltriger Tiere ausgesetzt waren. Sie sind auch im für die Killifische greisen Alter von 16 Wochen noch so agil wie junge Fische. Umgekehrt scheinen die Mikroben aus dem Darm älterer Fische keinen Einfluss auf die Lebenserwartung jüngerer Tiere zu haben.

Wie genau die Mikroben die Lebensdauer beeinflussen, ist noch unklar. „Möglicherweise kann ein alterndes Immunsystem die Mikroorganismen im Darm schlechter beschützen, so dass mit der Zeit Krankheitserreger überhand nehmen. Die Darmflora aus einem jungen Organismus könnte dies verhindern, indem sie das Immunsystem unterstützt und Entzündungen blockiert. Dies würde zu einer längeren Lebenserwartung und besserer Gesundheit führen“, sagt Valenzano.

Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Literatur:

Patrick Smith, David Willemsen, Miriam Popkes
Regulation of life span by the gut microbiota in the short-lived African Turquoise Killifisch
bioRxiv Preprint, 27. März 2017
http://biorxiv.org/content/biorxiv/early/2017/04/06/120980.full.pdf


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