Modulation der Alternsprozesse der Ratte

Der ältere Anteil der Bevölkerung weist eine Zunahme an Größe und Lebensalter auf, wodurch das Überwiegen chronischer, degenerativer Erkrankungen auftritt. Die lebenslange Erhaltung der körperlichen Fitness und das Vermeiden von Übergewicht sind von Bedeutung für die Vermeidung einer Anzahl von altersbedingten Erkrankungen. Ein aktiver Lebensstil erhöht die Lebenserwartung. Studien an Tieren bestätigen diese Ergebnisse an der Bevölkerung. Die Mechanismen, die für den positiven Effekt der körperlichen Betätigung und der Vermeidung von Übergewicht verantwortlich sind, sind jedoch weitgehend unbekannt. Dieses Projekt strebt ausgehend von vorhergehenden Studien eine Analyse der Effekte lebenslanger körperlicher Übung und Nahrungsrestriktion auf den physiologischen Alternsprozess der männlichen Ratte im Altersbereich von 5 bis 23 Monaten an. Da Ratten mit freiem Zugang zu Futter fettleibig werden, dient die Futterrestriktion als Modell für die Vermeidung von Übergewicht. In der vorhergehenden Studie stellten wir fest, dass körperliche Betätigung für bestimmte Gehirnnervenzellen protektive Wirkung hat und dass das Ausmaß der spontanen motorischen Aktivität in einem Open Field auf höherem Niveau bleibt. Letzteres wurde auch durch Futterrestriktion positiv beeinflusst. Die Festigkeit des Knochens wurde gleichfalls positiv beeinflusst. Ferner zeigte eine Pilotstudie, bei der Material von diesen Tieren verwendet wurde, dass ein Parameter für die Knochenbildung bei Tieren, die Laufräder benützten, nicht abnahm. Aus diesem Grund wird der Knochenmetabolismus eingehender untersucht werden, indem Parameter der Knochenformation und -resorption als auch Kenngrößen bestimmter Knochenzellen erhoben werden. Auch Zellprodukte, die für den Knochenmetabolismus wichtig sind, werden analysiert werden. Schließlich wird auch die bone mineral density gemessen werden. In der vorhergehenden Studie zeigten sich markante Unterschiede zwischen den Gruppen: Die Tiere mit körperlicher Betätigung überlebten am längsten, die untätigen, übergewichtigen Tiere am kürzesten. Die Studie immunologischer Parameter wird erweitert werden (die Tiere mit körperlicher Betätigung wiesen bisher die besten Werte auf). Weiters wird das vegetative Nervensystem und oxidativer Stress untersucht werden. Die Resultate könnten den Weg für neue Konzepte in der pharmakologischen Prävention altersbedingter Erkrankungen ebnen.

Körperliche Inaktivität und Übergewicht zählen zu den Verursachern von bedeutenden gesundheitlichen Problemen. Epidemiologische Studien zeigten auf, dass physische Aktivität auf verschiedene altersbedingte Krankheiten und auf die Lebenserwartung sich positiv auswirken. Übergewicht verursacht bei der älteren westlichen Bevölkerung ernste Gesundheitsprobleme. Um einige der diesen Wirkungen zu grundeliegenden Mechanismen zu studieren, verwendeten wir dasselbe Tiermodell wie in unseren vorherigen Projekten P12474- MED und P13801-MED. Unterschiedliche Rattengruppen wurden im Alter von 5 bis 23 Monaten untersucht. Eine Gruppe hatte die Möglichkeit sich freiwillig in einem Laufrad zu bewegen, eine andere musste täglich am Laufband trainieren, weitere Gruppen bekamen eine restriktive, beziehungsweise ad libitum Fütterung, die zu Übergewicht führt. Die Verhaltensanalyse der kognitiven Fähigkeiten (Lernen und Gedächtnis) wurde unter standardisierten Bedingungen mit dem multiplem T-maze und dem Morris water-maze durchgeführt. Die kognitiven Fähigkeiten verschlechterten sich mit dem Alter. Eine positive Wirkung zeigte sich nicht durch physisches Training, jedoch bei Training mit derselben Methode im jüngeren Alter. Osteoporose ist eine bei älteren Männern häufig auftretende, schwerwiegende Erkrankung. Die Ergebnisse des Projekts über ein Tiermodell der Osteoporose bei älteren Männern zeigen, dass der altersbedingte Knochendichteverlust aus einem exzessiven Knochenabbau und dem gleichzeitigem Rückgang der Knochenformation resultiert. Diese Ergebnisse könnten zu neuen pharmazeutischen Therapiestrategien für die Behandlung der Osteoporose bei älteren Männern führen. Die vorliegende Studie ergab Zeichen für erhöhten oxidativen Stress und verminderte Immunfunktionen in gealterten Versuchstieren. Die Daten korrelierten nicht mit Veränderungen der peripheren Katecholamine. Weiters wurde eine Verminderung der Kapazität zur Selbsterneuerung von hämopoietischen Stammzellen (HSZ) des Knochenmarks gefunden, wobei dieser Effekt in Tieren, die freiwillig im Laufrad trainierten, schwächer ausgeprägt erschien. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass die Reduktion in der Qualität von HSZ zum altersassoziierten Immundefekt beitragen und dass körperliches Training diesbezüglich präventiv wirken könnte. Diese Ergebnisse zeigen weitere Perspektiven zur Entwicklung von Interventionen gegen altersbedingte Krankheiten.