Einige Menschen kommen körperlich fit und geistig rege ins Alter. Andere fühlen sich viel früher als erwartet gebrechlich oder vergesslich. „Die Art und Weise, wie wir altern, hat wenig damit zu tun, wie oft wir schon um die Sonne gedreht sind“, sagt Ahmad Hariri, Professor für Psychologie und Neurowissenschaften an der Duke University.
Nun haben Wissenschaftler der Duke University, der Harvard University und der University of Otago in Neuseeland ein frei verfügbares Tool entwickelt, mit dem sich anhand einer Momentaufnahme des Gehirns feststellen lässt, wie schnell jemand altert, solange er noch relativ gesund ist. Anhand einer einzigen MRT-Untersuchung des Gehirns kann das Tool das Risiko für chronische Krankheiten einschätzen, die typischerweise erst Jahrzehnte später auftreten. Diese Informationen könnten dazu beitragen, Menschen zu einer gesünderen Lebensweise und Ernährung zu motivieren. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Aging veröffentlicht.
Das richtige Maß für die Geschwindigkeit des Alterungsprozesses finden
Bei älteren Menschen kann das Tool Jahre vor dem Auftreten von Symptomen vorhersagen, ob jemand an Demenz oder anderen altersbedingten Krankheiten erkranken wird, wenn die Chancen noch besser stehen, den Krankheitsverlauf zu verlangsamen.
Die Suche nach Möglichkeiten, den altersbedingten Verfall zu verlangsamen, ist der Schlüssel zu einem gesünderen und längeren Leben. Aber zuerst „müssen wir herausfinden, wie wir das Altern genau überwachen können“, so Hariri. Es wurden mehrere Algorithmen entwickelt, um zu messen, wie gut eine Person altert. Die meisten dieser „Altersuhren“ basieren jedoch auf Daten, die von Menschen unterschiedlichen Alters zu einem bestimmten Zeitpunkt erhoben wurden, anstatt dieselben Personen im Laufe ihres Alterns zu beobachten, so Hariri. „Was wie eine schnellere Alterung aussieht, kann einfach auf unterschiedliche Belastungen zurückzuführen sein“, beispielsweise durch bleihaltiges Benzin oder Zigarettenrauch, die für eine bestimmte Generation typisch sind, erklärte Hariri.
Die Herausforderung bestehe darin, ein Maß für die Geschwindigkeit des Prozesses zu finden, das nicht durch Umweltfaktoren oder historische Faktoren verfälscht wird, die nichts mit dem Altern zu tun haben. Zu diesem Zweck griffen die Forscher auf Daten von 1.037 Personen zurück, die seit ihrer Geburt im Rahmen der Dunedin-Studie untersucht wurden, benannt nach der neuseeländischen Stadt, in der sie zwischen 1972 und 1973 geboren wurden. Alle paar Jahre untersuchten die Forscher der Dunedin-Studie Veränderungen des Blutdrucks, des Body-Mass-Index, des Glukose- und Cholesterinspiegels, der Lungen- und Nierenfunktion und anderer Werte der Teilnehmer – sogar Zahnfleischrückgang und Karies. Sie verwendeten das Gesamtmuster der Veränderungen dieser Gesundheitsmarker über einen Zeitraum von fast 20 Jahren, um einen Wert für die Alterungsgeschwindigkeit jeder Person zu ermitteln.
Schnelleres Altern und höheres Demenz-Risiko
Das neue Tool namens DunedinPACNI wurde darauf trainiert, diesen Alterungswert ausschließlich anhand der Informationen aus einer einzigen MRT-Untersuchung des Gehirns zu schätzen, die bei 860 Teilnehmern der Dunedin-Studie im Alter von 45 Jahren durchgeführt wurde. Anschließend analysierten die Forscher damit Gehirnscans aus anderen Datensätzen von Menschen aus Großbritannien, den USA, Kanada und Lateinamerika.
Über alle Datensätze hinweg stellten sie fest, dass Menschen, die nach diesem Maßstab schneller alterten, schlechtere Ergebnisse bei kognitiven Tests erzielten und eine schnellere Schrumpfung des Hippocampus aufwiesen, einer für das Gedächtnis wichtigen Hirnregion. Noch ernüchternder war, dass sie auch mit höherer Wahrscheinlichkeit in späteren Jahren einen kognitiven Rückgang erlitten. In einer Analyse untersuchten die Forscher Gehirnscans von 624 Personen im Alter von 52 bis 89 Jahren aus einer nordamerikanischen Studie zum Alzheimer-Risiko. Diejenigen, die bei Studienbeginn als am schnellsten alternd eingestuft wurden, hatten in den folgenden Jahren ein um 60 % höheres Risiko, an Demenz zu erkranken. Sie zeigten auch früher Gedächtnis- und Denkprobleme als diejenigen, die langsamer alterten.
Korrelationen zwischen Alterungsgeschwindigkeit und chronischen Gesundheitsproblemen
Die Forscher fanden auch heraus, dass Menschen, deren DunedinPACNI-Werte auf eine schnellere Alterung hindeuteten, mit größerer Wahrscheinlichkeit unter einer allgemeinen Verschlechterung ihrer Gesundheit litten, nicht nur unter einer Verschlechterung ihrer Gehirnfunktion. Menschen mit höheren Alterungswerten waren gebrechlicher und litten häufiger unter altersbedingten Gesundheitsproblemen wie Herzinfarkten, Lungenerkrankungen oder Schlaganfällen. Die am schnellsten alternden Menschen hatten im Vergleich zu Menschen mit durchschnittlicher Alterungsrate eine um 18 % höhere Wahrscheinlichkeit, innerhalb der nächsten Jahre eine chronischen Krankheit zu entwickeln.
Noch alarmierender ist, dass sie laut den Forschern auch eine um 40 % höhere Wahrscheinlichkeit hatten, innerhalb dieses Zeitraums zu sterben als Menschen, die langsamer alterten. Die Korrelationen zwischen Alterungsgeschwindigkeit und Demenz waren in anderen demografischen und sozioökonomischen Gruppen genauso stark wie in denen, auf denen das Modell trainiert wurde, darunter eine Stichprobe von Menschen aus Lateinamerika sowie Teilnehmer aus dem Vereinigten Königreich mit niedrigem Einkommen oder nicht-weißer Hautfarbe.
Menschen, die möglicherweise an Alzheimer erkranken, früher identifizieren
Die Arbeit ist wichtig, weil Menschen weltweit immer länger leben. In den kommenden Jahrzehnten wird sich die Zahl der über 65-Jährigen voraussichtlich verdoppeln und bis 2050 fast ein Viertel der Weltbevölkerung ausmachen. Die wirtschaftliche Belastung durch Demenz ist bereits jetzt enorm. Untersuchungen zufolge werden beispielsweise die weltweiten Kosten für die Alzheimer-Pflege von 1,33 Billionen US-Dollar im Jahr 2020 auf 9,12 Billionen US-Dollar im Jahr 2050 steigen – vergleichbar oder sogar höher als die Kosten für Krankheiten wie Lungenerkrankungen oder Diabetes, von denen mehr Menschen betroffen sind. Wirksame Behandlungsmethoden für Alzheimer sind bislang schwer zu finden. Die meisten zugelassenen Medikamente können zwar die Symptome lindern, aber die Krankheit nicht aufhalten oder rückgängig machen.
Eine mögliche Erklärung dafür, warum Medikamente bisher nicht gewirkt haben, ist, dass sie zu spät eingesetzt wurden, wenn die Alzheimer-Proteine, die sich in und um die Nervenzellen ansammeln, bereits zu viel Schaden angerichtet haben. In Zukunft könnte das neue Instrument jedoch ermöglichen, Menschen, die möglicherweise an Alzheimer erkranken, früher zu identifizieren und Maßnahmen zu ihrer Behandlung zu evaluieren – bevor die Hirnschäden zu groß werden und ohne jahrzehntelang auf Nachuntersuchungen warten zu müssen.
Neues Instrument wichtig für die Prognose und Vorhersage von Krankheitsrisiken
Neben der Vorhersage unseres Demenzrisikos im Laufe der Zeit wird die neue Uhr Wissenschaftlern auch dabei helfen, besser zu verstehen, warum Menschen mit bestimmten Risikofaktoren, wie Schlafstörungen oder psychischen Erkrankungen, unterschiedlich altern, so der Erstautor Ethan Whitman, der bei Hariri und den Mitautoren der Studie, Terrie Moffitt und Avshalom Caspi, ebenfalls Professoren für Psychologie und Neurowissenschaften an der Duke University, auf einen Doktortitel in klinischer Psychologie hinarbeitet.
Es seien weitere Forschungen erforderlich, um DunedinPACNI von einem Forschungsinstrument zu etwas weiterzuentwickeln, das praktische Anwendungen im Gesundheitswesen finden. In der Zwischenzeit hofft das Team jedoch, dass das Instrument Forschern mit Zugang zu MRT-Daten des Gehirns dabei helfen wird, die Alterungsrate auf eine Weise zu messen, die mit Alterungsuhren auf Basis anderer Biomarker, wie beispielsweise Bluttests, nicht möglich ist. „Wir hoffen, dass es sich zu einem wichtigen neuen Instrument für die Prognose und Vorhersage von Krankheitsrisiken, insbesondere von Alzheimer und verwandten Demenzerkrankungen, entwickeln wird und vielleicht auch einen besseren Einblick in den Krankheitsverlauf ermöglicht“, so Hariri.