Altern: Warum sind Mikronährstoffe so wichtig?

Altern ist ein biologischer Prozess, der entgegen vielfachem Wunschdenken letztlich nicht aufzuhalten ist. Nach dem derzeitigen Wissensstand wird das Altern von mehreren Faktoren bestimmt. Eine zentrale Rolle spielen oxidative Schäden der DNA und von Proteinen und Lipiden, besonders auch Schäden an den Mitochondrien. Eine Anhäufung solcher Schäden findet sich besonders in postmitotischen Geweben wie Nerven- und Muskelzellen. Bei sich teilenden Geweben kommt es im Laufe des Lebens zu einer Verkürzung der Chromosomenenden (Telomere), was dann zur Instabilität des Genoms und zu einer schnelleren Zellalterung führen kann. Ein wichtiger Faktor gegen den Alterungsprozess ist vor allem die zelluläre Abwehr gegen ROS/RNS. Beim Älterwerden ist eine optimale Versorgung mit Mikronährstoffen von größter Relevanz, weil Mikronährstoffmängel körperliche Abbauprozesse beschleunigen können bzw. durch eine gezielte Supplementierung von Mikronährstoffen manche "Alterserscheinungen" gemildert werden können. 

Aminosäuren

Generell ist bei älteren Menschen im Vergleich zu jüngeren Personen die Aufnahme von Aminosäuren nach einer Mahlzeit vermindert, was dann auch zu einer Verzögerung der Proteinsynthese in der Muskulatur führen kann.

Die Serum- oder Plasmakonzentrationen von Cystein nehmen mit zunehmendem Alter ab. Diese Abnahme geht auch mit verminderten Konzentrationen von Cysteinderivaten in den Geweben einher.

US-Wissenschaftler aus Houston Texas publizierten 2011 eine Studie, in der sie bei acht älteren und acht jüngeren Versuchspersonen Kennzeichen der Glutathionsynthese untersuchten. Im Vergleich zu jüngeren Personen zeigten ältere Menschen niedrigere Konzentrationen von Cystein, Glutathion und Glycin in den Erythrozyten. Sie konnten auch nachweisen, dass eine Supplementierung der Glutathionvorstufen Cystein und Glycin in vollem Umfang die Glutathionsynthese wieder herstellte und oxidative Schäden verminderte.

In einem Fachartikel von US-Wissenschaftlern, publiziert im Oktober 2015, wurde die Frage diskutiert, warum eine niedrige Proteinzufuhr bei älteren Menschen die Sterblichkeit erhöht. Anhand von Daten von NHANES 3 wurde festgestellt, dass im mittleren Lebensalter eine relativ niedrige Proteinzufuhr das Risiko für die Sterblichkeit verminderte. Bei Personen über 65 stieg die Sterblichkeit bei niedriger Proteinzufuhr aber an. Die Autoren der Studie halten Cystein hierbei für einen Schlüsselfaktor, da eine Supplementierung von N-Acetylcystein bei älteren Menschen zahlreiche günstige Effekte in Bezug auf Muskelstärke, Knochendichte, Immunkompetenz, kognitive Leistungsfähigkeit und Funktionsfähigkeit der Blutgefäße zeigte. Eine größere Cysteinverfügbarkeit im Rahmen einer höheren Proteinaufnahme könnte deshalb zur Verminderung von Gebrechlichkeit und Sterblichkeit bei älteren Menschen ein wichtiger Faktor sein.

Mit zunehmendem Lebensalter treten im Stoffwechsel vermehrt entzündliche Prozesse auf, die durch proinflammatorische Zytokine und Chemokine ausgelöst werden. Außerdem klagen ältere Menschen auch vermehrt über neuropsychiatrische Symptome. Französische Wissenschaftler konnten in einer Studie nachweisen, dass das Lebensalter signifikant mit den Konzentrationen von Immunmarkern und neuropsychiatrischen Symptomen korrelierte. Die erhöhte Entzündungsaktivität war mit verminderten Tryptophankonzentrationen und erhöhten Kynureninspiegeln verbunden. Nachgewiesen wurde auch ein Anstieg von Neopterin und Nitrit sowie von Phenylalanin auf Kosten der Tyrosinkonzentration. Der vermehrte Tryptophanabbau war mit depressiven Symptomen wie Nachlässigkeit, verminderter Motivation, Pessimismus und Anorexie verbunden.

Bereits 1998 haben japanische Wissenschaftler publiziert, dass verminderte Tryptophankonzentrationen im Plasma bei älteren Menschen mit Läsionen der weißen Hirnsubstanz verbunden waren. Bei älteren Frauen bewirkte die Gabe eines tryptophanreichen Proteinhydrolysats einen Anstieg der Plasmakonzentration von Tryptophan und führte zu einer deutlich besseren Befindlichkeit.

Arginin ist die Ausgangssubstanz für die Bildung von Stickstoffmonoxid, das für die Endothelfunktion, Immunkompetenz und Neurotransmission eine wichtige Rolle spielt. Wissenschaftler aus Frankreich untersuchten in einer Studie an acht älteren Männern, wie sich eine Arginin- oder Citrullinsupplementierung auf die Argininbioverfügbarkeit auswirkte. Sie konnten nachweisen, dass sich Citrullin besser zur Anhebung des Argininspiegels eignet als Arginin selber.

Die erhöhte Entzündungsaktivität im Alter hat auch nachteilige Effekte auf den Muskelstoffwechsel. Ältere Menschen leiden häufig unter einem vermehrten Muskelabau (Sarkopenie). Die verzweigtkettigen Aminosäuren Isoleucin, Leucin und Valin spielen eine zentrale Rolle für den Muskelstoffwechsel und für die Muskelproteinsynthese, wobei insbesondere Leucin ein anaboler Signalgeber ist. Im September 2014 wurde eine Metaanalyse über die Effektivität von Leucin für den Erhalt der Muskelmasse bei älteren Menschen publiziert. In die Auswertung wurden neun Studien einbezogen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Muskelproteinsynthese bei den Probanden mit Leucingabe im Vergleich zu Kontrollpersonen ohne Leucingabe signifikant erhöht war. Die Autoren der Metaanalyse kamen zu dem Schluss, dass eine Leucinsupplementierung eine sinnvolle Maßnahme zur Verminderung des altersabhängigen Muskelabbaus sei.

Vitamine allgemein

Ältere Menschen haben den gleichen Vitaminbedarf wie jüngere Menschen. Es wurde aber mehrfach nachgewiesen, dass viele Senioren, insbesondere alleinstehende Männer, eine deutliche Unterversorgung an einzelnen Vitaminen aufweisen. Besonders ausgeprägt ist die Diskrepanz zu den Zufuhrempfehlungen bei Vitamin D und Folsäure; aber auch bei Vitamin B1, B2 und Vitamin C werden die Zufuhrempfehlungen bei einem Teil älterer Menschen nicht erreicht. Nicht zu unterschätzen ist der Einfluss von Medikamenten auf den Mikronährstoffhaushalt. Ältere Menschen nehmen meist mehrere Medikamente ein, die möglicherweise den Metabolismus einzelner Vitamine beträchtlich beeinträchtigen können und zu einem Mehrbedarf an Vitaminen führen, was aber sehr häufig nicht ausreichend beachtet wird.

B-Vitamine

Vitamin B1 spielt eine zentrale Rolle für den Glucosestoffwechsel und ist auch wichtig für die Gehirnfunktion, die häufig bei älteren Menschen abnimmt. Chinesische Wissenschaftler untersuchten, inwieweit Metabolite des Vitamin B1 mit der kognitiven Funktion bei nicht dementen älteren Menschen korrelierte. Sie konnten nachweisen, dass niedrige Konzentrationen von Thiamindiphosphat die kognitive Funktion bei älteren Menschen beeinträchtigte.

Ein Vitamin-B2-Mangel ist aufgrund seiner Fähigkeit, das Gewebe vor oxidativen Schäden zu schützen, an der Bildung einer Katarakt beteiligt. Das Enzym Glutathionreduktase ist Vitamin-B2-abhängig und in den Augenlinsen von Kataraktpatienten vermindert. Ein hoher Prozentsatz der Kataraktpatienten wies in Studien einen Vitamin-B2-Mangel auf.

Das Vitamin B2 ist auch von großer Wichtigkeit, um andere Vitamine in ihre biochemisch aktive Form zu verwandeln. Es wird z.B. benötigt, um Folsäure in seine aktive Form 5-Methyl-THF umzuwandeln. Auch die Bildung von Pyridoxalphosphat aus Vitamin B6 ist Vitamin-B2-abhängig, ebenso wie der Metabolismus von Vitamin A. Aus den erwähnten Gründen kann ein Vitamin-B2-Mangel auch Auslöser einer Hyperhomocysteinämie sein.

Bei älteren Menschen wurde häufig ein reduzierter Vitamin-B6-Status beobachtet. Im März 2015 publizierten niederländische Wissenschaftler eine Metaanalyse über die Mikronährstoffaufnahme bei älteren Menschen in Seniorenheimen. 31 Prozent der Männer und 24 Prozent der Frauen zeigten das Risiko einer unzureichenden Vitamin-B6-Aufnahme. Ein schlechter Vitamin-B6-Status steht in enger Beziehung zu einer altersbedingten Immunschwäche. Vitamin B6 wird auch ein präventives Potential bei atherosklerotischen Erkrankungen zugeschrieben.

Besonders kritisch bei Senioren ist die Versorgung mit Vitamin B12, die in erster Linie nicht nur auf eine unzureichende Zufuhr zurückzuführen ist, sondern auf eine unzureichende Verwertung der aufgenommenen Vitamine.

Die Atrophie der Magenschleimhaut bei älteren Menschen beeinträchtigt auch die Bildung von Magensäure, wodurch auch die Aktivität des Intrinsic-Faktors reduziert wird, der essentiell für die Absorption von Vitamin B12 ist.

Selbst eine hohe Aufnahme von Vitamin B12 hat einen Plateaueffekt bezüglich eines Serumanstiegs, da die Absorption mit einer höheren Aufnahme weniger effizient ist. Niedrige Vitamin-B12-Konzentrationen sind mit einem erhöhten Frakturrisiko assoziiert. Außerdem besteht ein Zusammenhang zwischen dem Vitamin-B12-Stauts und kognitiven Funktionen.

Wie bereits erwähnt, ist die Folsäureversorgung bei älteren Menschen häufig sehr schlecht, was aber nicht unbedingt nur mit der Folsäureaufnahme zusammenhängt. Fehlfunktionen des Magen-Darm-Trakts führen zu einer Erhöhung des pH-Werts, der die Folsäureaufnahme verschlechtert. Außerdem führen auch viele Arzneimittel zu einer Beeinträchtigung des Folsäurestatus. Folsäure ist wichtig für den Neurotransmittermetabolismus. Deshalb ist es leicht nachvollziehbar, dass verschiedene Studien einen Zusammenhang zwischen einer unzureichenden Folsäureversorgung und einer Verminderung der mentalen Leistungsfähigkeit sowie der Entwicklung einer Demenz nachweisen konnten. Es zeigte sich auch ein Zusammenhang zwischen atrophischen Veränderungen des Gehirns und der Folsäurekonzentration im Serum. Folsäure ist neben Vitamin B12 und Vitamin B6 für den Homocysteinabbau erforderlich. Ältere Menschen neigen vermehrt zu erhöhten Homocysteinkonzentrationen. Homocystein ist nicht nur ein Risikofaktor für Gefäßerkrankungen, sondern auch für Hirnleistungsstörungen und psychische Befindlichkeitsstörungen. Erhöhte Homocysteinkonzentrationen sind auch mit einer Steigerung des Knochenfrakturrisikos assoziiert.

Vitamine C und E

Vitamin E ist das wichtigste lipophile Antioxidans und spielt deshalb auch eine wichtige Rolle im Alterungsprozess. Wissenschaftler aus Italien publizierten im September 2015 einen Übersichtsartikel über die Bedeutung von Vitamin E für einen "erfolgreichen Alterungsprozess". Der altersassoziierte Stress ist ein fundamentaler pathogenetischer Mechanismus für altersbedingte Knochenverluste. Die verfügbaren Studien haben gezeigt, dass eine hohe Aufnahme und hohe Serumkonzentrationen von Alpha-Tocopherol von zentraler Bedeutung zur Aufrechterhaltung der Knochengesundheit bei älteren Menschen ist.
Epidemiologische Studien ergaben, dass ein besserer Spiegel von Alpha-Tocopherol mit höherer Muskelkraft assoziiert war. Außerdem gibt es viele Hinweise aus Studien, dass niedrige Vitamin-E-Konzentrationen mit dem Risiko für kognitive Störungen bei älteren Menschen assoziiert sind.

Vitamin C ist ein wichtiges wasserlösliches Antioxidans mit vielfältigen Funktionen. Vitamin C hatte in zahlreichen Studien einen protektiven Effekt gegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie gegen die Bildung einer Katarakt. Wissenschaftler aus Großbritannien publizierten im April 2015 eine Metaanalyse bezüglich der Bedeutung von Vitamin C und Vitamin E zur Endothelfunktion. Das Ergebnis der Metaanalyse war: Mit zunehmendem Lebensalter hat eine Vitamin-C-Suppelementierung einen immer größeren Einfluss auf die Endothelfunktion. Sowohl eine Suppelementierung von Vitamin C wie auch von Vitamin E verbesserte die Endothelfunktion. Die Kombination beider Vitamine war aber nicht effektiv.
Vitamin C zeigte auch einen protektiven Effekt gegen Schlaganfälle, die ja mit zunehmendem Lebensalter vermehrt auftreten.

In mehreren Studien zeigte sich ein Zusammenhang zwischen der Vitamin-K-Konzentration und altersassoziierten Symptomen und Erkrankungen. Niedrige Plasmakonzentrationen von Phylloquinon (Vitamin K1) begünstigten in einer Studie das Voranschreiten von Knorpelschäden und Meniskusläsionen bei älteren Männern. Die Aufnahme von Vitamin K mit der Nahrung war in einer Studie mit der Hirnleistungsfähigkeit bei älteren Erwachsenen assoziiert. Wissenschaftler aus Kanada konnten in einer Untersuchung nachweisen, dass Vitamin K insbesondere für die Gedächtnisleistung eine Rolle spielte. US-Wissenschaftler publizierten im November 2015, dass ältere Erwachsene mit einem höheren Vitamin-K-Status im Vergleich zu Personen mit niedrigen Vitamin-K-Konzentrationen einen besseren körperlichen Zustand hatten.

Vitamin D ist ein Steroidhormon mit sehr vielfältigen Funktionen und spielt auch eine wichtige Rolle in der Prävention von altersassoziierten Erkrankungen. Bei Altenheimbewohnern in Mexiko waren niedrige Vitamin-D-Konzentrationen z.B. mit vermehrter Gebrechlichkeit assoziiert. Wissenschaftler aus Korea publizierten, dass die Vitamin-D-Konzentration neben der körperlichen Fitness ein signifikanter Prognosefaktor für die körperliche Leistungsfähigkeit war.

Forscher aus Island, Dänemark und den USA fanden bei älteren Menschen in den nördlichen Breitengraden einen Zusammenhang zwischen dem Vitamin-D-Status und Depressionen.

Wissenschaftler aus Finnland publizierten im November 2015, dass 25-(OH)-D -Konzentrationen unter 20 ng/ ml im Vergleich zu 25-(OH)-D -Konzentrationen über 30 ng/ ml mit Störungen der körperlichen Leistungsfähigkeit assoziiert waren.  Bei älteren Personen war ein höherer BMI und ein höherer Körperfettanteil signifikant mit niedrigeren 25-(OH)-D -Konzentrationen assoziiert. Ein Vitamin-D-Mangel könnte auch einen nachteiligen Effekt auf Gedächtnisleistungen haben.

Spurenelemente

Zink ist ein essentieller Bestandteil zahlreicher Enzyme und von zentraler Bedeutung für die Immunkompetenz. Eine altersabhängige Veränderung der Immunfunktionen ähnelt sehr stark den Symptomen, die durch einen Zinkmangel ausgelöst werden. Es ist auch bekannt, dass ältere Menschen zu einem Zinkmangel neigen. Zumindest in einigen Studien konnte bei älteren Menschen die Immunkompetenz durch eine Zinksupplementierung verbessert werden. 

Ein Eisenmangel ist bei älteren Menschen relativ häufig, z.B. durch Blutverluste oder durch Malabsorption. Häufig wird das Vorhandensein einer Eisenmangelanämie als ausschließliches Kriterium für einen Eisenmangel angesehen. Dies ist aber falsch, da auch dann ein Eisenmangel vorliegen kann, wenn keine Anzeichen einer Anämie vorhanden sind. Eisen ist von zentraler Bedeutung für den Energiestoffwechsel und für die Aktivität der Mitochondrien. Bei der Behandlung der Herzinsuffizienz werden heute mit sehr gutem Erfolg zunehmend Eiseninfusionen eingesetzt, weil es durch die intravenöse Eisentherapie zu einer deutlichen Besserung der Symptomatik kommt. Ein Eisenmangel kann sich auch in Erschöpfung, Müdigkeit, Hirnleistungsstörungen, Depressionsneigung etc. äußern.

Selen ist ein wichtiges antioxidatives Spurenelement. Ein niedriger Selenstatus war in einer schwedischen Studie mit einem relativ hohen Mortalitätsrisiko bei älteren Menschen assoziiert. Eine Selensupplementierung sollte unbedingt vom aktuellen Selenstatus abhängig gemacht werden. Niedrige Selenkonzentrationen reichen nicht aus, um den Sättigungsspiegel für verschiedene Selenoproteine zu erreichen. In diesem Fall ist eine Selensupplementierung von großem Wert, während bei hohen Selenspiegeln eine weitere Selensupplementierung eher nachteilige Folgen haben kann. Im Dezember 2015 wurde eine Studie von Wissenschaftlern aus Schweden und Norwegen publiziert. Bei 443 gesunden älteren Studienteilnehmern bewirkte eine Supplementierung von Selen und Coenzym Q10 über einen Zeitraum von vier Jahren auch noch nach 10 Jahren einen günstigen Effekt auf die kardiovaskuläre Mortalität.

Magnesium ist nicht nur der Antistressmikronährstoff, sondern auch von zentraler Bedeutung für den Energiestoffwechsel. Eine gute Magnesiumversorgung ist von zentraler Bedeutung für die Prävention verschiedener altersassoziierter Erkrankungen, wie z.B. Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Osteoporose, Diabetes mellitus Typ 2 u.v.m. Ein niedriger Magnesiumstatus scheint auch mit einem erhöhten Risiko für den Morbus Alzheimer assoziiert zu sein.

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