Einen Part spielen sogenannte Inflammasome (siehe Kasten). Versuche haben gezeigt, dass in alternden Ratten die Inflammasom-Aktivierung und damit auch Interleukin-1 beta-Aktivierung erhöht war. Bisher war unbekannt, ob auch bei der Alterung von Menschen die Aktivierung von Inflammasomen erhöht ist und, falls ja, ob diese Aktivierung zu den typischen Alterserkrankungen wie beispielsweise Bluthochdruck beiträgt.
Hintergrund: Inflammasom
Das Inflammasom ist ein wichtiger Bestandteil des unspezifischen Immunsystems. Man versteht darunter einen Multi-Protein-Komplex in Fresszellen (Makrophagen / Monocyten und neutrophilen Granulozyten), der u. a. durch Bestandteile von Bakterien oder zellulären Stress stimuliert wird. Durch die Stimulation des Inflammasoms wird eine Serie von Reaktionen angestoßen, die zur Aktivierung des proinflammatorischen Zytokins Interleukin-1 beta führt. Aktives Interleukin-1 beta wird von den Makrophagen sezerniert und löst eine Entzündungsreaktion aus.
Um dieser Frage nachzugehen, werteten Wissenschaftler der Stanford University School of Medicine Daten aus einer Kohorten-Studie aus. Die Forscher fanden heraus, dass die Expression zweier Gen-Module, die u. a. Inflammasom-Gene enthalten, über eine Periode von fünf Jahren bei jenen Studienteilnehmern erhöht war, die Bluthochdruck und damit assozierte Komorbiditäten aufwiesen.
Außerdem wurden zwei Damage-associated molecular patterns (DAMP) neu entdeckt. Das sind körpereigene Moleküle, die entzündliche Prozesse initiieren und am Laufen halten können. Die DAMP-Moleküle waren bei den Bluthochdruck-Teilnehmern ebenfalls erhöht. Diese Biomoleküle konnten in nachfolgenden in-vitro-Versuchen eine Inflammasom-Aktivität auslösen. Die Kombination beider DAMP-Moleküle führte schließlich in Versuchen mit Mäusen u. a. zu Bluthochdruck. Darüber hinaus zeigte sich bei Teilnehmern der Kohortenstudie im Alter von mehr als 85 Jahren eine Assoziation zwischen einer erhöhten Expression der Inflammasom-Gen-Module und der Gesamtmortalität.
Diese in der renommierten Zeitschrift Nature Medicine veröffentlichten Studienergebnisse zeigen eine direkte Verbindung zwischen einer initialen Immunantwort gegen Pathogene, einer nachfolgenden chronischen Entzündung und schließlich einer Herz-Kreislauf-Erkrankung. Über eine gezielte Beeinflussung des Inflammasoms könnten chronische Entzündungsprozesse abgemildert und damit altersbedingte Erkrankungen vorgebeugt werden, hoffen die Forscher.
In weiteren Versuchen nahmen sie verschiedene Stoffwechselprodukte unter die Lupe, die sie vermehrt im Blut derjenigen Versuchsteilenehmer gefunden hatten, die eine höhere Inflammasom-Gen-Modul-Expression aufwiesen. Dazu entnahmen die Forscher jungen gesunden Spendern Monocyten und setzen diese steigenden Konzentrationen der „verdächtigen“ Stoffwechselprodukte aus. Es zeigte sich eine dosisabhängige Erhöhung von Interleukin-1 beta unter dem Einfluss von Adenin und Adenosin, letzteres war als Kontrolle eingesetzt worden. In weiteren Versuchen mit Mäusen zeigte sich, dass eine Behandlung mit Adenin unter bestimmten Umständen den Blutdruck der Tiere erhöhen konnte.
In einem letzten Abschnitt der umfangreichen Testreihen untersuchten die Forscher den Einfluss von Koffein, dem bekannten Adenosin-Gegenspieler, auf die Inflammasom-Gen-Modul-Expression. Dazu wurden 91 Probanden nach der Höhe ihres Koffeinkonsums befragt. In der Datenanalyse zeigte sich schließlich eine negative Assoziation zwischen der Höhe der Koffeinaufnahme und der Inflammasom-Gen-Modul-Expression.
Schließlich wurden nochmals die Daten der Kohorten-Studie herangezogen. Die Analyse zeigte, dass sich im Blut der Teilnehmer, die eine niedrigere Inflammasom-Gen-Modul-Expression aufwiesen, mehr Koffein-Metabolite fanden, sie also mutmaßlich mehr Koffein konsumiert hatten.
In einem letzten Schritt wurde Koffein in vitro an Monozyten getestet: Koffein war im Versuch dazu in der Lage, die Interleukin-1 beta-Sekretion der Monozyten zu hemmen. Diese Hemmung korrelierte mit einer Herabsetzung der Inflammasom-Gen-Modul-Expression.
Daher könne moderater Kaffeekonsum, so die Forscher, möglicherweise jene systemischen, unterschwelligen Entzündungen unterdrücken, die durch eine Inflammasom-Aktivierung hervorgerufen werden. Vielleicht findet sich hierin eine plausible Antwort auf die Frage, warum laut Studien Kaffeetrinker länger leben als Abstinenzler.