Intrinsische Unterschiede im Studiendesign

Die meisten der frühen CR-Studien an Nagetieren betrafen eine sehr früh einsetzende lebenslange CR, die nach dem Absetzen eingeleitet wurde, in der Regel bei genetischen Inzuchttieren. In den 1980er Jahren wurde deutlich, dass die CR im Erwachsenenalter (12 Monate alte Mäuse) ebenfalls die Alterung verzögert und die Lebensspanne von Nagetieren verlängert, wenn auch in geringerem Maße als bei dem Modell mit jungem Beginn22. In vielen CR-Studien mit Nagetieren werden die Kontrolltiere nach Belieben gefüttert, während in anderen Studien weniger Nahrung als nach Belieben verabreicht wird, mit der Begründung, dass diese Strategie die störenden Auswirkungen von Fettleibigkeit vermeidet und die Variabilität der Nahrungsaufnahme bei den einzelnen Tieren verringert. Mit dem Beginn der Rhesusaffenstudie der NIA im Jahr 1987 wurde die CR-Studie so durchgeführt, dass die Kontrollaffen nicht frei gefüttert wurden. Die Nahrungszuteilungen wurden in Übereinstimmung mit den vom National Research Council veröffentlichten Daten festgelegt, um eine ungefähre Ad-libitum-Aufnahme auf der Grundlage des Alters und des Körpergewichts der heranwachsenden Kontrollaffen ohne Überfütterung zu gewährleisten23. Die Rationen wurden erhöht, um das Wachstum und die Entwicklung bis zum Erreichen der vollen Körpergröße zu fördern. Die CR-Affen erhielten 30 % weniger Futter als die in Größe, Alter und Geschlecht gleichaltrigen Kontrollaffen. Die Intervention wurde in jungen und alten Gruppen von Männchen und jungen, erwachsenen und alten Gruppen von Weibchen eingeleitet24 (Tabelle 1). In der 1989 begonnenen UW-Studie wurde die CR-Diät nur bei erwachsenen Tieren eingeführt, nachdem sie ihre volle Größe erreicht hatten (∼8 Jahre bei Rhesusaffen)25. Die Nahrung wurde den Kontrolltieren annähernd ad libitum zur Verfügung gestellt. Um der Heterogenität des Fütterungsverhaltens innerhalb der Kohorte Rechnung zu tragen, wurde die Ad-libitum-Referenz für jedes Individuum anhand der über drei bis sechs Monate gemessenen Ausgangsnahrungsaufnahme festgelegt, und die CR wurde auf individueller Basis durchgeführt. Der Grund für diese Merkmale der UW-Studie war die Durchführung einer Studie, wie sie beim Menschen hätte durchgeführt werden können.

Die Herkunft der Affen in jeder Kohorte und die Art der repräsentierten Population ist ebenfalls ein Unterschied zwischen den beiden Studien. Die UW-Affen wurden im Nationalen Primatenforschungszentrum von Wisconsin geboren und aufgezogen und waren alle indischer Herkunft. Die NIA-Affen stammten von verschiedenen Standorten und umfassten Affen sowohl indischer als auch chinesischer Herkunft. Chinesische Rhesusaffen-Männchen sind im Allgemeinen schwerer und länger als ihre indischen Artgenossen, bei den Weibchen ist es umgekehrt, und es wird angenommen, dass chinesische Rhesusaffen auch einen größeren Geschlechtsdimorphismus aufweisen26. Affen unterschiedlicher Herkunft unterscheiden sich genetisch so stark, dass sie mit Hilfe eines Panels von Einzelnukleotid-Polymorphismen unterschieden werden können27. Abgesehen von den Populationsunterschieden weisen Rhesusaffen ein ähnliches Maß an interindividueller genetischer Variation auf wie Menschen28. Auf diese Weise ist der Beitrag des Populationstyps zu den Unterschieden in den Ergebnissen der beiden Studien im Gegensatz zum Beitrag der individuellen genetischen Heterogenität schwer festzustellen.

Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen den beiden Studien war die Zusammensetzung der Ernährung. Erstens war die Quelle der Nahrungsbestandteile unterschiedlich. In der NIA-Einrichtung wurde ein natürliches Futter verwendet, um sicherzustellen, dass Mikronährstoffe wie sekundäre Pflanzenstoffe und Spurenelemente zur Verfügung stehen, wobei berücksichtigt wurde, dass es zu saisonalen Schwankungen kommen kann. Im Gegensatz dazu wurde in der UW-Einrichtung eine halbgereinigte Nahrung verwendet, um sicherzustellen, dass die Aufnahme während des gesamten Studienverlaufs vollständig definiert und konsistent ist. Zweitens: Obwohl die Ernährung an beiden Standorten eine ähnliche Kaloriendichte aufwies, war die relative Makronährstoffzusammensetzung der Diäten nicht gleich (Tabelle 2). Im Vergleich zur UW-Diät enthielt die NIA-Diät weniger Fett, mehr Protein und mehr Ballaststoffe. Schließlich war auch der Nährstoffgehalt der Futtermittel unterschiedlich. An beiden Standorten enthielten die Futtermittel 60 % des Gewichts an Kohlenhydraten, wobei Saccharose in NIA weniger als 7 % und in UW 45 % der Gesamtkohlenhydrate ausmachte. Die Ernährung an beiden Standorten war reich an Vitaminen, die in Höhe der empfohlenen Tagesdosis oder darüber zugeführt wurden.

Auch die Fütterungsmethoden unterschieden sich zwischen den Studien. Bei NIA erhielten die Affen täglich zwei Mahlzeiten um ∼6:30 und 13:00 Uhr. Die nach der Morgenmahlzeit übrig gebliebenen Nahrungsreste wurden nach etwa 3 Stunden entfernt, und es gab eine kalorienarme Leckerei, in der Regel in Form eines kleinen Stücks Obst. Die Nachmittagsmahlzeit wurde nicht entfernt, damit die Affen auch nachts Zugang zu Nahrung hatten. Bei UW wurden alle Affen morgens um 8:00 Uhr gefüttert, und das restliche Futter wurde um 16:00 Uhr entfernt, als eine Leckerei in Form von frischem Obst oder Gemüse angeboten wurde, die schnell und vollständig gefressen wurde. Die Futterzuteilung für die Kontrolltiere wurde so angepasst, dass am Ende des Tages immer etwas Futter übrig blieb, das entfernt werden konnte. Auf diese Weise wurden die UW-Tiere tagsüber ad libitum gefüttert, erhielten aber über Nacht kein Futter. Obwohl es, wie oben beschrieben, beträchtliche Unterschiede im Studiendesign gab, ist anzumerken, dass die Unterbringung der Tiere und die routinemäßige Tierpflege in den Primateneinrichtungen von NIA und UW gleich waren. Dazu gehörten identische Haltungsbedingungen, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbereiche, Lichtzyklen und die Verwendung von Leitungswasser, das ständig zur Verfügung stand. In beiden Studien wurden die Tiere mehrmals am Tag überwacht, und ein ausgewiesenes tierärztliches Personal inspizierte die Tiere routinemäßig und sorgte bei Bedarf für eine hervorragende Versorgung.

Auswirkung von CR auf das Überleben

Das ursprüngliche Ziel sowohl der NIA- als auch der UW-Studien war es, die Auswirkung von CR auf die Gesundheit von Rhesusaffen zu bestimmen, da es nicht von vornherein feststand, dass CR bei langlebigen Arten eine geeignete Intervention wäre. Die Untersuchung der Auswirkungen von CR auf die Langlebigkeit wurde an keinem der Studienorte als primäres Ergebnis betrachtet. Obwohl 121 Affen an der NIA-Studie teilnahmen, konnten die Tiere aufgrund des unterschiedlichen Alters bei Beginn der Erkrankung (von 1 bis 23 Jahren) für die Datenanalyse nicht in Gruppen zusammengefasst werden. Obwohl die Altersspanne für den Zeitpunkt des Ausbruchs der Krankheit in der UW-Studie kleiner ist (7-15 Jahre) und nur 38 genetisch unterschiedliche Affen pro Gruppe (einschließlich beider Geschlechter) zur Verfügung standen, schien es unwahrscheinlich, dass die Studie die erforderliche statistische Aussagekraft hätte, um die Wirkung von CR auf die Langlebigkeit zu testen. Während keine der beiden Studien Daten zur Langlebigkeit liefert, haben beide Studien Überlebensdaten geliefert. Bei Rhesusaffen in Gefangenschaft lag die zuvor gemeldete mediane Überlebensrate bei ∼26 Jahren, die 10 %ige Überlebensrate bei ∼35 Jahren und die maximale Überlebensrate bei ∼40 Jahren29. Die Sterblichkeitskurven wurden getrennt für UW und NIA erstellt (Abb. 1). Die Überlebensschätzungen für die Affen an beiden Standorten wurden anhand der bis Juli 2015 erfassten Daten mit den drei gängigsten statistischen Methoden berechnet: Kaplan-Meier-Produktlimitmethode, Cox-Proportional-Hazard-Regression und parametrische Überlebensanalyse unter Annahme einer Weibull-Verteilung (Tabelle 3). Da die Weibull-Verteilung ein Spezialfall der verallgemeinerten Extremwertverteilung ist, kann sie die Schätzung der oberen Quantile einer Überlebensverteilung und der maximalen Lebensspanne ermöglichen, insbesondere wenn es zensierte Daten aufgrund von Tieren gibt, die am Leben bleiben30.

In der UW-Studie mit erwachsenen Tieren lag die geschätzte Überlebensrate der UW-Kontrolltiere nahe an dem für Affen in Gefangenschaft ermittelten Durchschnitt (∼26 Jahre alt). Bei gemeinsamer Betrachtung von Männchen und Weibchen wurde ein statistisch signifikanter Effekt von CR auf die Überlebensrate beobachtet (Cox-Regression P=0,017; ergänzende Tabelle 1). Die Hazard Ratio (HR) von 1,865 (95 % Konfidenzintervall (KI): 1,119-3,108) zeigte an, dass die Kontrollaffen zu jedem Zeitpunkt eine fast doppelt so hohe Sterberate aufwiesen wie die CR-Tiere. Der Einfluss des Geschlechts auf die Reaktion auf CR war statistisch nicht signifikant. Die Kaplan-Meier-Analyse zeigte, dass die geschätzten mittleren Überlebenszeiten bei den CR-Tieren sowohl bei den Männchen als auch bei den Weibchen höher waren (Tabelle 3). In der NIA-Studie führten große Altersunterschiede zwischen den Affen zum Zeitpunkt der Rekrutierung in die Studie (Tabelle 1) zu einer Trennung der Daten aus den Gruppen mit frühem und spätem Ausbruch. Hier und in diesem Bericht wurden die männlichen Jugendlichen und Heranwachsenden der NIA-Studie (J/A) und die weiblichen Jugendlichen und Erwachsenen (J/A) zusammengefasst. Die geschätzte mittlere Überlebenszeit nach Kaplan-Meier unterschied sich nicht zwischen den NIA-Kontrolltieren und den CR-Tieren für die männlichen oder weiblichen J/A-Gruppen (Abb. 1). Obwohl die Cox-Proportional-Hazard-Regression darauf hinwies, dass die Unterschiede im Überleben zwischen J/A-Kontroll- und CR-Tieren statistisch nicht signifikant waren (ergänzende Tabelle 1), erreichten die CR-Affen bei beiden Geschlechtern eine Sterblichkeit von 80 % vor den Kontrolltieren. Da 38 % der NIA-J/A-Kohorte noch am Leben sind, sind die Überlebenskurven unvollständig, und die Auswirkungen auf das Überleben müssen noch ermittelt werden; die frühe Sterblichkeit deutet jedoch darauf hin, dass die Durchführung einer CR bei sehr jungen Affen für einige Individuen ein Überlebensrisiko darstellen könnte. Bei CR im fortgeschrittenen Stadium unterschied sich die geschätzte Überlebensrate nach Kaplan-Meier weder bei den Männchen noch bei den Weibchen zwischen den Kontroll- und den CR-Gruppen (Tabelle 3), aber die geschätzte Überlebensrate war höher als bei den J/A-Affen und den UW-Kontrollen. Sowohl bei den Männchen als auch bei den Weibchen waren die Überlebensschätzungen für die NIA-Kohorte mit altem Auftreten vergleichbar mit denen für die UW-KR-Kohorte oder übertrafen sie sogar.

Obwohl es bei den geschätzten medianen Überlebenszeiten zwischen den nichtparametrischen Kaplan-Meier- und den parametrischen Weibull-Schätzmethoden leichte Diskrepanzen gab, waren die Überlebensvergleiche zwischen den Studienstandorten unter Verwendung beider Analysen konsistent. Bei den Überlebensergebnissen wurde ein gewisser Grad an Geschlechtsdimorphismus beobachtet, wobei die Inzidenz des frühen Todes bei Frauen größer zu sein schien. Diese Beobachtung könnte zum Teil durch die Endometriose erklärt werden, bei der es sich um eine Wucherung des Endometriumgewebes außerhalb der Gebärmutter handelt. Endometriose kann bei Affen in Gefangenschaft relativ häufig auftreten (∼25 %), und das Risiko ist bei nicht gebärfähigen Weibchen erheblich größer31,32. Die Inzidenz der Endometriose war in den Kontroll- und CR-Gruppen gleich. In den J/A-Kohorten der NIA-Studie starben 12 der 44 Frauen an Komplikationen aufgrund von Endometriose, und von diesen waren die Frauen mit jugendlichem Beginn nachweislich nulliparous. Die Frauen, die für die UW-Studie rekrutiert wurden, hatten dagegen mindestens ein, aber nicht mehr als drei gesunde Kinder33 , und nur 2 von 30 Frauen starben an Komplikationen aufgrund von Endometriose. Ein weiterer Faktor, der dazu beiträgt, ist die Politik zur Behandlung von klinischen Erkrankungen. In UW wurde die Politik zur Behandlung klinischer Zustände von Anfang an umgesetzt. In der NIA wurden zwar akute Schmerzen und Leiden stets behandelt, aber chronische Erkrankungen, einschließlich Endometriose, wurden zwar überwacht, aber nicht medizinisch behandelt. Aufgrund der hohen Inzidenz von Endometriose wurde 2010 eine Änderung der Politik vorgenommen. Die Aussagekraft zur Bewertung der Auswirkungen von CR auf das Überleben von NIA J/A-Weibchen wurde durch diese eine Bedingung etwas beeinträchtigt.

Biometrische Daten und Daten zur Nahrungsaufnahme aus beiden Studien

Über ein Vierteljahrhundert lang wurden in diesen Studien das Körpergewicht, die Körperzusammensetzung und die Nahrungsaufnahme bei allen 197 Affen gemessen. Das Körpergewicht wurde bei nüchternen und narkotisierten Affen 2-4 Mal pro Jahr im Rahmen von Routineuntersuchungen bestimmt. Die Längsschnittdaten für alle Affen wurden nach Alter des Tieres gemittelt (Abb. 2a). Wie beim Menschen kommt es auch bei Affen häufig zu Kachexie oder schnellem Gewichtsverlust am Lebensende. Um störende Auswirkungen von Gewichtsveränderungen zu vermeiden, die nicht mit der Nahrungsaufnahme oder der Ernährung zusammenhängen, wurden die Daten aus dem letzten Lebensjahr jedes Affen ausgeschlossen. Um Vergleiche zwischen den Kohorten zu erleichtern, wurden die Daten in drei Alterskategorien eingeteilt, die das junge Erwachsenenalter (11-13 Jahre), das späte mittlere Alter (18-20 Jahre) und das fortgeschrittene Alter (25-27 Jahre) repräsentieren (ergänzende Tabellen 2 und 3).

Betrachtet man zunächst die weiblichen Affen, so unterschied sich das Körpergewicht für die NIA J/A in keiner Alterskategorie signifikant zwischen Kontroll- und CR-Affen. UW-CR-Weibchen wogen während des gesamten Studienzeitraums signifikant weniger (17-26 %) als die Kontrollen, und UW-Kontrollweibchen wogen während des gesamten Zeitraums signifikant mehr als NIA-J/A-Kontrollweibchen (ergänzende Tabelle 2). Bei den NIA-Frauen im fortgeschrittenen Alter unterschied sich das Körpergewicht nicht signifikant zwischen den Kontrollen und den CR und war signifikant niedriger als das Körpergewicht der UW-Kontrollfrauen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich das Körpergewicht der weiblichen NIA-J/A- und NIA-Old-onset-Kohorten bei den Kontroll- und CR-Affen nicht voneinander unterschied und bei allen signifikant niedriger war als bei den UW-Kontrollen. Bei den männlichen Affen waren die NIA J/A CR-Männchen während der gesamten Studie signifikant schwerer (19-22 %) als die Kontrolltiere. Der Unterschied zwischen UW-Kontrolle und CR war etwas größer (24-35 %), wobei die CR-Männchen deutlich weniger wogen als die Kontrollen. Das durchschnittliche Spitzengewicht für NIA J/A Kontrollmännchen war ∼15% niedriger als das der UW-Kontrollmännchen, aber Unterschiede im Körpergewicht waren nur für die junge Alterskategorie signifikant (ergänzende Tabelle 3). Das Körpergewicht der NIA-Kontroll- und CR-Männchen mit altem Beginn unterschied sich weder im mittleren noch im höheren Alter signifikant, und die männlichen NIA-Kontrollpersonen mit altem Beginn wogen signifikant weniger als die UW-Kontrollpersonen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die männlichen NIA-J/A- und UW-Kohorten eine deutliche Reaktion des Körpergewichts auf CR zeigten, aber die männlichen NIA-Kontroll- und CR-Kontrollpersonen im hohen Alter sich nicht voneinander unterschieden und signifikant weniger wogen als die UW-Kontrollpersonen.

Die Internet Primate Aging Database (iPAD; http://ipad.primate.wisc.edu) ist eine Sammlung klinischer und biometrischer Daten von gesunden, nicht-experimentellen, in Gefangenschaft lebenden nichtmenschlichen Primaten, die in Forschungseinrichtungen in den USA untergebracht sind. Anhand der Daten von mehr als 1.200 Rhesusaffen indischer Herkunft wurde das durchschnittliche Körpergewicht für die oben genannten Altersgruppen für Männchen (11,6, 12,1 bzw. 11,5 kg) und Weibchen (7,4, 8,4 bzw. 7,8 kg) berechnet. UW-Kontroll- und CR-Affen lagen auf beiden Seiten dieser Durchschnittswerte; Kontroll-Affen waren schwerer als der iPAD-Durchschnitt (∼18% für Männchen; ∼19% für Weibchen), und CR-Affen hatten ein geringeres Körpergewicht als der iPAD-Durchschnitt (∼12% für Männchen; ∼11% für Weibchen) (Abb. 2b). Bei NIA J/A waren die männlichen Kontrolltiere gleich schwer bis leicht schwerer (5-10%) als der iPAD-Durchschnitt und CR wog weniger als der iPAD-Durchschnitt (∼20%), während die weiblichen Kontroll- und CR-Affen während der gesamten Studie weniger als der iPAD-Durchschnitt wogen (∼10% bzw. ∼20%). Alle NIA-Affen mit Alterserscheinungen wogen weniger als der iPAD-Durchschnitt, sowohl bei den Kontroll- (∼15% für Weibchen; ∼10% für Männchen) als auch bei den CR-Affen (∼22% für Weibchen; ∼21% für Männchen). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Körpergewichte der UW- und NIA-Kontrollaffen nicht gleichwertig waren und, abgesehen von den J/A-Männchen, über bzw. unter dem iPAD-Durchschnitt lagen.

Um einen Einblick in die Unterschiede bei der Auswirkung von Alter und Ernährung auf die Körperzusammensetzung zu erhalten, wurden im Verlauf der beiden Studien in regelmäßigen Abständen Messungen mit der dualen Röntgenabsorptiometrie durchgeführt (Abb. 3). Da bei jedem Tier im Laufe der Zeit mehrere Messungen durchgeführt wurden, wurden die Schätzungen der durchschnittlichen prozentualen Adipositas (Fett/Körpergewicht in Prozent) um das Alter bereinigt (ergänzende Abb. 1). Innerhalb der Gruppen wurde ein Haupteffekt des Alters auf die Adipositas für die NIA J/A- und UW-Kohorten festgestellt. Ein Haupteffekt der Ernährung wurde für die männlichen NIA J/A und für die männlichen und weiblichen Teilnehmer der UW-Studie festgestellt, wobei CR mit einer signifikant niedrigeren Adipositas verbunden war. Die NIA-J/A-Kontrollgruppe und die CR-Frauen unterschieden sich in Bezug auf den Adipositaswert nicht voneinander, und in keiner der NIA-Affengruppen mit altersbedingtem Auftreten wurde ein Haupteffekt von CR auf den Adipositaswert festgestellt. Kombiniert man die Daten von NIA J/A und UW, wurde ein Unterschied im Adipositaswert zwischen den Kontrollen der beiden Studien sowohl für Männchen als auch für Weibchen festgestellt, wobei die NIA-Affen einen signifikant niedrigeren prozentualen Körperfettanteil aufwiesen. Die Kontrollaffen aus NIA J/A unterschieden sich in Bezug auf den prozentualen Körperfettanteil bei beiden Geschlechtern statistisch nicht von den UW CR. Diese Daten zeigen eine Auswirkung des Alters auf die Adipositas in allen drei Gruppen und offenbaren, dass die Auswirkung von CR auf die Adipositas für beide Gruppen von UW-Affen und bei NIA nur für J/A-Männchen beobachtet wurde.

Die Nahrungsaufnahme wurde an beiden Standorten täglich überwacht. Bei UW wurden die täglichen Messungen der Nahrungsaufnahme zur Berechnung der Mittelwerte verwendet. Am NIA wurden die Mittelwerte der Nahrungsaufnahme auf der Grundlage von Messungen berechnet, die während einer einzigen Woche pro Jahr durchgeführt wurden und für die typische Nahrungsaufnahme repräsentativ sind. Die Längsschnittdaten für alle Affen wurden nach Alter des Tieres gemittelt (Abb. 4). Daten aus dem letzten Lebensjahr eines jeden Affen wurden ausgeschlossen, um störende Auswirkungen des Fressverhaltens am Lebensende zu vermeiden, zu dem in der Regel Appetitlosigkeit gehört. Betrachtet man zunächst die Weibchen und verwendet die oben definierten Alterskategorien sowohl für UW als auch für NIA J/A, so verbrauchten die Kontrollen sowohl im jungen als auch im mittleren Alter signifikant mehr Kalorien als CR, aber der Unterschied blieb nur bei den weiblichen UW-Affen im höheren Alter bestehen. Bei der NIA im fortgeschrittenen Alter unterschied sich die Kalorienzufuhr nicht zwischen Kontrolle und CR. Bei den Kontrollaffen nahmen die UW-Weibchen im mittleren und fortgeschrittenen Alter signifikant mehr Kalorien zu sich als die NIA J/A und im fortgeschrittenen Alter mehr als die alten Affen. Bei den Männchen verbrauchten die NIA J/A-Kontrollen in jungem und mittlerem Alter signifikant mehr Kalorien als CR, und der Unterschied zwischen Kontrolle und CR war nur für UW im mittleren Alter signifikant. Bei den älteren Männern der NIA war der Unterschied in der Kalorienzufuhr zwischen Kontrolle und CR nur im höheren Alter signifikant. Bei den Kontrollpersonen unterschied sich die Kalorienzufuhr von NIA J/A- und UW-Männchen zu keinem Zeitpunkt der Studie, aber Männer mit altem Auftreten nahmen im mittleren Alter signifikant weniger Kalorien zu sich als UW-Männchen und NIA J/A-Männchen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass signifikante Unterschiede in der Kalorienaufnahme zwischen Kontroll- und CR-Affen für männliche und weibliche NIA J/A- und UW-Kohorten festgestellt wurden, jedoch nicht für die Kohorten mit altem Auftreten bis zum fortgeschrittenen Alter und dann nur für Männchen. Im Vergleich zwischen den Standorten war die Kalorienzufuhr für weibliche NIA-Kontrollen sowohl bei J/A als auch bei altem Auftreten niedriger als die der UW-Kontrollen, und bei den Männchen unterschied sich die Kalorienzufuhr der NIA-J/A- und UW-Kontrollen nicht voneinander, aber die NIA-Kontrollen bei altem Auftreten waren niedriger als beide.

Auswirkung von CR auf das Auftreten von Krankheiten

Das Konzept der Gesundheitsspanne ist eine relativ neue Entwicklung in der Altersforschung, bei der zwischen chronologischem Alter und Gesundheitszustand unterschieden wird34. Traditionell wurde eine Verlängerung der mittleren und maximalen Lebensspanne als Kennzeichen einer verzögerten Alterung angesehen, und Verbesserungen des Gesundheitszustands galten als notwendiger und offensichtlicher Bestandteil der Langlebigkeit. Der Blickwinkel hat sich etwas verschoben und der Schwerpunkt liegt nun stärker auf Gesundheit und Morbidität, so dass eine Intervention, die die Gesundheit auch ohne erhöhte Lebenserwartung verbessert, als äußerst günstiges und legitimes Beispiel für eine Alternsintervention angesehen wird. Mit zunehmendem Alter sind Rhesusaffen für viele der beim Menschen beobachteten Krankheiten anfällig. Zu den häufigsten gehören Krebs, Herzkrankheiten und Erkrankungen im Zusammenhang mit Immunstörungen und Entzündungen, und für jede dieser Erkrankungen wurden bei den Affen in den Alterungs- und CR-Studien des NIA und der UW Beispiele gefunden (ergänzende Tabelle 4).

Die Messung des Nüchternglukosespiegels war beiden Studien gemeinsam, und die Längsschnittdaten sind dargestellt (Abb. 5). Bei gesunden erwachsenen Rhesusaffen liegt der Nüchternglukosespiegel bei 64-68 mg dl-1 (vgl. 18, 35). Bei NIA J/A waren die Nüchternglukosespiegel bei Kontroll- und CR-Affen bis zu einem Alter von ∼23 Jahren gleich, danach begannen die Nüchternglukosespiegel der Kontroll- und CR-Männchen, nicht aber die der Weibchen, voneinander abzuweichen. Sowohl die Kontroll- als auch die CR-Weibchen zeigten nach ∼21 Jahren einen altersbedingten Anstieg des Nüchternglukosespiegels. Bei den UW-Affen wiesen die männlichen Kontrolltiere ab einem Alter von 15 Jahren höhere Nüchternglukosespiegel auf als die CR-Tiere, wobei sich die Kurven nach ∼23 Jahren weiter auseinander bewegten, während ein deutlicher Unterschied zwischen Kontroll- und CR-Tieren erst nach ∼21 Jahren auftrat. Bei den NIA-Kohorten mit altersbedingtem Auftreten war der Nüchternblutzucker während des gesamten Studienzeitraums konstant niedrig. Diese Daten deuten auf einen altersbedingten Anstieg des Nüchternblutzuckers bei Rhesusaffen hin und heben die männlichen UW-Kontrollpersonen als prädisponiert für einen erhöhten zirkulierenden Nüchternblutzucker hervor. Bei der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Adipositas und Nüchternglukosespiegeln mit Hilfe eines mehrstufigen Modells wurde nur bei den UW-Männchen ein signifikanter Zusammenhang festgestellt (P=0,005). Es wurde auch eine signifikante Interaktion zwischen Alter und Ernährung festgestellt (P=0,014), was darauf hindeutet, dass der Einfluss des Alters auf die Beziehung zwischen Adipositas und glukoregulatorischen Parametern bei Kontroll- und CR-Affen unterschiedlich ist.

Tierärzte dokumentierten halbjährlich den Körperzustand und den allgemeinen Gesundheitszustand der Affen an beiden Studienstandorten und ermittelten Indikatoren für Krankheiten oder Störungen. Das Alter, in dem bei einem Affen zum ersten Mal ein altersbedingter Zustand diagnostiziert wurde, wurde zur Erstellung von Morbiditätskurven verwendet (Abb. 6). Zu den altersbedingten Erkrankungen gehörten Sarkopenie, Osteoporose, Arthritis, Divertikulose, Katarakte und anhaltende Herzgeräusche sowie altersbedingte Krankheiten wie Krebs, Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die Modellierung der proportionalen Cox-Hazard-Regression ergab, dass altersbedingte Erkrankungen bei den Kontrolltieren ∼2,7-mal häufiger auftraten als bei den CR für die UW-Affen (HR: 2,665; CI: 1,527-4,653; P=0,0006). In der NIA J/A-Kohorte traten altersbedingte Erkrankungen bei den Kontrollaffen doppelt so häufig auf wie bei den CR (HR: 2,091; CI: 1,169-3,641; P=0,0125) (Ergänzende Tabelle 5; Ergänzende Abb. 2). Aufgrund des fortgeschrittenen Alters der Affen mit NIA konnte das erste Auftreten einer altersbedingten Erkrankung nicht festgestellt werden.

Die Inzidenz von altersbedingten Erkrankungen, die in menschlichen Populationen weit verbreitet sind, wie Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und glukoregulatorische Dysfunktion/Diabetes, wurde für Affen von UW und NIA (J/A und altes Auftreten kombiniert) bestimmt. Die Diagnosen wurden von den Tierärzten bei der Vorstellung der Tiere gestellt, und die krankheitsbedingte Pathologie wurde anschließend bei der Sektion durch einen zertifizierten Pathologen bestätigt. Klinisch stumme Pathologien wurden bei der Nekropsie festgestellt. Um die Studien vergleichen zu können, werden Krebs und kardiovaskuläre Erkrankungen als Inzidenz bei der Nekropsie angegeben. In beiden Studien war das Adenokarzinom die häufigste Todesursache, was mit früheren Berichten über das Auftreten von Krebs bei Rhesusaffen übereinstimmt36,37. Die Inzidenz von Adenokarzinomen oder anderen weniger häufigen Neoplasmen war bei CR-Affen an beiden Standorten geringer (Abb. 6). Die häufigste Diagnose einer kardiovaskulären Erkrankung bei lebenden Tieren war eine Mitralklappenfehlfunktion, während bei der Nekropsie Klappenendokardiose, Kardiomyopathie und Myokardfibrose festgestellt wurden. Das Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen war bei CR-Affen geringer als bei den Kontrolltieren von UW. Es gab keinen offensichtlichen Einfluss der Ernährung auf das Auftreten kardiovaskulärer Erkrankungen bei den Affen in der NIA; die Inzidenz war jedoch sowohl bei den Kontroll- als auch bei den CR-Affen niedriger als bei den UW-Kontrollen. Die Bewertung der glukoregulatorischen Funktion war an beiden Standorten Teil der klinischen Routineversorgung, obwohl an beiden Standorten klinische Definitionen verwendet wurden, die unterschiedliche Krankheitsstadien repräsentierten. Ähnlich wie beim Menschen38,39 tritt die Insulinresistenz bei Rhesusaffen35,40 bereits vor der gestörten Nüchternglukose auf, also vor dem Übergang zu einem vollständigen Diabetes. An der UW wurde der Verlust der Insulinsensitivität zur Diagnose einer Beeinträchtigung der Glukoregulation herangezogen und als Nüchterninsulinspiegel (>70 μU ml-1) und ein Insulinsensitivitätsindex (Si)<2(E-04) definiert, der durch einen häufig durchgeführten intravenösen Glukosetoleranztest ermittelt wurde. Beim NIA wurden Nüchternglukose (>100 mg dl-1), Glukosurie und HbA1c (>6,5%) zur Definition von Diabetes herangezogen. CR-Tiere wiesen sowohl in der UW- als auch in der NIA-Studie eine geringere Inzidenz glukoregulatorischer Funktionsstörungen auf als die Kontrolltiere. Zur Untersuchung möglicher Zusammenhänge zwischen Adipositas und Morbidität wurde eine mehrstufige Modellierung durchgeführt, wobei jedoch für keine der Gruppen in beiden Studien signifikante Auswirkungen festgestellt wurden. Ebenso wurde für alle NIA-Gruppen und für UW-Männer kein Zusammenhang zwischen Adipositas und Mortalität festgestellt. Bei den UW-Frauen war Adipositas mit einer bescheidenen Verringerung des Sterberisikos verbunden (HR: 0,927; P=0,01), allerdings erst nach Korrektur für Alter und Ernährung. Diese Daten deuten darauf hin, dass der Einfluss der Adipositas auf das Überlebensrisiko geschlechtsdimorph ist und sich mit dem Alter verändert.