Lebenserwartung: Wie viel Einfluss haben die Gene?

„‚Vererblichkeit‘ (engl. heritability) ist eine populationsbasierte statistische Größe, die aus Zwillings- und Familienstudien abgeleitet wird und sich auf eine bestimmte Bevölkerung und einen definierten Beobachtungszeitraum bezieht; sie ist keine feste Konstante, sondern kann je nach Population und Zeitraum variieren. Die vorliegende Studie untersucht systematisch, wie methodische Annahmen, die in früheren Studien nicht ausreichend berücksichtigt wurden – etwa das minimale Alter der einbezogenen Personen oder der Einfluss extrinsischer Faktoren wie Unfälle oder Infektionskrankheiten – diese Schätzung beeinflussen.“

„Die Modellierungen der Forscher:innen sowie die Validierung anhand realer Daten zeigen überzeugend, dass frühere Studien die Vererblichkeit der Lebensspanne unterschätzt haben. Die berichteten Werte einer Vererblichkeit der Lebensspanne von rund 50 Prozent sind zudem auch mit Ergebnissen aus Tiermodellen vereinbar, etwa aus Mausstudien. Eine Verdopplung gegenüber früheren Schätzungen erscheint daher plausibel.“

„Die verwendete Modellierung ist gut geeignet, um systematisch zu untersuchen, wie unterschiedliche Faktoren die Schätzung der Vererblichkeit beeinflussen. Die Forscher:innen testen ihre Annahmen umfassend und validieren sie anhand realer historischer Daten. So zeigen sie beispielsweise, dass sich im Zeitraum von 1900 bis 1935 – einer Phase, in der die extrinsische Mortalität etwa um den Faktor drei zurückging – die geschätzte Vererblichkeit nahezu verdoppelt. Dies spricht dafür, dass das Herausrechnen extrinsischer Todesursachen den relativen Einfluss genetischer Faktoren sichtbar macht. Insgesamt sind die Ergebnisse methodisch gut abgesichert.“

„Es ist gut belegt, dass sowohl genetische Faktoren als auch Umwelt- und Lebensstilfaktoren die menschliche Lebensspanne beeinflussen. Der Mehrwert der Studie liegt darin zu zeigen, dass Genetik auf Bevölkerungsebene stärker zur menschlichen intrinsischen Mortalität beiträgt als bislang angenommen.“

„Dies ist grundsätzlich nicht überraschend, da die maximale Lebensspanne von Säugetieren genetisch bedingt ist: Mäuse leben nur wenige Jahre, andere Arten wie der Grönlandwal jedoch bis zu 200 Jahre. Diese Unterschiede lassen sich nicht allein durch Umwelt oder Lebensstil erklären, da selbst unter optimalen Bedingungen eine artspezifische Obergrenze besteht – auch unter besten Haltungsbedingungen kann eine Maus nach heutigem Kenntnisstand keine 200 Jahre alt werden.“

„Innerhalb dieser biologischen Grenzen bleibt jedoch großer Spielraum: auf individueller Ebene haben Umwelt- und Lebensstilfaktoren einen starken Einfluss darauf, wie lange und wie gesund wir tatsächlich leben. Zwillingsstudien zeigen seit Langem, dass selbst eineiige Zwillinge mit identischer Genetik im Laufe ihres Lebens unterschiedliche Erkrankungen entwickeln können – und dass diese Unterschiede mit zunehmendem Alter größer werden.“

„Zudem variiert die Vererblichkeit altersassoziierter Erkrankungen deutlich: während Krebserkrankungen eine vergleichsweise geringe Vererblichkeit von 30 Prozent aufweisen, ist sie bei kardiovaskulären Erkrankungen oder Demenz deutlich höher. Das zeigt, dass unterschiedliche Erkrankungen in unterschiedlichem Ausmaß genetisch geprägt sind.“

„Meiner Ansicht nach ist es entscheidend, diese Ergebnisse im richtigen Kontext zu interpretieren. Vererblichkeit ist eine populationsbasierte Kenngröße und erlaubt keine direkten Rückschlüsse auf einzelne Personen. Auf individueller Ebene spielen Verhaltensfaktoren wie Bewegung, Ernährung, und soziale Einbindung ebenso wie gesellschaftliche Rahmenbedingungen – etwa der Zugang zu sauberer Luft, Wasser, und Grünflächen – weiterhin eine zentrale Rolle, nicht nur dafür wie lange, sondern auch wie gesund wir innerhalb dieser Zeit leben.“

„Ich sehe diese Ergebnisse daher nicht als Argument, individuelle oder gesellschaftliche Präventionsmaßnahmen zu vernachlässigen. Vielmehr eröffnen sie neue Möglichkeiten, genetische Faktoren der Langlebigkeit besser zu verstehen und die zugrundeliegenden biologischen Mechanismen zu entschlüsseln. Langfristig könnten daraus neue Ansätze für Prävention und Therapie entstehen.“

„Zur Berechnung der Vererbbarkeit der Lebensspanne ist es erforderlich ‚äußere‘ von ‚inneren‘ Todesursachen zu unterscheiden, etwa einen Unfall von einem Herzinfarkt. Die neue Schätzung beruht auf einer mathematischen Korrektur der Anteile intrinsischer und extrinsischer Todesursachen.“

„Studien an Tieren schätzen den vererbbaren Anteil der Lebensspanne bereits seit geraumer Zeit deutlich höher ein, als dies bislang für den Menschen angenommen wurde. Auch diese Arbeiten gehen von einer Vererbbarkeit im Bereich von etwa 50 Prozent aus. Die Autoren stützen ihre Argumentation hier vor allem auf eine Studie in Mäusen [1]. Unter den kontrollierten Bedingungen der Tierhaltung ist die Unterscheidung zwischen äußeren und inneren Todesursachen deutlich einfacher. Gerade vor diesem Hintergrund erscheint die Korrektur der Schätzung der Vererbbarkeit der menschlichen Lebensspanne nicht unrealistisch.“

„Zur Schätzung des vererbbaren Anteils der Lebensspanne sind nur solche Todesursachen von Bedeutung, die grundsätzlich durch das Erbgut beeinflusst werden können. Häufig liegen jedoch keine verlässlichen Informationen zur Todesursache vor, sodass es notwendig ist, intrinsische und extrinsische Sterblichkeit mithilfe mathematischer Verfahren zu schätzen. Wie alle Modelle unterliegen auch die Modelle von Shenhar und Kollegen einer Reihe von Grundannahmen, die ihre Anwendbarkeit und Aussagekraft begrenzen. Laut der Studie zeigen die eingesetzten Modelle jedoch eine sehr gute Übereinstimmung mit den tatsächlich beobachteten Daten. Zukünftig werden die Daten großer Kohortenstudien dazu beitragen, die Ergebnisse dieser Arbeit zu überprüfen und gegebenenfalls auszubauen.“

„Die vorliegende Schätzung ist lediglich ein Anhaltspunkt für eine ‚durchschnittliche‘ Vererbbarkeit der Lebensspanne. Ob dieser Anteil nun bei 25 Prozent oder bei 50 Prozent liegt, der Einfluss nicht-erblicher Faktoren bleibt auch nach dieser Schätzung hoch. Umweltbedingungen und das eigene Verhalten sind daher entscheidende Einflussgrößen für die Länge und Qualität unseres Lebens. Darüber hinaus machen mathematische Modelle häufig die vereinfachende Annahme, dass intrinsische und extrinsische Faktoren strikt unabhängig voneinander sind. In der Realität können genetische und externe Faktoren jedoch in komplexer Weise zusammenwirken – sowohl in förderlicher als auch nachteiliger Weise. In diesem Bereich werden wir in Zukunft sicher noch viel lernen können.“

Auf die Frage, welche Auswirkungen die Ergebnisse der Studie auf das Verhalten von Menschen haben könnte:
„Die Ergebnisse dieser Arbeit werden mich definitiv nicht dazu bringen, wieder zu rauchen.“

„55 Prozent ist in der Tat ein sehr hoher Wert verglichen mit den vorherigen Studien. Dieser Wert ist überraschend, weil vorherige Studien auf 20 bis 30 Prozent kommen. Andere Studien, die ‚assortative mating‘, also einrechnen, dass menschliche Paarung nicht zufällig ist, kommen sogar auf Werte unter zehn Prozent. Hier wird nun extrinsische Mortalität als Einflussgröße herausgerechnet und in der Simulation der Daten steigt die Korrelation von 0,23 auf 0,5. Eine Einschränkung würde ich darin sehen, dass die extrinsische Mortalität über die Lebensdauer relativ gering erscheint. Es stellt sich daher die Frage, wie groß der Einfluss damit wirklich wäre. Zudem ist auch nicht klar, ob etwa epigenetische Einflüsse sich auf die intrinsische Mortalität auswirken könnten.“

„Nach der Modellierung in der Studie hätte das Herausrechnen der extrinsischen Mortalität in der Tat einen massiven Effekt. Dies ist erstaunlich, da die extrinsische Mortalität über die Lebensdauer, etwa in Abbildung 1A und in Tabelle 1 doch eher gering erscheinen.“

„Generell geht die Literatur eher davon aus, dass genetische Faktoren zu 20 bis 30 Prozent die Lebensspanne beeinflussen. Diese basieren ebenfalls auf eineiigen Zwillingsstudien. Daher wären Umweltfaktoren von großer Bedeutung. Aus einer UK-Biobank-Studie im vergangenen Jahr hat sich Rauchen als der wichtigste Umweltfaktor herausgestellt, der den Alterungsprozess ungünstig beeinflusst. Im Gegensatz verzögern Sport und ein besserer sozioökonomischer Status das Altern. Wesentliche weniger ist bekannt, ob und welche Genvarianten zur Langlebigkeit bei Menschen beitragen. Das Gen ApoE4 ist hier die Ausnahme, da hier ein relativ klarer Zusammenhang zwischen Genvarianten und Alzheimerrisiko und Sterblichkeitsrisiko besteht. Es gibt noch ein paar weitere Genvarianten aus Centenarianstudien (Studien mit Menschen die 100 Jahre oder älter sind; Anm. d. Red.), aber im Vergleich zum Wissen über Umweltfaktoren ist das sehr wenig.“

Auf die Frage, welche Auswirkungen die Ergebnisse der Studie auf das Verhalten von Menschen haben könnte:
„Das ist eine gute Frage. Wir können die Gene, mit denen wir geboren wurden, nicht ändern. Daher können wir allein die Umweltfaktoren und vor allem unser Verhalten ändern. Hier ist es wichtig, dass solche Faktoren einen ganz klaren Einfluss auf das Altern haben. Sport ist sehr wichtig, um Risiken zu senken – gesunde Ernährung ebenfalls. Natürlich ist es wichtig, mehr über die Genetik des Alterns zu erfahren. Der menschliche Alterungsprozess ist selbstverständlich von den menschlichen Genen abhängig. Dass es eine maximale Lebensspanne von bis zu 120 Jahren beim Menschen gibt, ist klar genetisch bedingt und unterscheidet die menschliche Lebensdauer von denen anderer Arten. Aber wie die Genvarianten beim Menschen diese 120 Jahre beeinflussen, ist weniger klar.“