Kalorienrestriktion, auch kalorische Restriktion oder Kalorienbeschränkung genannt, ist die Bezeichnung für eine Diät mit einer gegenüber der Ernährung ad libitum („nach Belieben“) um 10 bis 50 Prozent reduzierten Zufuhr von chemisch gebundener Energie aus Lebensmitteln (siehe: physiologischer Brennwert) über die Ernährung.H. Pijl: Longevity. The allostatic load of dietary restriction. In: Physiology & behavior. Band 106, Nummer 1, April 2012, , S. 51–57, doi:10.1016/j.physbeh.2011.05.030, PMID 21663754.K. Dorshkind u. a.: The ageing immune system: is it ever too old to become young again? In: Nat Rev Immunol 9, 2009, S. 57–62. PMID 19104499. Ziel ist es, dadurch eine höhere Lebenserwartung oder zumindest ein verzögertes Altern oder gesundheitsfördernde Wirkung zu erzielen,G. D. Kolovou, V. Kolovou, S. Mavrogeni: We are ageing. In: BioMed Research International, Band 2014, 2014, , S. 808307, doi:10.1155/2014/808307, PMID 25045704, . ohne dass sich dabei eine Unterernährung einstellen soll. In der englischsprachigen Fachliteratur werden die Begriffe caloric restriction, calorie restriction oder dietary restriction für die Kalorienrestriktion verwendet.
Bei einer Reihe von Modellorganismen konnte auf diese Weise ein gesundheitsfördernder und lebensverlängernder Effekt nachgewiesen werden. Bei einigen Spezies oder Züchtungen konnte allerdings keine Verlängerung der Lebenserwartung festgestellt werden. Die Verlängerung der Lebenserwartung bei manchen Nagetierstämmen um bis zu 50 %J. R. Speakman, S. E. Mitchell: Caloric restriction. In: Molecular Aspects of Medicine, Band 32, Nummer 3, Juni 2011, S. 159–221, , doi:10.1016/j.mam.2011.07.001, PMID 21840335. ist unter anderem vom Genom und dem Geschlecht abhängig.L. Mulvey, A. Sinclair, C. Selman: Lifespan modulation in mice and the confounding effects of genetic background. In: Journal of genetics and genomics = Yi chuan xue bao. Band 41, Nummer 9, September 2014, S. 497–503, , doi:10.1016/j.jgg.2014.06.002, PMID 25269675, .
Zuverlässige Daten über einen lebensverlängernden Effekt durch Kalorienrestriktion beim Menschen liegen nicht vor. Während der Effekt im Tiermodell überwiegend anerkannt wird, wird die Übertragbarkeit auf den Menschen kontrovers diskutiert. Die Wirkmechanismen sind hypothetisch und ungeklärt.
Geschichte mini|Eine Gravur, die den kalorienrestringierten Alvise Corner zeigen soll Der Venezianer Alvise Corner (1467–1565) schrieb in seinem autobiografischen Traktat Discorsi della vita sobria (Vom mäßigen Leben), das er im Alter von 83 Jahren verfasste, sein hohes Alter und seine Gesundheit dem Umstand zu, dass er eine strenge Diät (Kalorienrestriktion) befolgte. Dabei aß Cornaro gerade so viel, wie zum Überleben notwendig war. Die Nahrung wählte er dabei nicht nach seinem Geschmack, sondern nach gesundheitlichen Aspekten aus.Louis Cornaro: The Art of Living Long. ins Englische übersetzt von W. F. Butler. Verlag Springer, 1903, ISBN 978-0-8261-2695-5, S. XXIII ().A. J. Carlson, F. Hoelzel: Apparent Prolongation of the Life Span of Rats by Intermittent Fasting. In: Journal of Nutrition, Band 31, 1946, S. 363–375, PMID 21021020.
Francis Peyton Rous stellte 1914 in Tierversuchen fest, dass durch eine Reduzierung des Nahrungsangebotes bei Ratten die Häufigkeit von Tumoren verringert und das Leben der Tiere verlängert werden kann. In den 1930er Jahren stellten Clive McCay und Kollegen nach ähnlichen Tierversuchen die Hypothese auf, dass die Lebensverlängerung durch Kalorienrestriktion bei Ratten auf eine verringerte Wachstumsrate zurückzuführen sei. Eine molekularbiologische Erklärung dafür hatten sie nicht.
Der lebensverlängernde Effekt der Kalorienrestriktion wurde 1934 von dem US-amerikanischen Biochemiker Clive Maine McCay (1898–1967) und Mary F. Crowell (beide Cornell University) beschrieben.C. M. McCay und M. F. Crowell: Prolonging the Life Span. In: The Scientific Monthly 39, 1934, S. 405–414; .C. M. McCay u. a.: The effect of retarded growth upon the length of the life span and upon the ultimate body size. In: J Nutr, 79, 1935, S. 63–79.C. M. McCay u. a.: The effect of retarded growth upon the length of life span and upon the ultimate body size. 1935. In: Nutrition, 5, 1989, S. 155–171. PMID 2520283. McCay und Crowell stellten bei ihren Versuchen mit Ratten fest, dass die dauerhafte Reduzierung der Nahrungsmenge – unter Sicherstellung einer adäquaten Ernährung – die Lebenserwartung der Tiere signifikant erhöht.L. Fontana: The scientific basis of caloric restriction leading to longer life. In: Curr Opin Gastroenterol 25, 2009, S. 144–150. PMID 19262201 (Review). Ein Teil der Versuchstiere bekam dabei 33 Prozent weniger Nahrung als die Vergleichsgruppe, die ad libitum („nach Belieben“) ernährt wurde, wodurch die Lebenserwartung der erstgenannten Tiere um fast 50 Prozent verlängert wurde.
Morris Ross führte in den 1960er und 1970er Jahren weitere Experimente mit Ratten durch und konnte dabei McCays Hypothese untermauern.M. H. Ross: Length of life and nutrition in the rat. In: The Journal of Nutrition. Band 75, Oktober 1961, , S. 197–210, PMID 14494200.M. H. Ross: Length of life and caloric intake. In: The American Journal of Clinical Nutrition, Band 25, Nummer 8, August 1972, S. 834–838, , PMID 5046728.
Ross konnte in seinen Versuchsreihen feststellen, dass die Zusammensetzung der Nahrung – im Vergleich zur Kalorienrestriktion – einen deutlich geringeren Effekt zur Lebensverlängerung hat.R. B. McDonald, J. J. Ramsey: Honoring Clive McCay and 75 years of calorie restriction research. In: The Journal of Nutrition, Band 140, Nummer 7, Juli 2010, S. 1205–1210, , doi:10.3945/jn.110.122804, PMID 20484554, . Richard Weindruch und Roy Walford zeigten in den 1980er Jahren durch Experimente mit Mäusen, dass Kalorienrestriktion auch dann, wenn sie erst bei ausgewachsenen Tieren eingeleitet wird, das Leben verlängern kann.R. Weindruch, R. L. Walford: Dietary restriction in mice beginning at 1 year of age: effect on life-span and spontaneous cancer incidence. In: Science, Band 215, Nummer 4538, März 1982, S. 1415–1418, PMID 7063854. Sie schlossen daraus, dass weniger eine verzögerte Reifung die Hauptursache für die Lebensverlängerung ist, sondern dass die Kalorienrestriktion offensichtlich den Prozess des Alterns selbst positiv mediiert. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts experimentierte die sowjetische Ärztin Galina Schatalowa mit der Kalorienrestriktion in Kombination mit Rohkost.
Während der 1980er und frühen 1990er Jahren begannen Forscher eine ernsthafte Diskussion über Studien zur Kalorienrestriktion unter Teilnahme von Menschen. In der Folge wurden Studien unter anderem mit Rhesusaffen (Macaca mulatta) durchgeführt, die zeigen konnten, dass die positiven Ergebnisse von anderen Tierarten auch auf Primaten übertragbar sind.R. J. Colman, T. M. Beasley u. a.: Caloric restriction reduces age-related and all-cause mortality in rhesus monkeys. In: Nature Communications, Band 5, 2014, S. 3557, , doi:10.1038/ncomms4557, PMID 24691430, .
In den 1990er Jahren begann auch eine intensive Erforschung der Effekte der Kalorienrestriktion bei dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans. 1998 veröffentlichten Bernard Lakowski und Siegfried Hekimi, dass Mutationen, die den Rachen des Wurmes verändern und die Nahrungsaufnahme beschränken, die Lebenserwartung um 50 % erhöhen.B. Lakowski, S. Hekimi: The genetics of caloric restriction in Caenorhabditis elegans. In: PNAS. Band 95, Nummer 22, Oktober 1998, , S. 13091–13096, PMID 9789046, .
Im Biosphäre-2-Experiment sollten sich die Studienteilnehmer vollständig aus dem inneren Stoffkreislauf eines geschlossenen Gebäudekomplexes ernähren. Roy Walford nahm von 1991 bis 1993 an dem Experiment teil. Als die Studienteilnehmer feststellen mussten, dass sie ihre Fähigkeit zur Produktion von Nahrungsmitteln überschätzt hatten, regte Walford eine Kalorienrestriktion an. Während sieben Achteln ihres zweijährigen Aufenthaltes konsumierten die acht Probanden eine geringfügig energiereduzierte (7300–8900 kJ/d = 1750–2100 kcal/d) Ernährung vor allem aus Gemüse, Obst, Nüssen, Getreide und Hülsenfrüchten. Walford berichtete, dass die gesunden, schlanken Versuchsteilnehmer mit vergleichbaren physiologischen, hämatologischen, hormonellen und biochemischen Veränderungen reagierten wie die Versuchstiere in Kalorienrestriktions-Studien.R. L. Walford, D. Mock u. a.: Calorie restriction in biosphere 2: alterations in physiologic, hematologic, hormonal, and biochemical parameters in humans restricted for a 2-year period. In: The Journals of Gerontology. Series A, Biological sciences and medical sciences, Band 57, Nummer 6, Juni 2002, S. B211–B224, , PMID 12023257.
Wirkung bei verschiedenen Lebewesen mini|Auswirkungen der Kalorienrestriktion auf die Überlebensrate von Labormäusen (KR=Kalorienrestriktion) mini|Kalorienrestriktion kann die Lebenserwartung der Schwarzbäuchigen Taufliege (Drosophila melanogaster) deutlich erhöhen.
Ähnliche Versuche wie die mit Mäuse wurden seit 1934 mit den unterschiedlichsten Spezies und variierten Versuchsbedingungen durchgeführt. Bei vielen Spezies wird nicht nur die mittlere Lebensdauer der Versuchstiere, sondern auch ihre maximale Lebensdauer erhöht. Die Häufigkeit altersbedingter Erkrankungen sinkt entsprechend.T. Hofer u. a.: One year of caloric restriction and exercise in humans and the effects on DNA and RNA oxidation levels in white blood cells and urine. In: Rejuvenation Res, 11, 2008, S. 793–799. PMID 18729811. Der Effekt des Zuwachses an maximaler Lebenserwartung stellt sich bei Nagetieren sowohl bei Beginn der Diät in der frühen Lebensphase (1. bis 3. Monat), als auch im mittleren Lebensabschnitt (12. Monat), ein.M. A. Lane u. a.: Caloric restriction and aging in primates: Relevance to humans and possible CR mimetics. In: Microsc Res Tech, 59, 2002, S. 335–338. PMID 12424798 (Review).J. Wanagat u. a.: Caloric intake and aging: mechanisms in rodents and a study in nonhuman primates. In: Toxicol Sci, 52, 1999, S. 35–40. PMID 10630588 (Review). Wird dagegen mit der Kalorienrestriktion in einem späteren Lebensabschnitt der Versuchstiere begonnen, beispielsweise im 17. oder 24. Monat von Mäusen, so kehrt sich der Effekt um und die Lebensspanne der Versuchstiere verkürzt sich.M. J. Forster u. a.: Genotype and age influence the effect of caloric intake on mortality in mice. In: FASEB J, 17, 2003, S. 690–692. PMID 12586746.
Die Kalorienrestriktion wurde unter anderem an Backhefe (Saccharomyces cerevisiae),S. J. Lin u. a.: Requirement of NAD and SIR2 for life-span extension by calorie restriction in Saccharomyces cerevisiae. In: Science, 289, 2000, S. 2126–2128. PMID 11000115.S. J. Lin u. a.: Calorie restriction extends Saccharomyces cerevisiae lifespan by increasing respiration. In: Nature, 418, 2002, S. 344–348. PMID 12124627. dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans, der Fruchtfliege Drosophila melanogaster,W. Mair u. a.: Calories do not explain extension of life span by dietary restriction in Drosophila. In: PLoS Biol 3, 2005, e223. PMID 16000018. Mäusen,R. Weindruch u. a.: The retardation of aging in mice by dietary restriction: longevity, cancer, immunity and lifetime energy intake. In: Journal of Nutrition Band 116, 1986, S. 641–654. PMID 3958810. Ratten, HundenD. F. Lawler u. a.: Diet restriction and ageing in the dog: major observations over two decades. In: Br J Nutr 99, 2007, S. 1–13. PMID 18062831. und an nichtmenschlichen PrimatenR. Weindruch: The retardation of aging by caloric restriction: studies in rodents and primates. In: Toxicol Pathol, 24, 1996, S. 742–745. PMID 8994305. untersucht.