Die 9 Ursachen des Alterns

Das Altern des Körpers besteht aus einer Reihe miteinander verbundener Prozesse.  Aus der jüngsten biomedizinischen Forschung sind die „ Kennzeichen des Alterns“ entstanden, jene Vorgänge, die auf zellulärer Ebene den Alterungsprozess steuern. 

Epigenetische Veränderungen

Unser Genom besteht aus langen DNA Strängen, die um Proteinspulen (Histone) gewickelt sind. Diese Histone sind mit chemischen Vorrichtungen ausgestattet, die das Ein- und Ausschalten von Genen unterstützen. Diese Schalteinrichtungen bilden das sog. Epigenom.  Das Epigenom verändert sich im zunehmenden Alter, wodurch die reibungslose Koordination der Genaktivität beeinträchtigt werden kann.  Eine besonders gut untersuchte Gruppe von Enzymen, die das Epigenom beeinflussen, sind die Sirtuine. Aber auch Ernährung, Arzneimittel oder Modifikation des Lebensstils können das Epigenom verändern.

Verlust der Proteostase

Die Hauptaufgabe der Gene ist es Proteine herzustellen. Diese regulieren praktisch alle chemischen Reaktionen der Zelle und müssen, um ihre Aufgabe zu erfüllen, in präzise Formen gefaltet sein. Im Alter treten Fehlfaltungen durch epigenetische Schädigung auf, wodurch die Proteine ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen. Der Vorgang der die Aufrechterhaltung aller Proteine in ihrer ursprünglichen Form reguliert, heißt Proteostase.

Deregulierte Nährstoffmessung

Sind im Körper Nährstoffe reichlich vorhanden, vermehren sich die Zellen. Sind diese aber knapp, konzentriert sich der Organismus auf Wartung und Reparatur. Studien wurden entwickelt, um dem Körper mit Hilfe von Nahrungsreduktion und/ oder Medikamenten, Nährstoffmangel vorzutäuschen. Diese Strategien haben Gesundheit und Langlebigkeit im Tierversuch verbessert.

Dysfunktion der Mitochondrien

Mitochondrien sind die „Kraftwerke der Zelle“, produzieren aber auch freie Radikale  (reaktive Sauerstoffspezies oder ROS), die Zellen beschädigen.  Ein neuer Denkansatz besagt, dass die Sauerstoffradikale wichtig sein könnten, zellulären Stress zu signalisieren, wodurch Zellen, Organe und Gewebe ihre Wartungs- und Reparaturprozesse erhöhen. Siehe auch https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3836174/

Zelluläre Seneszenz

Zelluläre Seneszenz ist ein Phänomen, bei dem Zellen aufhören, sich zu teilen. Mit zunehmenden Alter akkumulieren diese alternden Zellen, die schädliche Signale  in die Umgebung ausscheiden. Die Ursache der zellulären Seneszenz ist eine Verkürzung der Telomere, DNA-Anteile in den Chromosomen, die wichtig für alle biologischen Vorgänge sind. Sie werden mit dem Altern in Zusammenhang gebracht. (Siehe Punkt 9)

Jüngste Arbeiten, bei denen Mäuse gentechnisch so verändert wurden, dass Forscher viele ihrer seneszenten Zellen eliminieren konnten, haben  Hinweise auf gesundheitliche Vorteile gezeigt, einschließlich einer längeren Lebensdauer. Derzeit wird daran gearbeitet, Medikamente zu identifizieren, die auf die Elimination der seneszenten Zellen abzielen.

Erschöpfung der Stammzellen

Die Fähigkeit unseres Körpers Gewebe und Organe zu regenerieren, hängt von gesunden Stammzellen ab. Sie können sich in verschiedene Zelltypen differenzieren und dann bei Bedarf replizieren. Mit zunehmenden Alter sind die Stammzellpools entleert bzw. die alternden Stammzellen funktionieren nicht mehr so gut.

Veränderte Intrazelluläre Kommunikation

Die Kommunikation zwischen Zellen und Gewebe ist essentiell für den Erhalt der Körperfunktionen. Hormone sind z.B. wichtige Botenstoffe zur Zellkommunikation.  Altersbedingte chronische Entzündungen, vermutlich als Folge der seneszenten Zellen, können die Kommunikation deutlich verringern oder stören. Die Wiederherstellung einer ordnungsgemäßen intrazellulären Kommunikation könnte die Gesundheit verbessern, z.B. indem chronische altersbedingte Entzündungen reduziert werden.

Genomische Instabilität

Das Genom, oder auch das Erbgut eines Lebewesens, ist für den reibungslosen Ablauf aller Körperfunktionen verantwortlich. Externe oder interne Schadstoffe, wie z.B. Verschmutzung oder freie Radikale, beschädigen die DNA in unseren Zellen laufend; zelluläre Reparaturprozesse können diese Schäden erkennen und ausgleichen.  Mit zunehmendem Alter häufen sich die Schäden am Genom, die Reparaturprozesse können nicht mehr Schritt halten. Krebs ist eine Folge von nicht reparierten DNA Schäden. Lebewesen mit beeinträchtigten DNA-Reparaturprozessen zeigen Anzeichen eines beschleunigten Alterns.  

Telomerverkürzung

Die Abnutzung der Telomere ist eine besondere Art der genomischen Instabilität. Telomere sind sich wiederholende DNA-Sequenzen, welche die Enden der Chromosomen schützen und verhindern, dass sie mit gebrochenen DNA-Strängen verwechselt werden. Telomere bestimmen unser Lebensalter und werden durch die normale Zellteilung verkürzt, aber auch durch Prozesse, die die DNA schädigen. Wenn die Telomere eine kritisch kurze Länge erreichen, wird die Replikation der Zelle ausgeschalten.  Telomerase, ein Enzym des Zellkerns, kann die Verkürzung der Telomere verhindern und die Telomerlänge sogar wieder herstellen.

Quelle: Hallmarks of Aging; Carlos Lopez – Otin et al.; Cell. 2013 Jun 6; 153(6): 1194–1217.