Unsere epigenetische Uhr teilt uns mit, wie alt wir wirklich sind.
Altern ist auch ein biologischer Prozess. Altern kann das Auftreten diverser Krankheiten begünstigt. Die Kenntnis der wichtigsten molekularen Vorgänge des Alterns bietet Angriffspunkte das Altern zu verlangsamen, bzw. die biologische Uhr zurückzudrehen (reverse-aging).

Von PD Dr. med. Ch. Schmidt und Dr. med. T. Frank

Referenz: Campisi J et al. From discoveries in ageing research to therapeutics for healthy ageing. Nature. 2019;571(7764)

Wollen Sie wissen, wie alt Sie werden …?

Im sonnigen Los Angeles 2013 … In einer Studie an 8.000 menschlichen Geweben fand Steve Horvath heraus, dass in uns eine Lebensuhr tickt. Diese epigenetische Uhr basiert auf der Messung von chemischen Veränderungen unseres Erbgutes – der DNA-Methylierung (DNAm).
Die Art und Weise, wie unsere Gene chemisch verändert sind, steht in direktem Zusammenhang mit unserem biologischen Alter und dem altersabhängigen Risiko für Erkrankungen.

Unser chronologisches Alter ist damit Makulatur und es bewahrheitet sich, was wir bereits ahnten. Man ist so jung, wie man sich fühlt, bzw. wie sich unsere Gene fühlen. Tatsächlich kann man relativ genau kalkulieren, wenn die Genveränderungen ein Punkt erreichen, wann mutmaßlich der Tod eintritt.

Zukünftige Forschungen werden klären müssen, ob das DNAm-Alter nur ein Marker des Alterns ist oder ob es mit einem Auslöser für das Alterns zusammenhängt.

Warum wir Altern

Müssen wir überhaupt altern und irgendwann sterben? Es gibt Lebewesen, die können sich verjüngen oder altern nur extrem langsam. Z.B. bestimmte Plattwürmer, Medusen, Hummer etc. Ein Organismus, der eine immer gleichbleibende Sterbewahrscheinlichkeit zeigt, ist der Süßwasserpolyp Hydra magnipapillata. Gar eine mit dem Alter abnehmende Sterblichkeit findet sich bei der Wüstenschildkröte Gopherus agassizii.

Und warum werden Menschen nicht 200 Jahre alt? 300? Der Grenzwert der maximalen Lebensspanne ist unbekannt. Er liegt jedoch höher als 122 Jahre (bislang ältester Mensch mit zweifelsfrei nachgewiesenem Geburtsdatum war Jeanne Calment mit 122 Jahren und 164 Tagen). Bis jetzt gibt es keinen Beweis dafür, dass Altern unbedingt notwendig wäre. Mal abgesehen von der Ausreifung zum Erwachsenen.

Altern ist etwas schönes. Es gibt viele tolle Dinge, die mit dem Alter verbunden sind. Die biologische Betrachtung ist nur ein Aspekt von vielen, dem wir uns auf unserer website annehmen. Aber Altern ist auch ein biologischer Prozess ist, der das Auftreten diverser Krankheiten begünstigt. Verschiedene Effekte des Alterns sind mittlerweile auf (sub)zellulärer Ebene beschrieben. Viele der identifizierten Wege und Prozesse sind oft Reaktionen auf Umweltveränderungen, um das Gleichgewicht von wichtigen Stoffwechselreaktionen aufrecht zu erhalten.

Diese Prozesse bieten mögliche Angriffspunkte, das Altern zu verlangsamen. Alterswissenschaftler sprechen davon die biologische Uhr zurückzudrehen (reverse-aging). Ziel ist es somit auch länger gesund und fit zu bleiben.

Wir wollen hier einen Überblick über einige der bekannten Mechanismen bieten. Campisi und Kollegen haben das in o.g. Artikel sehr gut zusammengefasst.

Von der Krankenpflege zur Gesundheitsförderung

Die Medizin wandelt sich stetig. Im Mittelalter wurde früh gestorben. Ursache waren oft kurze Phasen von Krankheit, welche in der Regel nicht behandelt werden konnten (höchstens per Aderlass). Oder durch Gewalt von Außen (Schwert).

Mit zunehmend besseren Behandlungsmethoden konnte der Tod in den letzten Jahrzehnten oft nach hinten verschoben werden. Manchmal durch den Preis einer verlängerten Phasen von Krankheit. Neue Konzepte beschreiben nicht nur die Verlängerung der Lebensspanne durch verlangsamtes oder reverses Altern, sondern auch eine längere Gesundheitsspanne. Das bedeutet sowohl die Länge des gesunden Lebens als auch den Anteil der gesamten krankheitsfreien Lebensspanne zu verlängern.

Die gezielte Beeinflussung konservierter Alterungspfade soll mehrere Probleme verhindern oder lindern. Dieses neue Gebiet der Alterswissenschaften prognostiziert, dass Alterungstherapien mehrere altersbedingte Krankheiten und Zustände gleichzeitig lindern oder verhindern werden.

In den dreißiger Jahren des letztens Jahrhunderts wurde zum ersten Mal systematisch beobachtet, dass das Altern beeinflusst werden kann. Es wurde entdeckt, dass reduzierte Nahrungszufuhr (Kalorienrestriktion) das Altern verlangsamen kann. Dadurch konnte die Entstehung von typischen altersassoziierten Erkrankungen hinauszögert werden.

Die Umwelt, die Gene und Baustoffe des Lebens

Das Modell für Entstehung von Behinderung, Tod und altersassoziierten Symptomen beginnt mit Umwelt- und genetischen Faktoren. In unseren Genen stecken die Baupläne für Eiweiße. Eiweiße dienen dem Aufbau des Körpers. Sie sind das Grundbaumaterial für Zellwachstum. Ohne Eiweiße wächst kein Muskel! Auch Enzyme sind Eiweiße, die in komplexen Reaktionsketten und Stoffwechselnetzwerken eine wichtig Rolle spielen. Und Eiweiße haben unzählige weitere Funktionen.

Sind unsere Gene gestört, werden auch die Baupläne für die Eiweiße verfälscht. Man spricht dann von Mutationen. Das kann dazu führen, dass wichtige Eiweiße gar nicht gebaut werden oder eine abgeschwächte oder verstärkte Funktion haben.

Im Wurm C. Elegans wurde vor Jahrzehnten ein Gen entdecket (age-1), bei dem Mutationen die Lebensspanne um bis zu 60% verlängert. Mittlerweile sind hunderte von Genen bekannt, deren verschiedene Varianten Einfluss auf die Lebensspanne haben. Dies ist auch auf höhere Lebewesen übertragbar.

Unsere Umwelt und Lebensweisen wiederum beeinflussen die Funktion der Gene. Genmutationen entstehen zum Beispiel durch Umgebungsgifte. Andererseits kann die Funktion der Gene durch unsere Ernährung, körperliche Aktivität oder Schlafrhythmus beeinflusst werden. Diese Form der Veränderung der Genfunktion nennt man auch Epigenetik.

Letztendlich beeinflussen Umwelt und Gene eine Reihe von zellulären Schlüsselprozessen und -wegen. Viele dieser Prozesse tragen zur Entstehung eines chronischen Entzündungsstadiums und zur Geschwindigkeit des Alterns bei. Diese wiederum erhöhen zusammen mit krankheitsspezifischen Risikofaktoren das Risiko für chronische Erkrankungen des Alterns. Z.B. können Cholesterinspiegel und hoher Blutdruck zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Schlaganfall und Herzinfarkt führen.

Lesen Sie am 26.07.2020 im zweiten Teil dieser Miniserie …

• über die Wege, die zum Altern führen
• wie chronische Entzündungen Krankheitsprozesse fördern
• wie die Gesundheits-/Lebensspanne verlängert werden kann