Eine kleine Zusammenfassung des Wissenstands (2019/2020) – Teil 1/2

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

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

Kernpunkte

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

Wollen Sie wissen, wie alt Sie werden …?

Im sonnigen Los Angeles fand 2013 Steve Horvath in einer Studie an 8.000 menschlichen Geweben 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 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, 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 – besäßen wir die zellulären und molekularen Mechanismen – Altern, mal abgesehen von der Ausreifung zum Erwachsenen, unbedingt notwendig wäre.

Wir können festhalten, dass Altern unter anderem ein biologischer Prozess ist, der das Auftreten diverser Krankheiten begünstigt. Verschiedene biologische Kennzeichen und Prozesse des Alterns auf (sub)zellulärer Ebene sind mittlerweile beschrieben. Viele der identifizierten Wege und Prozesse sind oft Reaktionen auf Umweltveränderungen, um das Gleichgewicht von wichtigen Stoffwechselreaktionen aufrecht zu erhalten.

Diese Prozesse bietet mögliche Angriffspunkte, das Altern zu verlangsamen, bzw. die biologische Uhr zurückzudrehen (reverse aging) und 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 zum Beispiel wurde früh gestorben, durch kurze Phasen von Krankheit, welche in der Regel nicht behandelt werden konnten (höchstens per Aderlass) oder Gewalt von Außen. Mit zunehmend besseren Behandlungsmethoden konnte der Tod in den letzten Jahrzehnten oft nach hinten verschoben werden, ggf. durch eine verlängerte Phasen von Krankheit. Neue Konzepte beschreiben nicht nur die Verlängerung der Lebensspanne durch verlangsamtes oder reverses Altern, sondern auch eine längere Gesundheitsspanne, was sowohl die Länge des gesunden Lebens als auch den Anteil der gesamten krankheitsfreien Lebensspanne beschreibt.

Die gezielte Beeinflussung konservierter Alterungspfade soll mehrere klinische Probleme verhindern oder lindern. Dieses neue Gebiet der Wissenschaften 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 und die Entstehung von typischen altersassoziierten Erkrankungen hinauszögert.

Die Umwelt, die Gene und Baustoffe des Lebens

Das Modell für Entstehung von Behinderung, Tod und altersassoziierten Symptomen beginnt mit Umwelt- und genetische 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, man spricht dann von Mutationen, werden auch die Baupläne für die Eiweiße verfälscht. 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. Sie können nicht nur Mutationen, zum Beispiel durch Umgebungsgifte, sondern auch durch unsere Ernährung, körperliche Aktivität oder Schlafrhythmus beeinflusst werden.

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 im zweiten Teil dieser Miniserie

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