Wann beginnt der Alterungsprozess?
Vieles spielt mit, wie du älter wirst. So können nicht nur deine körperlichen Eigenschaften, sondern auch dein Lebensstil den Alterungsprozess beeinflussen. Dazu gehören z.B. das Ernährungsverhalten und die damit verbundene Nährstoffversorgung, ob du regelmäßig Bewegung machst und über welche Stressbewältigungsstrategien du verfügst. Aber auch dein soziales Umfeld, dein Bildungsstatus oder deine Krankengeschichte haben einen Einfluss darauf, wie du alterst. Diese Faktoren sind zu 80 % für den Verlauf deines Alterungsprozesses verantwortlich. Auch dein Erbgut - das Genmaterial, das dir deine Eltern und Großeltern mitgaben – ist ein Faktor des Alterns. Das jedoch nur zu 20 %. Das heißt, du bestimmst zu einem großen Teil selbst, wie dein Alterungsprozess verläuft.
Genetik
Wie Gene zusammenspielen und sich auf deinen Organismus auswirken, ist ein komplexes Netzwerk. Viele Wissenschaftler beschäftigten sich bereits mit dem Zusammenhang zwischen Genetik und der menschlichen Langlebigkeit. Sie identifizierten 2 Gene, die jeder Mensch besitzt und die eindeutig mit der Länge der Lebensspanne zusammenhängen. Wie sich diese 2 Gene auf das Älterwerden auswirken, hängt davon ab, welche Variante der Gene bevorzugt umgesetzt wird.
Epigenetik
Im Gegensatz zur Genetik liefert die Epigenetik keine Bauanleitungen für Proteine. Denn das Epigenom, die Gesamtheit aller epigenetischen Vorgänge, fungiert als Steuermann der Gene. Das heißt, die Epigenetik bestimmt, wie stark oder schwach die Informationen, die auf den Genen liegen, abgelesen und umgesetzt werden. Diese epigenetischen Mechanismen sind allerdings nicht wie deine DNA nur durch Vererbung vorherbestimmt, sondern unterliegen auch äußeren Einflüssen. Abhängig von deiner genetischen Veranlagung, deinem Lebensstil und deiner Umwelt bestimmt die Epigenetik also, welche deiner Gene wie stark eingesetzt werden.
Jetzt weißt du, wie der Alterungsprozess beeinflussbar ist, wie sich das Älterwerden bemerkbar macht und dass dein Alter bis zu einem bestimmten Grad messbar ist. Was passiert nun genau in deinem Körper?
Dein Körper kann Verletzungen und Schäden auf genetischer und zellulärer Ebene mittels Reparaturmechanismen und Zellerneuerung beheben. Er kann Eindringlinge durch das eigene Abwehrsystem unschädlich machen und glänzt in herausfordernden Situationen durch seine Leistungsfähigkeit. Mit zunehmendem Alter beginnen diese Systeme aber an Power zu verlieren. Störungen können dann nicht mehr einwandfrei behoben werden und Heilungsprozesse funktionieren nur noch suboptimal. Dabei spielen viele komplexe Vorgänge in deinem Organismus zusammen, die auch als die 9 Kennzeichen des Alterns beschrieben werden.
Was ist das biologische Alter?
Die Mitochondrien sind als Energieproduzenten bedeutende Mitspieler im Alterungsprozess deiner Zellen. Mit Hilfe von Sauerstoff wird Energie in Form von ATP produziert. Dieser Prozess heißt Atmungskette und läuft in der inneren Membran der Mitochondrien ab.
Sauerstoff ist also essenziell für die Energiegewinnung in den Mitochondrien. Eng damit verknüpft sind reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die während der ATP-Bildung entstehen. Sie werden einerseits vom Körper für viele Stoffwechselvorgänge dringend gebraucht. Andererseits kann das oxidative Gleichgewicht des Körpers in Schieflage geraten, wenn die Menge an ROS überwiegt bzw. zu wenige ausgleichende Antioxidantien vorhanden sind. Dann entsteht oxidativer Stress. Dieser wiederum kann die Mitochondrien schädigen und sie dadurch in ihrer Funktion beeinträchtigen. Ist das der Fall, liegt eine mitochondriale Dysfunktion vor. Das bremst viele Stoffwechselwege in deinem Organismus aus und kann sich auf deine Regenerations- und Leistungsfähigkeit auswirken. Außerdem können Sauerstoffradikale Proteine, Membranen und DNA schädigen. Deswegen spielen Sauerstoff und freie Radikale beim Alterungsprozess eine tragende Rolle.
Antioxidantien sind starke Gegenspieler des Sauerstoffs und seiner Auswirkungen im Alterungsprozess. Als wichtigste antioxidative Verbindung der Zelle gilt das reduzierte Glutathion, das Sauerstoffradikale neutralisieren kann. Die Vitamine C und E sind darüber hinaus antioxidative Verbindungen, die verbrauchtes Glutathion regenerieren können. Coenzym Q10 (CoQ10) und Alpha-Liponsäure spielen ebenfalls eine Rolle im Glutathion-System. So kann es sich den ROS wieder leistungsbereit entgegenstellen.
Antioxidantien
Einen Einblick darüber, was es mit der Epigenetik auf sich hat, hast du bereits bekommen. Wie genau hängt das mit dem Alterungsprozess zusammen? Viele Forscherteams entdeckten bereits Hinweise, dass der Alterungsprozess mit epigenetischen Veränderungen zusammenhängt. Epigenetische Prozesse finden in allen Zellen und Geweben deines Körpers statt. Sie modifizieren dein Erbgut, verändern deine DNA aber nicht. Dazu gehört z. B. die DNA-Methylierung. An manchen Stellen deiner DNA sind Methylgruppen (-CH3) gebunden, über die das Ablesen der Geninformation gesteuert wird. Verändert sich dieses Methylierungsmuster, kann das den Alterungsprozess beeinflussen. Bisher gibt es jedoch keinen experimentellen Beweis, dass mittels Manipulation der Epigenetik die Lebensspanne verlängert werden kann. Dennoch kann ein besseres Verständnis der epigenetischen Abläufe viele Möglichkeiten bieten, um die Entwicklung altersbedingter Erkrankungen zu beeinflussen. Und so möglichst lange gesund zu leben.
Im Laufe deines Lebens häufen sich Defekte in deinem Genom an. Diese kommen durch äußere Einflüsse, wie UV-Strahlung, zustande. Auch fehlerhafte Abläufe innerhalb deines Körpers, z. B. bei der Vervielfachung deiner DNA im Zuge der Zellteilung, oder reaktive Sauerstoffspezies (ROS) können Defekte verursachen. Diese Gendefekte können Punktmutationen, Größenveränderungen der Chromosomen oder Telomerverkürzungen sein, die die Stabilität deines Genoms beeinträchtigen. Um dem entgegenzuwirken, hat dein Körper eine Vielzahl an ausgeklügelten Reparaturmechanismen entwickelt. Diese können die meisten der entstandenen Schäden beheben und so die genomische Stabilität erhalten. Da viele dieser Mechanismen mit zunehmendem Alter jedoch an Leistung verlieren, ist die Instabilität des Genoms ein Zeichen für Alterung.
Als Telomere werden per Definition die Endabschnitte deiner Chromosomen bezeichnet. Sie bestehen aus hochrepetitiven (sich oft wiederholenden) Sequenzen, die bei deiner Geburt etwa 15000 Basenpaare lang sind. Die Telomere sorgen für Stabilität, während dein Erbgut bei der Zellteilung vervielfältigt wird und fungieren so als Schutzkappen deiner DNA. Gleichzeitig regulieren die Telomere wie oft eine Zelle sich teilt. Mit jeder erfolgreichen Zellteilung werden die Telomere um ein Stückchen kürzer: etwa 25-200 Basenpaare gehen verloren.
Das heißt, umso älter eine Zelle wird, umso kürzer sind die Telomere ihrer Chromosomen. Schließlich kommt es zur zellulären Seneszenz. Die Zelle stoppt das Teilen und stellt ihr Wachstum ein – stirbt aber nicht, sondern sinkt in einen Ruhemodus. Diese Telomerverkürzung und die darauffolgende Zellseneszenz sind maßgeblich bestimmend für die menschliche Lebensspanne. Das Enzym Telomerase agiert gegen die stetige Verkürzung der Telomere. Das Enzym kann die Telomer-spezifische TTAGGG-Sequenz synthetisieren, die Telomere verlängern. Deswegen wird die Telomerase gerne als das „Unsterblichkeitsenzym“ bezeichnet. Der Haken dabei ist, dass die Telomerase nur in bestimmten Zellen aktiv ist, wie z. B. in Stammzellen oder in manchen Immunzellen, die sich besonders schnell teilen.
Den Begriff „Zellseneszenz“ hast du bereits bei der Telomerverkürzung kennengelernt. Jetzt kommt auch der Alterungsprozess ins Spiel. Die Zellseneszenz beschreibt einen irreversiblen Ruhezustand der Zelle. Die Zelle hört auf sich zu teilen und stellt ihr Wachstum ein, bleibt aber lebensfähig. Sie befindet sich so zu sagen im Zellteilungs-Arrest. Die zelluläre Seneszenz kann als Folge verschiedener Belastungen eintreten:
- Telomerverkürzung
- Alterung
- oxidativer Stress
- epigenetische Veränderungen
- Gewebeumbau
- Verletzungen
Die Zellseneszenz bringt bestimmte Vorteile mit sich. Denn durch den Eintritt in den Ruhemodus wird verhindert, dass die Zelle Schaden erleidet oder sich Schäden im Gewebe ausbreiten. Das wird beispielsweise bei der embryonalen Entwicklung, bei der Reparatur von Geweben oder als starke Barriere gegen die Entartung von Zellen- und Zellverbände genützt. Dennoch gilt die Zellseneszenz als einer der ursächlichen Faktoren des Alterungsprozesses. Alternde Zellen werden nämlich nicht durch den vorprogrammierten Zelltod (Apoptose) entfernt, sondern gehen in die Seneszenz über. Gleichzeitig sind seneszente Zellen resistent gegenüber dem Wiedereintritt in den Zellzyklus. Durch den Ruhemodus können sich Schäden nicht im Gewebe ausbreiten. Das Problem an seneszenten Zellen ist, dass sie charakteristische Proteine sekretieren, wie z. B. entzündliche Zytokine, Wachstumsfaktoren oder Chemokine. Diese beeinträchtigen die Umgebung der Zelle und können zum Funktionsverlust von umliegenden Zellverbänden und Geweben führen.
Für deine Gesundheit ist es wichtig, dass deine Zellen ordnungsgemäß arbeiten und dabei in lückenlosem Austausch miteinander stehen. Mit dem Alter verändern sich jedoch nicht nur Regenerationsfähigkeit, Mitochondrien und Telomere, sondern auch die Kommunikation zwischen deinen Zellen.
Dabei spielen Entzündungsreaktionen eine tragende Rolle, darunter das „Inflammaging“. Das Inflammaging beschreibt einen dauerhaften niederschwelligen Entzündungszustand, der altersbedingt auftaucht. Dieses Entzündungsgeschehen fördert die Aktivierung von proinflammatorischen (Entzündungsfördernd und eine Immunantwort anregend) Signalwegen. Dadurch verändert sich die hormonelle und neuronale Signalübertragungen. Hormone und Neurotransmitter sind daher besonders von einer veränderten Zell-Zell Kommunikation betroffen.
Darüber hinaus wirkt sich Inflammaging auch anderweitig auf den Alterungsprozess aus. Es kommt zu:
Jeder weiß: Stammzellen sind die Superhelden des menschlichen Körpers. Warum das so ist, ist einfach erklärt. Stammzellen haben die außergewöhnliche Fähigkeit, Gewebe und Organe zu erneuern. Sie teilen sich dann, wenn dringend neues Zellmaterial benötigt wird. Dadurch sind Stammzellen ausschlaggebend für das Regenerationspotential deines Körpers. Mit dem Alter tritt eine Erschöpfung der Stammzellen ein: Immer weniger der wichtigen regenerativen Zellen zirkulieren im Körper. Dadurch schreitet die Alterung von Geweben, Organen und des gesamten Körpers weiter voran.
Das kann sich beispielsweise auf die Blutbildung auswirken. Die Erschöpfung der Stammzellen trägt dazu bei, dass der Körper mit zunehmendem Alter weniger Blut bildet. Damit einhergehend werden auch weniger adaptive Immunzellen produziert und das Immunsystem lässt nach. Die Anpassungsfähigkeit an neue unbekannte Erreger sinkt und die Immunabwehr nimmt ab. Diese Veränderung des Immunsystems wird als Immunoseneszenz bezeichnet. Aber nicht nur die Erschöpfung der Stammzellen führt zu Immunoseneszenz, sondern auch chronischer Stress, Virusinfektionen und das Inflammaging.
Verlust der Proteostase[8]
Die Proteostase beschreibt den Zustand eines stabilen und funktionierenden Proteinhaushalts in deiner Zelle. Dafür ist die richtige Faltung und damit einhergehend die richtige Struktur von Proteinen wichtig. Um zu gewährleisten haben deine Zellen mehrere Qualitätskontrollen entwickelt. Diese kommen zum Einsatz, wenn die Zelle z. B. Stress ausgesetzt ist. Denn Stress hat viele negative Auswirkungen für deinen Körper. Eine davon ist, dass Proteine ihre ordnungsgemäße Faltung verlieren. Oder, dass Proteine im Zuge der Proteinsynthese von Anfang an falsch oder gar nicht gefaltet werden.
Tritt dieser Fall ein, gerät die Proteostase aus dem Gleichgewicht und die Qualitätskontrollen legen los. Zum Beispiel können Hitzeschockproteine ungefaltete oder falsch gefaltete Proteine wieder in ihre richtige Form bringen. Darüber hinaus gibt es eigene Abteilungen in deiner Zelle, die fehlgefaltete Proteine abbauen: das Proteasom und das Lysosom. Diese Kontrollvorgänge sind essenziell, um die Anhäufung falsch gefalteter Proteine zu verhindern.
Mit dem Älterwerden gerät die Proteostase zunehmend in Schieflage. Immer mehr inkorrekt gefaltete Proteine häufen sich an. Das kann u. a. die Entwicklung altersbedingter Erkrankungen begünstigen.
Fasten und eingeschränkte Nahrungsaufnahme sind in aller Munde, wenn es um die Gesundheit geht. Tatsächlich hat sich Intervallfasten auch als vielversprechendes Konzept zur Verlängerung der Lebensspanne herausgestellt. Mit dem Älterwerden verändert sich nämlich die Verwertung der Nährstoffe, die du über die Ernährung zu dir nimmst. Deswegen kannst du durch Fasten auf die Zellalterung einwirken.
Nicht nur der weibliche, sondern auch der männliche Hormonhaushalt gestaltet sich zwischen dem 45. und dem 55. Lebensjahr um. Die Spiegel beinahe aller Hormone fallen ab. Dazu gehören die Sexualhormone, deren Vorstufe DHEA, Wachstumshormone oder Melatonin. Die einzige Ausnahme: das Stresshormon Cortisol. Um diesen hormonellen Veränderungen und damit assoziierten Alterungserscheinungen entgegenzuwirken, stehen Hormonersatztherapien im Raum. Sie sollen die „fehlenden“ Hormone ersetzen und so die Alterung verlangsamen. Nicht abschätzbare Langzeitfolgen dürfen dabei aber nicht außer Acht gelassen werden. Hormone gegen den Alterungsprozess sind also mit Vorsicht zu genießen. Gegen Wechselbeschwerden wie Hitzewallungen, Schweißausbrüche und Co. kommen ebenfalls Hormone (z. B. Gestagen- oder Östrogenpräparate) zum Einsatz. Kurzfristig angewendet können sie Erleichterung bieten. Eine längere Hormonbehandlung sollte jedoch in Absprache mit dem Arzt des Vertrauens geschehen, wobei das Bewusstsein für mögliche gesundheitliche Folgen wesentlich ist.
Die Zellseneszenz beschreibt einen irreversiblen Ruhezustand der Zelle. Die Zelle hört auf sich zu teilen und stellt ihr Wachstum ein, bleibt aber lebensfähig. Sie befindet sich so zu sagen im Zellteilungs-Arrest.
Ja, auch Stammzellen haben Telomere, die die Stabilität des Erbguts bei der Zellteilung gewährleisten.
Einseitige und ungesunde Ernährung, zu wenig Bewegung, Stress, schlechter Schlaf und der übermäßige Konsum von Genussmitteln (wie z. B. Alkohol, koffeinhaltige Getränke oder Tabakwaren) können deine Gesundheit und die Leistungsbereitschaft deines Körpers beeinträchtigen und sich damit auch negativ auf den Alterungsprozess auswirken.
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Einzelnachweise
- Gesund älter werden | Gesundheitsportal; Bundesministerium für Soziales, Gesundheit, Pflege und Konsumentenschutz;https://www.gesundheit.gv.at/leben/altern/aelter-werden.html; 2022; abgerufen am 09.11.2022.
- Schütz B.,et al.; Stellgrößen des Alterns; OM & Ernährung; 2019:12-16.
- Stengg K.; Gesund bis ins hohe Alter; Ärzte Verlag GmbH;https://www.aerzte-exklusiv.at/de/UJ1oLBWu/gesund-bis-ins-hohe-alter/?in=DaD66Z0s; 2022; abgerufen am 02.11.2022.
- Spichalsky R.; Anti-Aging war gestern, Well-Aging ist heute; OM & Ernährung 2019;13:42-45.
- Caruso C.,et al.; How Important Are Genes to Achieve Longevity?; International Journal of Molecular Sciences 2022;23(10).
- Epigenetik; Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH;https://www.spektrum.de/thema/epigenetik/1191602; 2022; abgerufen am 09.11.2022.
- Mayer W.; Age Scan im Blut - Laborparameter zur Einschätzung des biologischen Alters; OM & Ernährung 2019;13:4-8.
- López-Otín C.,et al.; The hallmarks of aging; Cell 2013;153(6):1194.
- Spreidler D.; Gesundes Altern ist eine LEISTUNG; OM & Ernährung 2019;13:26-33.
- Burghardt C.; MITOaging - ein wegweisendes Konzept gegen das Altern; OM & Ernährung 2019;13:17-24.
- Whittemore K.,et al.; Telomere shortening rate predicts species life span; Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2019;116(30):15122-15127.
- König B.; Anti-Aging und die Rolle der zellulären Seneszenz - Ein Überblick; OM & Ernährung 2019;13:36-41.
- Sancho R.M.; Well-Aging und Mikroimmuntherapie; OM & Ernährung 2019;13:46-48.
- Rebelo-Marques A.,et al.; Aging Hallmarks: The Benefits of Physical Exercise; Frontiers in Endocrinology 2018;9(MAY):258.
- Longo V.D.,et al.; Intermittent and periodic fasting, longevity and disease; Nature aging 2021;1(1):47.
- Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen (IQWiG).; Hormontherapie gegen Wechseljahrsbeschwerden;https://www.gesundheitsinformation.de/hormontherapie-gegen-wechseljahrsbeschwerden.html; 2020; abgerufen am 21.11.2022.
