Die wichtigsten Alterserscheinungen und wie man sie beeinflussen kann

Graphic of the 9 hallmarks of ageing

Kennzeichen des Alterns sind die komplexen und intraindividuellen biochemischen Veränderungen. Sie treten in lebenden Organismen aufgrund der biologischen Alterung auf und führen zum Verlust der physiologischen Integrität und zu Funktionsstörungen, die uns anfälliger für den frühen Tod machen.

Die Studie "Hallmarks of Ageing" wurden 2013 zum ersten Mal vorgestellt, um die chemischen Prozesse hinter dem Alterungsprozess zu verstehen. Der Alterungsprozess ist der Hauptfaktor, der die meisten menschlichen Krankheiten verursacht, darunter Krebs, Diabetes, Bluthochdruck, Müdigkeit, kognitive Störungen und neurodegenerative Erkrankungen.

Eine "metabolische Uhr" ist für Stoffwechselveränderungen verantwortlich und beeinträchtigt die metabolische Homöostase und biologische Aktivität. Unsere Genetik und Umweltfaktoren können die Merkmale des Alterns verstärken. Jedes Merkmal manifestiert das Auftreten und die Häufung von Umständen, die für verschiedene Arten von altersbedingten Krankheiten im menschlichen Körper verantwortlich sind.

Die wichtigsten Merkmale des Alterns

Die Merkmale des Alterns bestimmen den Unterschied zwischen dem "echten" und dem biologischen Alter. Die wichtigsten 9 Merkmale des Alterns sind im Folgenden zusammengefasst

1. Genomische Instabilität

Ein gemeinsamer Nenner im Zusammenhang mit dem Altern ist die Anhäufung genetisch geschädigter Zellen. Jede Zelle des menschlichen Körpers besteht aus den 3 Milliarden Buchstaben des DNA-Strangs, mit Ausnahme der roten Blutkörperchen, die die Komplexität unseres Genoms bestimmen. Die ordnungsgemäße Funktion des menschlichen Genoms ist von größter Bedeutung für das reibungslose Funktionieren unseres Körpers, aber leider machen mehrere Faktoren ein reibungsloses Funktionieren unmöglich. Die Kombination aus exogenen Faktoren (Strahlung und Umweltverschmutzung), endogenen Faktoren (freie Sauerstoffradikale), biologischen und chemischen Merkmalen ist ständig bestrebt, das reibungslose Funktionieren unseres Genoms zu zerstören.

Image of DNA spiral breaking, losing it's data

Bis zu einer Million Mal wird die DNA in jeder Zelle zerstört und repariert - eine unglaubliche Zahl. Obwohl der DNA-Codierungs- und Verschlüsselungsprozess den größten Teil des Verlustes ausgleichen kann, verliert er mit zunehmendem Alter seine Funktion und die Reparaturprozesse werden fehlerhafter.

Mit genomischer Instabilität verbundene Krankheiten:

Die Anhäufung von geschädigten DNA-Zellen führt zu vorzeitigen Alterungserscheinungen wie dem Bloom-Syndrom und dem Werner-Syndrom. Auch Krebs ist ein Beispiel für irreparabel geschädigte DNA-Zellen sowohl bei Menschen als auch bei Mäusen. Neurodegenerative Erkrankungen und neuromuskuläre Erkrankungen sind die Folge von Alterserscheinungen.

Umgang mit den Auswirkungen auf den Menschen:

Das Risiko der genomischen Instabilität kann durch die Vermeidung der Aussetzung gegenüber ultravioletten Strahlen und Karzinogenen sowie durch Vermeidung von Mangelernährung verringert werden. Die Aussetzung durch anderen Chemikalien wie Schwermetallen, Acrylamid, Benomyl und Chinon trägt erheblich zu den Alterungsmerkmalen bei.

2. Verkürzung der Telomere

Während des Akkumulationsprozesses der DNS sind die Telomere anfälliger. Dabei handelt es sich um abgestufte Nukleotidsequenzen in linearen Chromosomen, die mit Proteinen verbunden sind. Ihre Aufgabe ist es, den Endbereich der Chromosomen vor der Degeneration zu bewahren und den linearen Strang anstelle des Doppelstrangs zu erhalten.

 Graphic visualisation of shortening telemore

Das Fehlen der Telomerase führt zu einer wiederholten Verschlechterung der DNA, was zur Verkürzung der Telomere und schließlich zur Apoptose führt.

Mit Telomerverkürzung verbundene Krankheiten:

Die Entwicklung vorzeitiger Krankheiten wie Lungenfibrose, aplastische Anämie und kongenitale Dyskeratose sind die Folgen einer Telomerverkürzung aufgrund des Mangels an der Shelterin-Komponente. Ein übermäßiger Verlust von Telomeren führt zu einem Mangel an regenerativem Gewebe und beschleunigt den Alterungsprozess.

Forschungsstudien deuten auf einen direkten Zusammenhang zwischen Telomerlänge, Vergreisung und Alterung hin. Studien an Mäusen ergaben, dass eine kurze Telomerlänge die Lebensspanne verkürzt, während ein langes Telomer sie verlängert. In ähnlicher Weise wird der Telomerverschleiß als wesentlicher Grund für die erhöhte Sterblichkeit bei jungen Menschen angesehen. Eine Aktivierung der Telomere kann also den Alterungsprozess umkehren. Das Ausschalten des Enzyms Telomerase beim Menschen ist dafür verantwortlich, die Verkürzung der Telomere zu verhindern und ihre Länge wiederherzustellen.

Umgang mit den Auswirkungen auf den Menschen:

Wir können das Risiko einer Telomerverkürzung verringern, indem wir:

  • Eine restriktive Ernährung, eine ballaststoffreiche Kost, viele Antioxidantien und wenig Eiweiß sind die natürlichen Gegenmittel gegen die Verkürzung der Telomere.
  • Der Verzicht auf das Rauchen und der Aufenthalt in einer schadstofffreien Umgebung wirken Wunder bei der Umkehrung der Alterungsmarker.
  • Bewegung, angemessene körperliche Aktivitäten und ein spannungsfreies Umfeld können das Risiko einer Telomerverkürzung auf ein optimales Niveau reduzieren.

3. Veränderung der Epigenetik

Die langen Sequenzen von DNA-Strängen sind um Histone gewickelt, die aus Kurbeln, Hebeln und Griffen bestehen. Diese wickeln die DNA-Stränge auf und schalten sie ein und aus. Diese Kurbeln, Griffe und Hebel bilden Ihr Epigenom. Mit zunehmendem Alter wird eine erhebliche Veränderung der Epigenome beobachtet, die Hebel gehen verloren oder verschieben sich abrupt. Das so genannte Sirtuin entfernt die epigenetische Klinke und man kann Hebel und Klinke in den Epigenomen durch übermäßige Bewegung, pharmazeutische Faktoren, Lebensstil und Ernährung erstaunlich gut einstellen.

MicroRNA illustration

Die Epigenetik als Kennzeichen der Alterung wird bei Mäusen, Pilzen, Fliegen und Würmern beobachtet. Studien deuten darauf hin, dass Nahrungsergänzungsmittel die epigenetischen Veränderungen bei Mäusen verändern können, und dass Mäuse mit Sirtuin-Mangel anfälliger für die Alterung sind als solche mit einem hohen Sirtuin-Gehalt.

Krankheiten im Zusammenhang mit epigenetischen Veränderungen:

Das progeroide Syndrom wird vor allem bei Menschen mit einer epigenetischen Störung beobachtet. STIR6 ist bei Mäusen für die gesunde, lange Lebensdauer verantwortlich. Mit zunehmendem Alter nimmt die Menge an NAD in unserem Körper ab, das von den Sirtuin-Enzymen als Cofaktor verwendet wird. Der Verlust von NAD bedeutet also den Verlust von Sirtuin, und der Verlust von Sirtuin bedeutet beschleunigte Alterung.

Umgang mit den Auswirkungen auf den Menschen:

Ein Mensch kann die epigenetische Veränderung des Alterungsmarkers auf verschiedene Weise beeinflussen oder abwehren.

  • Gesunde Lebensweise
  • Rauchen einschränken
  • Verringerung der Nachtarbeit
  • Verringerung des Alkoholkonsums
  • Eine schadstofffreie Umwelt
  • Vermeidung von Fettleibigkeit
  • Vermeiden von Stress
  • Vermeidung von verschiedenen organischen und anorganischen Chemikalien

4. Verlust der Proteostase

Gene müssen Proteine aufbauen, die das Herz und die Seele eines jeden lebenden Organismus sind. Die Aufrechterhaltung von Proteinen bedeutet die Aufrechterhaltung praktisch der gesamten Körperstruktur. Die Produktion und die Fülle der Proteinstruktur werden als Proteostase bezeichnet.

Eine gestörte Proteinhomöostase oder Proteostase ist an verschiedenen altersbedingten Krankheiten beteiligt. Die Stabilisierung der exakten Faltung von Proteinketten wie Hitzeschockproteinen zu gewährleisten und den Mechanismus des Proteinabbaus durch Lysosomen und altersbedingte Proteotoxizitätsregulatoren im Auge zu behalten, ist die Aufgabe des Proteostasemechanismus.


Das Management all dieser Mechanismen stellt also gleichzeitig die fehlgefalteten Polypeptidketten wieder her, entfernt sie oder löscht sie ganz. So wird gewährleistet, dass sich die abgebauten Teile nicht ansammeln und die intrazellulären Komponenten sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen kontinuierlich erneuert werden. Die Verklumpung fehlgefalteter Proteine führt zur Entstehung von Toxizität im Körper.

Mit dem Verlust der Proteostase verbundene Krankheiten::

Der Verlust der Proteostase, die chronische Fehlfaltung von Polypeptiden und die Aggregation geschädigter Komponenten führen zu einem Anstieg altersbedingter Krankheiten wie dem Grauen Star, der Parkinson und Alzheimer.

Umgang mit den Auswirkungen auf den Menschen:

Wie können wir das Risiko des Proteostase-Verlustes - dem Kennzeichen des Alterns - beeinflussen oder vermeiden? Ganz einfach: Der Hauptgrund für den Proteostase-Verlust ist Stress. Sorgen Sie also für ein zufriedenes und freundliches Umfeld, um Stress zu vermeiden und Ihre Lebenserwartung zu erhöhen. Mäßiger Druck ist auch für das reibungslose Funktionieren des Körpers von Vorteil, nicht aber akuter Stress.

5. Abruptes Erkennen von Nährstoffen

Die Fähigkeit der Zelle, eine bestimmte Chemikalie zu erkennen und zu unterscheiden und ihre Reaktion auf die Konzentration essenzieller Makronährstoffe im Körper wird als Nährstoffsensorik bezeichnet. Wenn Makronährstoffe im Überfluss vorhanden sind, beginnt der Anabolismus durch den mTOR-Mechanismus. Die Knappheit von Nährstoffen und Energie zeigt an, dass AMPK den mTOR-Mechanismus ausschalten sollte, um die verbleibende Anzahl von Nährstoffen sinnvoll zu speichern.

In wachsenden Organismen ist der mTOR-Mechanismus vollständig aktiviert, während er bei Erwachsenen bis zu einem gewissen Grad abnimmt. Es ist eine Regel der Natur, dass der Zugang zu Nährstoffen im tierischen Körper sie zum Wachstum und zur Fortpflanzung anregt. Dennoch konzentrieren sie sich bei Nährstoffmangel mehr auf das Überleben, die Reparatur und die Instandhaltung.

In Forschungsstudien wurde der mTOR-Mechanismus bei Mäusen zwangsweise aktiviert, was zu einer Beschleunigung des Alterungsprozesses und einer erhöhten Krebsanfälligkeit der Mäuse führte. Aber die Nährstoffrestriktion und die Verabreichung von Rapamycin führten zu Langlebigkeit bei Mäusen, Fliegen und Würmern.

Umgang mit den Auswirkungen auf den Menschen:

Wir können das Risiko von Alterserscheinungen verringern, indem wir die Nährstoffaufnahme durch Fasten, die Reduzierung des Nährstoffgehalts in unserer Nahrung und durch Medikamente regulieren.

6. Mitochondriale Dysfunktion

Die verschiedenen Zellen des menschlichen Körpers bestehen aus etwa 20-30 Mitochondrien (dem Kraftwerk der Zelle), die Kohlenstoff und Sauerstoff in ATP und Kohlendioxid umwandeln. Biogenese und freie Radikale in den Mitochondrien sind für die Zerstörung aller Zellen verantwortlich, die ihnen in die Quere kommen und diese abrupte Arbeit der Mitochondrien führt zu einer mitochondrialen Dysfunktion.

3D image of a mitochondria in a human cell

ROS sind am Alterungsprozess beteiligt und man geht davon aus, dass die Verringerung der Anzahl von ROS die Langlebigkeit begünstigt. Manchmal wirken sich ROS nicht auf die Gesundheit aus und manchmal sind sie für den zellulären Signalisierungsstress verantwortlich. Die Stressreaktion kann zur Erhaltung und Robustheit vieler Organe und Gewebe führen. Es ist also wichtig, die Menge auf einem moderaten Niveau in der sogenannten Goldlöckchen-Zone zu halten.

Eine mitochondriale Dysfunktion verschlechtert den interorganellen Austausch und die zelluläre Signalübertragung durch Beeinträchtigung der mitochondrialen Membranen wie der äußeren mitochondrialen Membran und des endoplasmatischen Retikulums. Die mitochondriale Dysfunktion ist die Hauptursache für degenerative bioenergetische Prozesse und erschöpft die Atmungskette.

Umgang mit den Auswirkungen auf den Menschen:

Wechseltägiges Fasten kann diese Alterungserscheinungen eindämmen und Ausdauertraining kann die Lebenserwartung eines Menschen in bemerkenswertem Maße verlängern. Fasten und Ausdauertraining sind wirksame Auslöser, um die Autophagie und die Regeneration neuer Zellen zu fördern.

Image Person doing endurance training

7. Zelluläre Alterserscheinungen (Seneszenz)

Die Zelle, die aus dem Zellzyklus ausscheidet, ohne sich zu färben, indem sie in den Ruhezustand übergeht oder ihre Funktion einstellt, wird als zelluläre Seneszenz bezeichnet. Verschiedene Faktoren sind für die zelluläre Seneszenz verantwortlich, darunter die Verkürzung der Telomere, Stress und die Beschädigung der DNA. Die Seneszenz im Immunsystem dient dazu, geschädigte Zellen loszuwerden und den aktuellen Zustand der Zellen wiederherzustellen.

Das Ausmaß der zellulären Seneszenz ist proportional zum Alter des Menschen und den Entzündungsmarkern, die für die Kennzeichen des Alterns verantwortlich sind. Diese sind sonst aktiv, bevor sie in den Ruhezustand übergehen. Leider gibt es keine Möglichkeit, sie loszuwerden; sie häufen sich mit zunehmendem Alter einfach an und führen zu einem Anstieg toxischer Krankheiten. Wenn wir irgendwie einen Weg finden, die Seneszenzzelle zu beseitigen und sie loszuwerden, können wir mit einem starken Anstieg der Lebenserwartung rechnen.

Die Abnutzung der Telomere kann zusammen mit vielen anderen Faktoren die zelluläre Seneszenz auslösen. Jahrelang waren sich die Wissenschaftler nicht einig, ob die zelluläre Seneszenz die Ursache für Krebs ist oder nicht. Die Zerstörung von Seneszenzzellen wurde experimentell bei Mäusen ausgelöst, um die Auswirkungen auf die Lebensspanne zu beobachten und erfreulicherweise waren die Ergebnisse in Form einer Verlängerung der Lebensspanne offensichtlich.

Umgang mit den Auswirkungen auf den Menschen:

Eine gesunde Ernährung, Medikamente und eine natürliche Lebensweise können das Risiko der Zellalterung verringern.

8. Ausschöpfen der Stammzellen

Undifferenzierte Zellen, die sich ständig vermehren, werden unter dem Namen Stammzellen zusammengefasst. Unmittelbar nach der Befruchtung besteht der Embryo vollständig aus Stammzellen. Wenn der Fötus allmählich wächst, beginnen die Differenzierung und die Teilung der Stammzellen und jede Zelle erfüllt ihre spezifische Funktion. Bei Erwachsenen beschränken sich die Stammzellen nur auf die Bereiche, die an der Teilung beteiligt sind, Nachschub benötigen (Haarfollikel, rote Blutkörperchen und Immunzellen) oder sich im Laufe der Zeit abnutzen (Darm, Haut, Schleimhäute und Lunge). Unsere Stammzellen erschöpfen sich also mit der Zeit, was für die Beschleunigung des Alterungsprozesses verantwortlich ist.

Der Alterungsprozess in Organismen kann durch die Verjüngung von Stammzellen im Blut von Menschen und Mäusen rückgängig gemacht werden. Nur gesunde Stammzellen können sich vermehren, was den Weg für ein langes Leben ebnet.

Umgang mit den Auswirkungen auf den Menschen:

Ernährungsumstellung, Kalorienreduktion und keine Übergewichtigkeit sind die Schlüssel zur Eindämmung dieses Alterserscheinungsbildes.

9. Umstellung der interzellulären Kommunikation:

Das koordinierte Zusammenwirken verschiedener Gewebe und Zellen ist für das reibungslose Funktionieren des Körpers unerlässlich. Die Signalmoleküle wandern durch die Blutströme zu anderen Zellen, um mit ihnen zu kommunizieren.

Die Profilierungssysteme der Zell-zu-Zell-Kommunikation werden durch Signal-Biomarker, einschließlich "Entzündung", beeinflusst. Die normale Entzündung kann das Immunsystem dazu veranlassen, den beschädigten Bereich zu reparieren, aber ihr ständiger und langfristiger Aufenthalt in einem bestimmten Bereich kann die Zellen des Immunsystems schädigen.

Umgang mit den Auswirkungen auf den Menschen:

Kalorienrestriktion und Parabiose - die Vermischung des Kreislaufs zweier verschiedener Individuen - können den Weg für eine unveränderte interzelluläre Kommunikation ebnen. Dieses Seneszenzmerkmal steht in engem Zusammenhang mit anderen Alterserscheinungen, so dass es besser ist, sich um die Behandlung anderer Alterserscheinungen zu bemühen.

Schlussfolgerung

Jeder von uns ist in verschiedenen Lebensabschnitten mit einigen der Altersmerkmale konfrontiert, aber das Tempo und die Auswirkungen der verschiedenen Alterungsmarker sind bei jedem Menschen anders. Wir können den Alterungsprozess nicht aufhalten, aber der kluge Mensch ist derjenige, der ein gesundes Leben mit einem minimalen Einfluss der verschiedenen Alterserscheinungen führt. Wir können das Risiko anderer Alterserscheinungen verringern, indem wir einen gesunden Lebensstil pflegen, uns maßvoll ernähren, Sport treiben, ein harmonisches Leben führen und uns von Alkohol und Rauchen verabschieden.