Die Kennzeichen des Alterns (Hallmarks of Aging)

Altern ist ein unvermeidlicher Teil des Lebens. Aber wusstest du, dass es nach einer neuen Theorie bestimmte biologische und biochemische Ursachen gibt, die mit dem Altern unseres Körpers sehr wahrscheinlich in Zusammenhang stehen? Die so genannten "Hallmarks of Aging" (etwa Merkmale des Alterns). Wenn man diese Faktoren kennt und sie verhindern oder verzögern könnte, kann man vielleicht das Altern bzw. seine negativen Folgen bekämpfen, und so ein längeres, glückliches und gesundes Leben führen.

In dieser vierteiligen Artikelreihe, werden wir die „Hallmarks of Aging“ vorstellen und dann Informationen und Tipps geben, die einfach und praktisch umsetzbar sind. Im Einzelnen behandeln die Texte:

Teil 1: Ursachen des Alterns – hier behandeln wir die Ursachen des Alterns um ein grundlegendes Verständnis zu schaffen, was Altern ist und welche komplexen, sich gegenseitig beeinflussenden Prozesse dahinter stehen.

Teil 2: Lifestyle Maßnahmen zur Bekämpfung der Folgen des Alterns – hier gehen wir auf Themen wie Ernährung, Fasten und Sport, sowie den Effekt einer gesunden Lebensweise auf die „Hallmarks of Aging“.

Teil 3: Wirkstoffe/Supplemente zur Bekämpfung der Ursachen des Alterns. Hier wird explizit darauf eingegangen, welche Wirkstoffe potentiell positive Auswirkungen auf die jeweiligen „Hallmarks of Aging“ haben können.

Teil 4: Altersforschung – hier werden Medikamente und Therapien behandelt, die sich zur Zeit in Entwicklung befinden und möglicherweise in den nächsten Jahrzehnten zu einer radikalen Lebensverlängerung führen könnten.

Was sind die „Hallmarks of Aging“?

In einer Arbeit, die zuerst 2013 im renommierten US-Wissenschaftsjournal Cell veröffentlicht wurde, haben Wissenschaftler neun Faktoren definiert, die wahrscheinlich das Altern auf zellulärer Ebene beeinflussen und die Ursachen für altersbedingte Krankheiten sein können. Sie haben diese Faktoren als die "Hallmarks of Aging" (Merkmale oder Kennzeichen des Alterns) bezeichnet und wollen damit erklären, wie Alterungsprozesse funktionieren und worauf altersbedingte Krankheiten beruhen könnten [1].

Die "Hallmarks of Aging" sind in diesem Modell die Ereignisse oder Faktoren, die ganz allgemein die organischen Funktionen mit zunehmendem Alter verschlechtern. Diese Marker treten bei vielen Arten auf, insbesondere aber bei Säugetieren wie uns.

Die neun Faktoren des Alterns sind:

  1. genomische Instabilität,

  2. Telomerverschleiß,

  3. epigenetische Veränderungen,

  4. Verlust der Proteostase,

  5. deregulierte Nährstoffsensitivität,

  6. mitochondriale Dysfunktion,

  7. zelluläre Seneszenz,

  8. Erschöpfung der Stammzellen und

  9. veränderte interzelluläre Kommunikation.

Nach der derzeit gültigen Theorie sind diese neun Merkmale eng miteinander verbunden und beeinflussen sich gegenseitig. Allerdings sind die genauen Details dieser Beziehungen und der Einfluss externer Faktoren noch nicht ganz klar. Sehen wir uns die einzelnen Faktoren an:

1 Genomische Instabilität
Bleibende Schäden an der Erbsubstanz (DNA)

Das Genom ist der komplette DNA-Satz eines Organismus, einschließlich aller seiner Gene. Jedes Genom enthält alle Informationen, die für den Aufbau und die Erhaltung des Organismus erforderlich sind. Beim Menschen ist eine Kopie des gesamten Genoms in allen Zellen mit einem Zellkern enthalten.

Was ist genomische Instabilität?

Die Zellen unseres Körpers produzieren einen ständigen Fluss von Stoffwechselprodukten und verschiedene Verbindungen. Besonders die Proteine sind für die Zellfunktion und das Überleben unerlässlich. Die Baupläne der Proteine sind in unserer Erbsubstanz gespeichert, dem Genom (das aus DNA besteht). Das Genom wird bei jeder Zellteilung verdoppelt und identisch an die Tochterzellen weitergegeben. Treten beim Lesen oder Kopieren der Baupläne Fehler auf (Mutationen), werden die Proteine falsch hergestellt, die Zelle kann geschädigt werden oder sogar absterben.

Genomische Instabilität entsteht durch die fortlaufenden und sich anhäufenden Mutationen und die unzureichende Reparatur der Erbsubstanz (DNA).

Vieles kann die empfindliche DNA schädigen [2]:

  • UV-Strahlen,

  • radioaktive Strahlung,

  • Chemikalien,

  • Umweltgifte, Tabak usw.

  • und innere Faktoren, wie freie Sauerstoffradikale.

Glücklicherweise haben wir ein robustes Netzwerk von Reparatursystemen und -mechanismen, um die meisten dieser Schäden zu beheben. So verfügen wir über Enzyme, die Mutationen rückgängig machen können oder gebrochene DNA-Stränge erkennen und reparieren. Diese Reparaturprozesse sind allerdings nicht perfekt und werden mit der Zeit zunehmend ineffektiver. Daher können mit den Jahren immer mehr Fehler „durchs Netz“ schlüpfen, wodurch eine Zelle Schaden erleiden und ihre Funktion einbüßen kann.

Nun ist die eine oder andere kaputte Zelle noch kein großes Problem, aber mit zunehmendem Alter sammeln sich immer mehr geschädigte Zellen in den Geweben an. Normalerweise beseitigt der Körper diese Problemzellen in Zusammenarbeit mit dem Immunsystem. Leider entziehen sich einige Zellen diesem Reinigungsprozess und bleiben als „Zombi-Zellen“ im Gewebe – nicht tot, aber auch nicht funktionstüchtig. Vielmehr senden sie Entzündungssignale aus, die das umliegende Gewebe schädigen. Diese Zellen werden als seneszente Zellen bezeichnet (siehe Punkt 7).

Ein weiteres mögliches Ergebnis der geschädigten DNA sind Zellen, die mutieren und sich unkontrolliert vervielfältigen. Das kann zu Krebs führen, und das unkontrollierte und ungezügelte Zellwachstum von Krebs ist wohl das bekannteste Ergebnis der genomischen Instabilität.

Vermutlich ist die genomische Instabilität einer der Schlüsselfaktoren, die zu altersbedingten Problemen und Krankheiten beitragen.

2 Telomer-Abnutzung
Alterung der Schutzkappen auf den Chromosomen

Was sind Telomere?
Telomere sind eine Art Schutzkappen, die sich an den Enden unserer Chromosomen befinden. Sie bestehen aus einer identischen, kurzen DNA-Sequenz, die sich tausende Male wiederholt. Mit jeder Zellteilung verkürzen sich die Telomere.

Telomere haben drei Aufgaben, die sich alle um den Schutz der DNA drehen:

  • Telomere helfen, die Chromosomen im Zellkern zu organisieren.

  • Telomere stellen sicher, dass das Chromosom während der Zellteilung korrekt verdoppelt wird. Bei jeder Zellteilung geht ein Stück am Ende des Chromosoms verloren. Deswegen sind an den Enden diese Telomere und nicht wichtige DNA-Strukturen.

  • Telomere schützen die Enden der Chromosomen davor, sich zu entwirren oder an anderen Chromosomen hängen zu bleiben.

Telomere schützen also die wichtigen kodierenden Bereiche der Chromosomen und verhindern, dass diese beschädigt werden. Außerdem werden sie jedes Mal, wenn ein Chromosom kopiert wird, ein wenig kürzer. Sobald die Telomere kritisch kurz werden, hört die Zelle auf, sich zu teilen. Dies ist vermutlich eine Schutzmaßnahme, um Krebs zu verhindern. Da Telomere als "Uhr" fungieren und die Zellen auf eine bestimmte Anzahl von Replikationen beschränken, können sie vermutlich verhindern, dass sich gealterte und potenziell geschädigte/mutierte Zellen weiter vermehren. [3]

Krebszellen teilen sich viel öfter als normale Zellen, da sie durch Mutationen die Kontrolle über die Vervielfältigung (Replikation) verloren haben. Es ist also gut, ein System zu haben, das die Replikation in Schach hält; es ist wahrscheinlich, dass Krebs viel häufiger wäre, wenn es dieses System nicht gäbe.

Telomere und Stress

Leider werden die Telomere nicht nur bei jeder Zellteilung verkürzt, sondern vermutlich auch durch äußere und innere Faktoren, die oxidativen Stress verursachen. So haben Forscher chronischen Stress und viele chronische Erkrankungen, die normalerweise mit dem Alter einhergehen, wie Alzheimer und Krebs, mit verkürzten Telomeren in Verbindung gebracht.

Wenn also im Alter die Telomerlänge immer mehr abnimmt, nimmt auch die Anzahl der gesunden Zellen, die sich teilen können, stetig ab. Wenn die Zellen ihre notwendigen Funktionen nicht mehr erfüllen können und absterben, führt das zu einer schlechteren Zell-, Gewebe- und Organfunktion.

3: Epigenetische Veränderung
Änderung der Genanweisungen

Was sind epigenetische Veränderungen?

Epigenetische Veränderungen verändern die "Anweisungen" an die Gene, wie eine bestimmte Zelle sich verhalten soll.

Die Erbinformation, die DNA, ist in jeder unserer Zellen – mit kleinen Abweichungen – identisch. Warum also sehen unsere verschiedenen Organe und Gewebe so unterschiedlich aus, und woher wissen die Zellen, was sie werden sollen? Die DNA wird zellspezifisch durch das Hinzufügen von „epigenetischen Informationen“ modifiziert. Diese verändern das Muster der Genexpression, das heißt, welche Gene abgelesen werden und welche nicht. Die epigenetischen Anweisungen sorgen also dafür, dass eine Zelle im Knochen weiß, dass sie Knochensubstanz produzieren soll, und eine Herzzelle erhält die Information, dass sie eine Herzmuskelzelle werden soll. Die Anweisungen, die für andere Zelltypen spezifisch sind, werden abgeschaltet.

Wie sich epigenetische Veränderungen anhäufen

Der Alterungsprozess kann Veränderungen in diesem System (dem Epigenom) verursachen, die die Zellfunktion ändern und beeinträchtigen können. Beispielsweise können epigenetische Veränderungen des Immunsystems die Aktivierung oder Unterdrückung von Immunzellen beeinträchtigen. Das könnte zu einer Immunschwäche (anfällig für Krankheitserreger) oder einer Über- und Fehlreaktion des Immunsystems (Autoimmunerkrankung) beitragen. [4]

Dazu kommen noch die Umweltfaktoren, die auch zu Veränderungen der epigenetischen Mechanismen führen können, z.B. durch chemische Veränderungen der DNA. Solche Fehler können sich mit zunehmendem Alter anhäufen. Deswegen geht man davon aus, dass gesundheitliche Altersprobleme auch mit Veränderungen der Epigenetik verbunden sind.

4. Verlust der Proteostase
Fehler im System der Proteinproduktion

Was ist ein Protein?

Eine typische Säugetierzelle enthält bis zu 20 000 Arten von Proteinen. Proteine sind große, komplexe Moleküle, die fast alles im Körper regulieren. Sie erledigen den Großteil der Arbeit in den Zellen und sind entscheidend für die Struktur, Steuerung und Funktion von Geweben und Organen. Proteine bestehen aus Hunderten oder sogar Tausenden von Einzelbausteinen, den Aminosäuren, die kettenförmig miteinander verbunden sind. In Proteinen gibt es insgesamt 20 verschiedene Aminosäuren und die Reihenfolge dieser Aminosäuren bestimmt die einzigartige zwei- und dreidimensionale Struktur eines Proteins – und letztlich auch, wie es funktioniert.

Was ist Proteostase?

Proteostase ist der Prozess, der dafür sorgt, dass die Proteine korrekt aufgebaut werden und so funktionieren, wie sie sollen. Die Proteostase sorgt aber auch dafür, dass überschüssige oder verbrauchte Proteine abgebaut werden, damit es nicht zu einer Ansammlung von Abfallprodukten kommt. Die Proteostase ist die Protein-Qualitätskontrolle unserer Zellen.

Verlust der Proteostase

Leider wird auch dieser Prozess der Proteostase mit dem Alter fehlerhaft. Die Fähigkeit, Proteine korrekt zu produzieren, nimmt kontinuierlich ab und versagt manchmal. Wenn das passiert, kann es zu wenige oder zu viele Proteine geben. Es können fehlgefaltete Proteine entstehen, die ihre Aufgaben nicht erfüllen können oder, schlimmer noch, falsche Anweisungen geben, die ein abweichendes Verhalten in der Zelle verursachen.

Diese Dysfunktion in der Proteinregulation und die Ansammlung von „Protein-Abfall“ wurde mit vielen Alterskrankheiten in Verbindung gebracht, wie z. B. Alzheimer oder Parkinson. [5]

Aber auch viele Umweltstressoren können zu einem Verlust der Proteostase führen: Änderungen des pH-Werts oder Oxidation können die Proteine abnorm verändern, so dass sie unerwünschte Bindungen mit anderen Proteinen eingehen können. Extreme Kälte oder Hitze können auch die schwachen Bindungen zwischen den Aminosäuren stören, was zu einem Verlust der korrekten Proteinstruktur führt.

Da sich diese Fehler im Proteinproduktionssystem mit der Zeit ansammeln, wird der Verlust der Proteostase als ein Hauptgrund dafür angesehen, warum wir altern und bestimmte altersbedingte Krankheiten entwickeln [1].

Es wird angenommen, dass die vier oben besprochenen Faktoren die Hauptursachen für Zellschäden sind. Als Reaktion darauf, und um den Schaden abzumildern, reagiert der Körper mit den nächsten drei Merkmalen, die als die antagonistischen Hallmarks des Alterns bekannt sind:

  • Mitochondriale Dysfunktion

  • Deregulierte Nährstoffsensitivität

  • Zelluläre Seneszenz

5. Mangelnde Nährstoffsensorik
Mangelnde Wahrnehmung der Nährstoffmengen im Körper

Nährstoffsensorik ist die Fähigkeit des Körpers, die intrazellulären und extrazellulären Spiegel von Nährstoffen wie Zucker, Aminosäuren, Fetten und Mikronährstoffen wie Vitaminen und Spurenelementen zu erkennen und entsprechend zu reagieren.

Die Fähigkeit, Schwankungen im Nährstoffgehalt des Organismus wahrzunehmen und darauf zu reagieren, ist eine Voraussetzung für das Leben.

Bei einem Überangebot an Nährstoffen baut der Körper Gewebe auf und bildet Speicher, um für magere Zeiten gewappnet zu sein. Bei einem Mangel an Nahrung, löst er seine Fett- und Glukogenspeicher wieder auf, damit das Gehirn und die wichtigsten Körperfunktionen aufrechterhalten werden können. Die Fähigkeit des Körpers, diese Schwankungen wahrzunehmen, ist extrem wichtig für unsere Gesundheit, weil sie hilft, den Stoffwechsel zu regulieren und den Alterungsprozess beeinflussen kann.

Es gibt biochemisch vier Hauptwege, die Nährstoffgehalte wahrnehmen, den Stoffwechsel regulieren und den Alterungsprozess beeinflussen. Diese Bahnen sind kompliziert ausbalanciert und jedes Ungleichgewicht, sei es ein Zuviel oder Zuwenig, kann Probleme verursachen.

Diese vier Schlüsselsysteme, die an der Nährstoffsensitivität beteiligt sind und möglicherweise eine Schlüsselrolle bei der Alterung spielen, sind [1]:

IGF-1 und mTOR
Beide sind am anabolen Stoffwechsel (Aufbau von Geweben) beteiligt. Beide nehmen bei Nährstoffüberfluss zu, das Herunterfahren von IGF-1 und mTOR fördert hingegen die Langlebigkeit. [6]

Sirtuine und AMPK
Sie fördern den katabolen Stoffwechsel (Abbau von Geweben) und nehmen bei Nährstoffmangel zu. Das Hochdrehen der Sirtuin- und AMPK-Aktivität fördert die Langlebigkeit. [7]

6 Mitochondriale Dysfunktion
Alte Mitochondrien geben den Geist auf

Was sind Mitochondrien?

Mitochondrien werden oft als Kraftwerke der Zellen bezeichnet, denn sie funktionieren wie Mini-Fabriken und wandeln die Nahrung, die wir zu uns nehmen, in nutzbare Energie um, nämlich in ATP (Adenosintriphosphat). Dieses Molekül dient in allen Lebensformen als "molekularer Energieträger der Zelle“. ATP liefert die Energie für fast alle energieverbrauchenden Prozesse in der Zelle, wie z. B. Muskelkontraktion, Stofftransport, Proteinsynthese usw.

Interessanterweise stammen Mitochondrien wahrscheinlich aus einzelligen Organismen. Diese wurden von einem sehr frühen Vorfahren allen mehrzelligen Lebens aufgenommen, und in eine symbiotische Beziehung einbezogen. Dafür spricht u.a., dass Mitochondrien ihre eigene, einzigartige DNA haben, die von unserer DNA im Zellkern getrennt ist.

Wie werden Mitochondrien dysfunktional?

Wenn wir altern, machen unsere Mitochondrien Veränderungen durch. So sehen die Mitochondrien älterer Menschen anders aus, sie schwellen an und ihre Anzahl nimmt ab [8]. Außerdem wird mit zunehmendem Alter auch ihre Fähigkeit zur Energieerzeugung beeinträchtigt, und es werden gleichzeitig vermehrt schädliche reaktive Sauerstoffspezies freigesetzt.

Bei der Bildung von ATP entstehen in den Zellen freie Radikale (reaktive Sauerstoffspezies). Diese schädlichen Moleküle können DNA-Mutationen verursachen, zu Krebs führen oder Stoffwechselprozesse wie die Proteostase beeinträchtigen [9]. Reaktive Sauerstoffspezies sollen auch für Muskelschwäche, eine im Hintergrund schwelende Entzündung (Inflammaging), Knochenbrüchigkeit, Belastung durch seneszente Zellen und Immunsuppression im Alter verantwortlich sein. [10]

In jungen Jahren werden die meisten der Mitochondrien-Fehler von der Qualitätskontrolle der Zelle erkannt und beschädigte Mitochondrien eliminiert. Mit zunehmendem Alter werden diese Systeme aber immer weniger effektiv und fehleranfälliger. Meist ist dies nicht so schlimm; jede Zelle enthält viele Mitochondrien, so dass zehn oder sogar ein paar hundert dysfunktionale Mitochondrien kein Problem darstellen. Manchmal können dysfunktionale Mitochondrien aber länger überleben als gesunde Mitochondrien. So häufen sie sich immer mehr an und „überwuchern“ schließlich die gesunden [11].

Mitochondriale Dysfunktion ist ein wichtiger Teil des Alterungsprozesses.

7 Zelluläre Seneszenz

Was sind seneszente Zellen?

Gesunde Zellen teilen und vermehren sich während ihres gesamten Lebenszyklus. Es gibt jedoch irgendwann einen Punkt, an dem jede Zelle aufhört, sich zu teilen und zu wachsen. In diesem Stadium stirbt sie entweder ab oder sie wird "pensioniert" und erfüllt nicht mehr ihre ursprüngliche Funktion. Diese Unterbrechung des Zellzyklus wird als Seneszenz bezeichnet.

Mit zunehmendem Alter treten immer mehr Zellen in diesen Zustand der Seneszenz. Seneszente Zellen teilen sich nicht und unterstützen auch nicht das Gewebe, zu dem sie gehören; stattdessen senden sie eine Reihe von potenziell schädlichen chemischen Signalen aus, die benachbarte Zellen dazu bringen, auch in einen seneszenten Zustand überzugehen.

Normalerweise zerstören sich gealterte Zellen selbst durch einen programmierten Prozess, der Apoptose genannt wird, und werden dann vom Immunsystem entfernt. Allerdings wird das Immunsystem mit zunehmendem Alter schwächer, und immer mehr seneszente Zellen entgehen diesem Prozess und beginnen sich in allen Geweben des Körpers anzusammeln.

Wenn Menschen ein hohes Alter erreichen, hat sich eine beträchtliche Anzahl dieser seneszenten Zellen gebildet, die chronische Entzündungen und Schäden an umliegenden Zellen und Geweben verursachen. Diese seneszenten Zellen sind eines der Kennzeichen des Alters und vermutlich einer der Schlüsselprozesse beim Altern [1]. Es wird vermutet, dass sie nicht nur wesentlich zur Alterung und zu Krebs beitragen [12]; Seneszente Zellen werden auch mit Atherosklerose, Typ-2-Diabetes, Hautalterung und Osteoarthritis in Verbindung gebracht. [13-15] Daher wurde vorgeschlagen, seneszente Zellen gezielt zu entfernen, um dieses Problem zu lösen.

Tatsächlich zeigten Studien, dass die Entfernung von nur 30% der seneszenten Zellen ausreichte, um den altersbedingten Verfall und altersbedingte Erkrankungen bei Mäusen zu bremsen [16]. Deswegen hat eine Reihe von Unternehmen Senolytika bzw. senolytische Therapien zur Entfernung seneszenter Zellen entwickelt, die altersbedingte Krankheiten verzögern oder verhindern sollen. Einige davon werden jetzt in Studien am Menschen getestet, um zu sehen, ob sich die bei Mäusen beobachteten Ergebnisse auf den Menschen übertragen lassen.

In der Arbeit über die Hallmarks of Aging werden die letzten beiden Merkmale des Alters als integrative Hallmarks bezeichnet, weil sie das Endergebnis der vorherigen Hallmarks sind und man annimmt, dass sie letztlich für den alterspezifischen funktionellen Rückgang verantwortlich sind. Diese beiden Hallmarks sind:

  • Erschöpfung der Stammzellen

  • Veränderte interzelluläre Kommunikation

8 Stammzellenerschöpfung
Reduzierte Stammzellenaktivität

Was sind Stammzellen?

Jede Zelle in unserem Körper besitzt den gleichen genetischen Code. Davon ist in jeder Zelle aber nur ein kleiner, jeweils spezifischer Teil aktiviert. Deswegen wird die eine Zelle zur Leberzelle, die andere zur Herzzelle und das ist normalerweise nicht umkehrbar. Stammzellen nennt man hingegen Zellen, denen noch alle Möglichkeiten offenstehen. Die meisten Stammzellen können sich in praktisch jeden Zelltyp des Körpers verwandeln. Stammzellen dienen hauptsächlich als Ersatz von roten und weißen Blutkörperchen [und anderen Geweben. In einigen Fällen können sie auch beschädigtes Gewebe reparieren. Forscher glauben, dass stammzellbasierte Therapien eines Tages zur Behandlung schwerer Krankheiten wie Lähmungen und Alzheimer eingesetzt werden könnten.

Verringert sich die Aktivität der Stammzellen, was als Stammzellenerschöpfung bezeichnet wird, kann das zu vielen Krankheiten und gesundheitlichen Problemen führen, wie z.B. Immunsuppression durch verminderte Produktion von bakterien- und virenabtötenden weißen Blutkörperchen, Muskelverlust, Gebrechlichkeit und Schwächung der Knochen. [17]

Was verursacht die Erschöpfung der Stammzellen?

Die Hauptursachen für den Funktionsrückgang sind DNA-Schäden (siehe Punkte 1 und 3), die Überexpression von Proteinen (Punk 4), die den Zellzyklus hemmen, und die Abnutzung der Telomere (Punkt 2) [3]. Eine weitere Ursache ist das Vorhandensein einer chronischen Hintergrundentzündung, die durch oxidativen Stress und ständige Sekrete von seneszenten Zellen (Punkt 7) verursacht wird. Diese ständige niedriggradige Entzündung wird als "Inflammaging" bezeichnet, weil sie mit dem Älterwerden einhergeht (inflammation + aging).

Zwar kann sich der Stammzellen-Pool selbst regenerieren, tut dies aber im Laufe der Zeit mit geringerer Qualität und Geschwindigkeit, was schließlich zu chronischen Krankheiten beiträgt.

9. Veränderte interzelluläre Kommunikation

Die Zellen unseres Organismus kommunizieren auf vielfältige Weise miteinander, über kurze (von Zelle zu Zelle), wie über lange Distanzen (z.B. übers Blut). Einige dieser Kommunikationsmechanismen zwischen den Zellen (=interzellulär) werden mit Alterungsprozessen in Verbindung gebracht.

Entzündungen und hormonelles Ungleichgewicht

Mit zunehmendem Alter steigt das Entzündungsniveau im gesamten Körper – ein Prozess, der als Inflammaging bezeichnet wird. Dieser Vorgang einer anhaltenden niedriggradigen Entzündungsreaktion beeinträchtigt die Fähigkeit der Zellen, Signale korrekt zu senden und zu empfangen. Es ist ein bisschen wie ein "kaputtes Telefon", bei dem die Zelle möglicherweise nicht reagiert oder das Signal nicht richtig interpretiert.

Mehrere verschiedene Faktoren verursachen dieses Inflammaging, von denen wir einen bereits unter zelluläre Seneszenz (siehe 7) besprochen haben.

Der NF-κB-Signalweg ist der wichtigste Signalweg oder Prozess, der Entzündungen steuert. Wird er im Gleichgewicht gehalten, hilft das dem Körper, z.B. auf Verletzungen oder Infektionen zu reagieren und diese zu heilen. Eine andauernde Entzündung jedoch ist zerstörerisch, und hohe NF-kB-Werte wurden mit vielen chronischen Erkrankungen und "Problemen" des Alters wie Muskelschwund, Muskelschwäche und Knochenschwund in Verbindung gebracht.

Die schwelende, beständige Zunahme der Entzündung im ganzen Körper führt dazu, dass die Zellen zunehmend eine Chemikalie aktivieren, den NF-kappaB (Nuklearfaktor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells). NF-kB ist ein Proteinkomplex, der die Produktion von Entzündungsstoffen (z.B. Zytokinen) reguliert. NF-kB kommt in fast allen Zelltypen vor und ist an der Reaktion der Zelle auf Reize wie oxidativer Stress (freie Radikale), Schwermetalle, Strahlung, oxidiertes LDL-Cholesterin und bakterielle oder virale Antigene beteiligt. Wird NF-kB zu stark oder dauerhaft erhöht, kann das zu schädlichen Folgen führen. [18]

Die Aktivierung von NF-kB kann auch die Produktion des Gonadotropin-Releasing-Hormons (GnRH) hemmen [5]. Die Verringerung von GnRH kann zu Knochenbrüchigkeit, Muskelschwäche, Hautabbau und anderen schädlichen Auswirkungen im Alter beitragen. [18]

Die anhaltende leichte Entzündung (Inflammaging) beeinträchtigt die Regulation der zellulären Signale und schwächt das Immunsystem. Auch das gilt als eine der Hauptursachen für den Funktionsrückgang, den wir mit zunehmendem Alter beobachten.

Die Theorie der "Hallmarks of Aging" ist noch neu, wenn es um Theorien zum Altern geht. Wichtig dabei ist, dass alle diese Faktoren eng miteinander verbunden sind und selbst kleinste Änderungen einen Einfluss auf jedes Merkmal haben können.

Es ist nie zu spät, Änderungen am Lebensstil vorzunehmen und den Körper im Alter mit natürlichen Nahrungsergänzungsmitteln zu unterstützen. Der menschliche Körper ist unglaublich und indem Sie ihm die richtigen Bausteine geben, können Sie die Uhr zwar nicht zurückdrehen, vielleicht aber wieder aufziehen.

Referenzen

  1. López-Otín, C. et al. (2013) The Hallmarks of Aging. Cell. 153: 1194–1217. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.039

  2. Demaria, M. et al. (2017). Cellular senescence promotes adverse effects of chemotherapy and cancer relapse. Cancer Discovery. 7: 165-176.

  3. Herbig, U. et al. (2004). Telomere shortening triggers senescence of human cells through a pathway involving ATM, p53, and p21CIP1, but not p16INK4a. Molecular Cell. 14: 501-513.

  4. De Magalhães, J. P. et al. (2009). Meta-analysis of age-related gene expression profiles identifies common signatures of aging. Bioinformatics. 25: 875-881.

  5. Yuang, Y. et al. (2018) Gain of toxic apolipoprotein E4 effects in human iPSC-derived neurons is ameliorated by a small-molecule structure corrector. Nature Medicine. 24: 647–657.

  6. Milman, S. et al. (2016). The Somatotropic Axis in Human Aging: Framework for the Current State of Knowledge and Future Research. Cell Metabolism. 23: 980-989.

  7. Salminen, A. & Kaarniranta, K. (2012). AMP-activated protein kinase (AMPK) controls the aging process via an integrated signaling network. Ageing Research Reviews. 11: 230-241.

  8. Seo, A. Y. et al. (2010). New insights into the role of mitochondria in aging: mitochondrial dynamics and more. J Cell Sci. 123: 2533-2542.

  9. Korovila, I. et al. (2017). Proteostasis, oxidative stress and aging. Redox biology. 13: 550-567.

  10. Lane, R. K. et al. (2015). The role of mitochondrial dysfunction in age-related diseases. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics. 1847: 1387-1400.

  11. Luo, C., et al. (2013). Mitochondrial accumulation under oxidative stress is due to defects in autophagy. Journal of Cellular Biochemistry. 114: 212-219.

  12. van Deursen, J. M. (2014). The role of senescent cells in ageing. Nature. 509: 439-446.

  13. Childs, B. G. et al. (2016). Senescent intimal foam cells are deleterious at all stages of atherosclerosis. Science. 354: 472-477.

  14. Palmer, A. K. et al. (2015). Cellular senescence in type 2 diabetes: a therapeutic opportunity. Diabetes. 64: 2289-2298.

  15. Velarde, M. C. & Demaria, M. (2016). Targeting Senescent Cells: Possible Implications for Delaying Skin Aging: A Mini-Review. Gerontology. 62: 513-518.

  16. Zhu, Y. et al. (2015). The Achilles’ heel of senescent cells: from transcriptome to senolytic drugs. Aging Cell. 14: 644-658.

  17. Warren, L. A., & Rossi, D. J. (2009). Stem cells and aging in the hematopoietic system. Mechanisms of ageing and development. 130: 46-53.

  18. Zhang, G. et al. (2013). Hypothalamic programming of systemic ageing involving IKK-β, NF-κB and GnRH. Nature. 497: 211-216.

 

ÜBER DEN AUTHOR

Dr. Markus Numberger

Nach seiner Promotion im Fach molekulare Neurobiologie (1992, Max-Planck-Institut für medizinische Forschung, Heidelberg) und einem zweieinhalbjährigen Forschungsaufenthalt in den USA (1993-1995, Emory University, Atlanta, Dept. Pharmacology) arbeitete Dr. Markus Numberger zwei Jahre (1995-1997) als freiberuflicher Autor, Lektor und Übersetzer für verschiedene bio-medizinische Verlage und führte dies in Festanstellung von 1997 bis Ende 2000 weiter. Von November 2000 bis Ende 2013 war er als Projektmanager Internet bei einem führenden Hersteller pflanzlicher Arzneimittel beschäftigt. In dieser Funktion war er für den gesamten deutschsprachigen Internet-Auftritt und das Online Marketing zuständig.

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