Die Hallmarks of Aging: Warum wir altern
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Altern ist ein komplexer biologischer Prozess, an dem eine Vielzahl von Faktoren mitwirken. Wissenschaftler haben neun zentrale Merkmale identifiziert, die als „Hallmarks of Aging“ bekannt sind. Sie erklären die biologischen Prozesse, die zum Altern führen und helfen uns, zu verstehen, wie wir diesen Prozess beeinflussen können.
Überblick über die Hallmarks of Aging
Die Hallmarks of Aging lassen sich in drei Hauptkategorien unterteilen:
- Primäre Hallmarks: Diese gelten als die ursprünglichen Ursachen des Alterns.
- Antagonistische Hallmarks: Diese sind Reaktionen auf Schäden und können sowohl schützend als auch schädlich sein.
- Integrative Hallmarks: Diese repräsentieren die langfristigen Folgen der primären und antagonistischen Hallmarks.
Primäre Hallmarks: Die ursprünglichen Ursachen des Alterns
Die primären Hallmarks sind die grundlegenden biologischen Veränderungen, die das Altern antreiben. Diese umfassen:
1. Genomische Instabilität
Die genomische Instabilität ist eine Hauptursache des Alterns und umfasst alle Veränderungen in der DNA, die die Integrität des Genoms beeinträchtigen. Dies schließt Mutationen, Chromosomenbrüche und -verluste sowie Schäden durch externe und interne Faktoren ein.
- Externe Faktoren wie UV-Strahlung, Umweltgifte und Rauchen verursachen DNA-Schäden.
- Interne Prozesse wie die Replikation der DNA und oxidativer Stress tragen ebenfalls zur genomischen Instabilität bei.
Der Körper hat Reparaturmechanismen, die diese Schäden beheben können, aber ihre Effizienz nimmt mit dem Alter ab, was zur Akkumulation von DNA-Schäden führt.
2. Verkürzung der Telomere
Telomere nennt man die „Schutzkappen“ am Ende unserer Chromosomen, die verhindern, dass DNA-Stränge bei der Zellteilung beschädigt werden. Bei jeder Zellteilung verkürzen sich die Telomere ein wenig. Sobald sie eine kritische Länge erreichen, können sich die Zellen nicht mehr richtig teilen und treten in einen Zustand der Seneszenz oder des programmierten Zelltods ein.
Dieser Prozess ist besonders in Geweben mit hoher Zellteilungsrate wichtig, wie der Haut und dem Knochenmark. Lebensstilfaktoren wie chronischer Stress, schlechte Ernährung und Rauchen können die Telomerverkürzung beschleunigen.
3. Epigenetische Veränderungen
Epigenetik bezieht sich auf Veränderungen der Genaktivität, die nicht durch Änderungen der DNA-Sequenz selbst verursacht werden. Diese Veränderungen können durch chemische Modifikationen wie Methylierung und Acetylierung der DNA und Histone hervorgerufen werden. Epigenetische Veränderungen können Gene an- oder abschalten und spielen eine Schlüsselrolle bei der Zellfunktion.
Mit zunehmendem Alter wird das epigenetische Muster unserer Zellen instabil, was zu einer Fehlregulation der Genexpression und zur Förderung altersbedingter Krankheiten führt. Ungesunde Lebensstilfaktoren wie schlechte Ernährung und Umweltverschmutzung können diese epigenetischen Veränderungen beschleunigen.
4. Verlust der Proteostase
Proteostase bezeichnet die Aufrechterhaltung der Proteinbalance im Körper. Dies umfasst die Synthese, Faltung, Transport und den Abbau von Proteinen. Mit dem Alter wird die Fähigkeit des Körpers, Proteine korrekt zu falten und beschädigte Proteine abzubauen, beeinträchtigt.
Wenn wir älter werden, führt das zu einer Ansammlung von fehlgefalteten und aggregierten Proteinen, die die Zellfunktion stören und zu Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson beitragen können. Regelmäßige körperliche Aktivität und eine ausgewogene Ernährung können helfen, die Proteostase zu unterstützen.
Antagonistische Hallmarks: Reaktionen auf Schäden
Die antagonistischen Hallmarks sind Mechanismen, die als Reaktionen auf die primären Schäden des Alterns auftreten. Diese Mechanismen können kurzfristig schützend sein, haben jedoch langfristig ebenfalls schädliche Auswirkungen.
5. Deregulierte Nährstoffsensoren
Der Körper verfügt über verschiedene Signalwege, die den Nährstoffstatus der Zellen überwachen und regulieren. Ein zentraler Weg ist beispielweise der Insulin/IGF-1-Signalweg, der Wachstum und Stoffwechsel reguliert.
Bei Überernährung und chronisch erhöhtem Insulinspiegel wird dieser Weg überaktiviert, was zu Stoffwechselstörungen wie Diabetes und Fettleibigkeit führt. Kalorienrestriktion hingegen kann diesen Weg dämpfen und hat sich als lebensverlängernd in vielen Modellsystemen erwiesen.
6. Mitochondriale Dysfunktion
Mitochondrien sind die Kraftwerke in der Zelle und produzieren die meiste Energie in Form von ATP. Mit dem Alter nimmt die Effizienz der Mitochondrien ab, was zu einer verminderten Energieproduktion und einer erhöhten Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) führt. Diese ROS verursachen weiteren Schaden an Zellbestandteilen, einschließlich der DNA, Proteine und Lipide.
7. Zelluläre Seneszenz
Zelluläre Seneszenz ist ein Zustand, in dem Zellen ihre Fähigkeit zur Teilung verlieren und sich in einem Zustand der permanenten Ruhe befinden. Obwohl dies ein Schutzmechanismus gegen Krebs sein kann, da es das Wachstum potenziell schädlicher Zellen stoppt, führt die Ansammlung seneszenter Zellen zu chronischen Entzündungen und Gewebeschäden. Diese Zellen seneszieren eine Vielzahl von entzündungsfördernden Zytokinen, die das umliegende Gewebe schädigen.
Integrative Hallmarks: Folgen und Auswirkungen
Die integrativen Hallmarks resultieren aus den Wechselwirkungen der primären und antagonistischen Hallmarks und führen zu den sichtbaren und funktionellen Veränderungen, die wir mit dem Altern assoziieren.
8. Stammzellerschöpfung
Stammzellen sind für die Regeneration und Reparatur von Geweben verantwortlich. Mit zunehmendem Alter nimmt die Funktion und die Anzahl der Stammzellen ab, was zu einer verminderten Regenerationsfähigkeit des Gewebes führt. Dies trägt zur Schwächung des Immunsystems und zur erhöhten Anfälligkeit für Krankheiten bei
9. Veränderung der interzellulären Kommunikation
Eine altersbedingte Verschlechterung der Kommunikation zwischen Zellen und Geweben führt zu chronischen Entzündungen und einer gestörten Homöostase. Dies kann durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht werden, einschließlich der Sekretion entzündungsfördernder Moleküle durch seneszente Zellen und einer gestörten Hormonproduktion.
Aktuelle Forschungen zu den Hallmarks of Aging
Die nachfolgende Tabelle zeigt – natürlich nur auszugsweise – aktuelle Forschungsansätze, die auf die verschiedenen Hallmarks of Aging abzielen. Das Ziel ist, den Alterungsprozess besser zu verstehen und potenzielle therapeutische Ansätze zu entwickeln.
Ausgewählte Forschungsschwerpunkte
Der positive Einfluss eines gesunden Lebensstils auf das Altern
Ein ungesunder Lebensstil kann die Hallmarks of Aging erheblich negativ beeinflussen und den Alterungsprozess beschleunigen. Während wir die Biologie (aktuell noch) nicht verändern können, sieht das bei Lebensstilanpassungen oder dem Erlernen gesunder Routinen ganz anders aus:
Ernährung und Kalorienrestriktion
Eine ausgewogene Ernährung mit einer angemessenen Kalorienzufuhr ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und das Verlangsamen des Alterns. Kalorienrestriktion – Fasten – hat sich in zahlreichen Studien als wirksam erwiesen, um die Lebensspanne zu verlängern und altersbedingte Krankheiten zu verzögern. Dies wird u.a. durch die Modulation von Signalwegen wie dem Insulin/IGF-1-Signalweg erreicht, der das Zellwachstum und den Stoffwechsel reguliert.
Körperliche Aktivität, Fitness und Sport
Regelmäßige körperliche Aktivität ist ein wesentlicher Faktor für gesundes Altern. Bewegung verbessert die mitochondriale Funktion, fördert die Proteostase, reduziert die Telomerverkürzung und verbessert die kardiovaskuläre Gesundheit. Sie kennen die WHO-Empfehlung zu 150 min Ausdauer- und Kraftsport pro Woche? Sie wissen wie gesund die einfache Maßnahme „Gehen“ ist? Sportliche Betätigung reduziert Entzündungen und stärkt die Funktion des Immunsystems.
Aktiver Umgang mit Stress, Achtsam leben
Chronischer Stress kann die genomische Stabilität beeinträchtigen, die Telomerverkürzung beschleunigen und entzündungsfördernde Prozesse im Körper verstärken. Techniken zum Stressmanagement wie Meditation, Yoga und ausreichender Schlaf können helfen, diese negativen Auswirkungen zu minimieren und die allgemeine Gesundheit zu verbessern.
Verzicht auf schädliche Substanzen (Sucht)
Rauchen, übermäßiger Alkoholkonsum und Drogenmissbrauch können zu erheblichen DNA-Schäden, mitochondrialer Dysfunktion und chronischen Entzündungen führen. Die umfangreiche Studie des MVP hat die lebenszeitverlängernden Erfolge der ‚Magic 8‘ erst in 2023 erneut nachgewiesen. Der Verzicht auf diese Substanzen ist daher entscheidend für die Verlangsamung des Alterungsprozesses und die Prävention altersbedingter Krankheiten.
Aktivieren Sie Ihre Gesundheit – Jetzt!
Die Hallmarks of Aging bieten eine gute Übersicht über biologischen Prozesse, die unser Altern bestimmen. Indem Sie gesunde Gewohnheiten wie eine ausgewogene Ernährung, regelmäßige Bewegung, Stressbewältigung und den Verzicht auf schädliche Substanzen in Ihren Alltag integrieren, können Sie den Alterungsprozess selbst positiv beeinflussen. Gestalten Sie Ihr Leben gesünder und erfüllter. Starten Sie noch heute – jede kleine Veränderung zählt!
