Visuell erklärtDas sind die 12 Gründe, warum wir altern
Der Alterungsprozess im menschlichen Körper ist hoch komplex – und schwierig aufzuhalten. Eine veränderte Darmflora, alternde Zellen, Mutationen im Erbgut und vieles mehr tragen dazu bei. Die Wissenschaft hat ein Dutzend «Merkmale des Alterns» identifiziert.
Graue Haare, faltige Haut, unsicherer Gang. Das sind die Zeichen, die wir – rein oberflächlich – mit dem Alterungsprozess in Verbindung bringen. Doch hinter dem Prozess steckt viel mehr. Die Alterung findet in jeder Zelle, in jedem Gewebe, in jedem Organ statt, und sie beginnt schon in jungen Jahren. Ab etwa 20 nimmt die Produktion der Lungenbläschen ab, das Atemvolumen sinkt in der Folge, zudem lässt die Spannkraft in der Haut nach und Fältchen verschwinden einfach nicht mehr. Ab 30 nimmt die Fruchtbarkeit ab, die Bandscheiben werden dünner und die Muskeln schwinden. Ab Mitte 50 wird das Körperfett zum Problem.
Sind solche Prozesse irreversibel? Oder gibt es allenfalls Möglichkeiten, das Altern zu verlangsamen, zu stoppen oder gar umzukehren? Diese Fragen treiben die Menschheit seit Ewigkeiten an. Kein Wunder, ist das Thema Altern seit vielen Jahren ein heisses Forschungsgebiet in unzähligen Labors. Denn wem es gelingt, jenes Elixier zu finden, das den Alterungsprozess aufhält, dem ist nicht nur Ruhm und Ehre, sondern auch der grosse Reibach garantiert.
So schnell wird das nicht passieren. Denn die Vorgänge beim Älterwerden sind äusserst komplex und setzen auf allen Ebenen an: bei den Molekülen, in Zellen, Geweben, Organen und letztlich im ganzen Körper. Ein Team von Forschenden aus Spanien, Frankreich, Deutschland und Grossbritannien hat Anfang 2023 den Stand des Wissens zu den Alterungsprozessen in einer Übersichtsarbeit zusammengetragen. Sie unterscheiden dabei zwölf unterschiedliche Prozesse oder, wie sie schreiben: «Markenzeichen des Alterns». Diese sind teils alleine für bestimmte Alterungserscheinungen verantwortlich, bei sehr vielen Prozessen sind aber mehrere dieser Markenzeichen involviert. Wir haben die zwölf Gründe für das Altern zusammengefasst.
Gestörte Darmflora
Zu Übergewicht oder Fettleibigkeit können diverse Ursachen beitragen, doch ein Merkmal findet sich fast immer: eine gestörte Darmflora. Mit zunehmendem Alter verändert sich die Zusammensetzung der Darmmikroben.
Das passiert: Die Zusammensetzung der Mikroorganismen im Darm, die Darmflora, hat eine wichtige Rolle bei verschiedensten Prozessen, die in unserem Körper ablaufen: bei der Verdauung, beim Schutz vor Krankheitserregern, bei der Produktion von lebenswichtigen Vitaminen und anderen Nährstoffen, aber auch beim Austausch mit dem Nervensystem und anderen weit entfernten Organen. Eine gestörte Darmflora kann zu verschiedenen gesundheitlichen Problemen beitragen, wie etwa Übergewicht, Diabetes, Herz-Kreislauf-Leiden oder Krebs. Mit dem Alter verändert sich die Zusammensetzung der Darmflora, allerdings gibt es nur wenige Anhaltspunkte, welche Veränderungen sich positiv auf die Gesundheit und den Alterungsprozess auswirken und welche negativ. Generell gilt: Ein vielfältige Darmflora ist gesünder als eine eintönige.
Das könnte man dagegen tun: Von einigen Gruppen von Bakterien weiss man aus Tierversuchen, dass sie der allgemeinen Gesundheit förderlich sind, zum Beispiel Bifido- oder Akkermansia-Bakterien. Letztere wurden schon in einer klinischen Studie getestet, und zwar mit übergewichtigen oder fettleibigen Probanden. Die orale Gabe der Bakterien verminderte bei den Probanden die Insulinresistenz und senkte deren Cholesterinspiegel. Bereits auf dem Markt sind diverse prä-, pro- und postbiotische Nahrungsergänzungsmittel. Der gesundheitliche Nutzen solcher Präparate ist allerdings (noch) kaum belegt.
Veränderte Zellkommunikation
Die Hypertrophische Kardiomyopathie ist eine seltene Erbkrankheit des Herzens, bei der die Muskulatur der linken Herzkammer verdickt und versteift. Sie ist nur eine von vielen Krankheiten, bei denen die Kommunikation zwischen Zellen, Geweben und Organen gestört ist. Auch mit zunehmendem Alter wird diese Kommunikation zunehmend schlechter.
Das passiert: In unserem Körper stehen die Organe, Gewebe und Zellen im ständigen Austausch miteinander. Sie kommunizieren mithilfe von Hormonen, weiteren Botenstoffen sowie über das Nervensystem, über kurze oder auch lange Distanzen. Mit zunehmendem Alter wird diese Kommunikation durch immer stärkeres «Rauschen» gestört und bringt so das physiologische Gleichgewicht mehr und mehr durcheinander.
Das könnte man dagegen tun: Im Blut gibt es eine Vielzahl von Botenstoffen, die einerseits mit einem schnelleren Altern in Verbindung gebracht werden, andererseits gibt es auch viele Moleküle, die dem Altern entgegenwirken, also potenzielle Anti-Aging-Substanzen sind. Diese Erkenntnisse versuchen Forschende in Therapien umzumünzen, indem sie entweder Pro-Aging-Stoffe blockieren oder umgekehrt Anti-Aging-Stoffe fördern. Erste klinische Versuche verliefen allerdings eher enttäuschend.
Deregulierte Nahrungs-Sensoren
Diabetes-Patientinnen und -Patienten leiden an einem gestörten Zuckerstoffwechsel, sie produzieren entweder zu wenig Insulin oder der Körper kann dieses Hormon nicht richtig einsetzen. Schuld daran ist ein gestörtes Netzwerk an Nahrungs-Sensoren, das mit dem Alter immer mehr aus dem Tritt gerät.
Das passiert: Unser Körper benutzt ein ausgefeiltes, kompliziertes Netzwerk an Hormonen, Eiweissen und Rezeptoren, mit denen er die aufgenommenen Nährstoffe – zum Beispiel Glukose – erkennen und darauf mit dem passenden Stoffwechsel reagieren kann. Die mit zunehmendem Alter schleichenden, teils schädlichen Veränderungen sind aber erst im Ansatz verstanden. So weiss man zum Beispiel, dass hohe Spiegel des auf Nahrung reagierenden Wachstumshormons IGF-1 zwar in jungen Jahren von Vorteil sind, im Alter aber das Risiko für frühzeitigen Tod, Demenz, Diabetes und andere Krankheiten erhöhen.
Das könnte man dagegen tun: Aus Tierversuchen ist bekannt, dass man das Netzwerk der Nahrungs-Sensoren an verschiedenen Stellen hemmen kann. Blockiert man zum Beispiel bei erwachsenen Mäusen das erwähnte Wachstumshormon IGF-1, dann leben diese Nager länger. Es gibt auch Medikamente, die mit dem Netzwerk interagieren, etwa der immunmodulierende Wirkstoff Rapamycin oder Verwandte dieses Stoffes. Allerdings warnen Experten derzeit vor einem Einsatz dieser möglicherweise lebensverlängernden Substanzen, weil sie auch viele unerwünschte Nebenwirkungen haben können.
Eher unbestritten ist dagegen der Effekt vom Fasten. Aus Tierversuchen weiss man, dass eine eingeschränkte Kalorienaufnahme das Leben der Tiere verlängert. Eine erste klinische Studie mit rund 30 Teilnehmenden zeigte nach zwei Jahren mit verminderter Kalorienaufnahme zwar verschiedene, gesundheitlich positive Effekte, ob die Massnahme auch lebensverlängernd wirkt, ist indes unklar.
Chronische Entzündungen
Arthrose, Arterienverkalkung, Bandscheibenvorfall: All diese «Altersleiden» stehen mit entzündlichen Prozessen in Verbindung.
Das passiert: Mit dem Altern nehmen entzündliche Prozesse im ganzen Körper zu, sie können gar chronifizieren. Anzeichen davon sind erhöhte Spiegel von entzündungsfördernden Botenstoffen, sogenannten Zytokinen, im Blut, wie zum Beispiel Interleukin 6 (IL-6). Die Folgen dieses Schwelbrands sind mannigfaltig: Arteriosklerose, Nervenentzündungen, Osteoarthritis (Arthrose) oder die Degeneration von Bandscheiben zählen dazu. Die chronischen Entzündungen sind eng mit allen anderen Markenzeichen des Alterns verknüpft und haben daher viele verschiedene Ursachen.
Das könnte man dagegen tun: Am naheliegendsten wäre es, präventiv Entzündungshemmer zu schlucken. Das ist aber keine gute Idee, denn all diese Mittel haben zum Teil schwere Nebenwirkungen – vor allem, wenn man sie über längere Zeit einnimmt. Dazu zählen Blutungen, Geschwüre im Magen-Darm-Trakt oder Nierenprobleme. Eine grosse klinische Studie, die untersuchte, ob Aspirin bei Über-70-Jährigen als Prophylaxe von Herz-Kreislauf-Erkrankungen taugt, scheiterte: kein Nutzen, aber mehr Blutungen.
Eine andere Strategie ist es, gezielt die entzündungsfördernden Zytokine zu hemmen. Hierzu gibt es viele Studien aus Tierlabors, aber auch einige klinische Daten. So erwies sich der immunmodulierende Wirkstoff Canakinumab in einer grossen Studie als wirksam. Bei Patienten, die schon einen Herzinfarkt hatten, verringerte die Behandlung mit dem Wirkstoff, der das Zytokin IL-1beta hemmt, das Risiko für einen erneuten Infarkt, einen Hirnschlag oder einen kardiovaskulären Tod, aber nur leicht.
Erschöpfte Stammzellen
Was haben graue Haare und Wunden gemeinsam? Erschöpfte Stammzellen! Bei den Haaren fehlen mit zunehmendem Alter die Stammzellen, die sich in Melanozyten entwickeln können, also in jene Zellen, die dem Haar die Farbe verleihen. Bei den Wunden braucht es Stammzellen für den Heilungsprozess und der wird mit dem Alter immer langsamer.
Das passiert: Mit dem Alter können sich nicht nur Gewebe schlechter erneuern, auch die Heilung nach Verletzungen verläuft zunehmend langsamer. Das hat damit zu tun, dass mit dem Alterungsprozess die verschiedenen Reservoirs an Stammzellen im Körper ausdünnen. Zwar können sich bei Verletzungen normale Körperzellen in gewebespezifische Stammzellen zurückentwickeln, sich so verjüngen und das beschädigte Gewebe reparieren. Doch mit dem Alter lässt diese Fähigkeit immer mehr nach.
Das könnte man dagegen tun: Forscherinnen und Forscher setzen in erster Linie auf das Konzept der «induzierten pluripotenten Stammzellen» (iPS Zellen). Mit einem gentechnischen Trick können sie gewöhnliche Hautzellen (zum Beispiel) in Stammzellen zurückverwandeln. In Experimenten mit Mäusen funktioniert das Konzept der Reprogrammierung, und zwar bei verschiedenen Geweben wie Herz, Leber, Muskeln, Haut oder Auge. Bereits laufen weltweit einige kleine klinische Versuche mit aus iPS-Zellen gewonnenen Herzmuskelzellen bei Patienten mit Herzmuskelschwäche.
Alternde Zellen
Muttermale auf der Haut, Falten im Gesicht – diese äusserlichen Merkmale des Alterns entstehen, weil sich Zellen von ihrer eigentlichen Aufgabe zurückgezogen haben, aber nicht absterben.
Das passiert: Wenn Zellen in Gefahr sind, beispielsweise durch schädliche Mutationen oder durch stark verkürzte Telomere, haben sie zwei Optionen: Sie können den Weg des programmierten Zelltods wählen oder zu sogenannten alternden Zellen werden. Letztere haben aufgehört sich zu teilen und können deshalb auch nicht zu Krebszellen entarten – eine durchaus sinnvolle Massnahme. Normalerweise bieten alternde Zellen das Immunsystem auf, um sich selbst zu eliminieren und das beschädigte Gewebe zu reparieren. Doch mit zunehmendem Alter versagt dieser Prozess, die alternden Zellen häufen sich im Gewebe an. Dort sondern sie einen Cocktail von Substanzen ab, mit dem sie ihre Umgebung bombardieren und langfristig schädigen – darunter sind zum Beispiel Stoffe, die Entzündungen und Gewebeveränderungen wie Fibrosen fördern. Alternde Zellen finden sich in vielen verschiedenen Geweben, nicht nur in Muttermalen und Hautfalten.
Das könnte man dagegen tun: Die sich mit der Zeit anhäufenden alternden Zellen werden mit einer Reihe von Krankheiten in Verbindung gebracht: Lungenfibrose, Fettleber, Diabetes, Arteriosklerose, Alzheimer oder Parkinson. Weltweit tüfteln Forschende und Biotechfirmen daher an möglichen Therapien, um die überschüssigen alternden Zellen aus dem Verkehr zu ziehen. Bei Mäusen waren einige potenzielle Wirkstoffe bereits erfolgreich, die Nager blieben länger gesund und lebten länger. Bei der Übertragung auf den Menschen hapert es aber noch, auch wenn einige klinische Versuche schon laufen oder geplant sind.
Dysfunktionale Kraftwerke
Muskelschwund kann viele Ursachen haben: Inaktivität, Diabetes, Krebs, Nierenversagen – und das Alter. Gemeinsam ist allen, dass dabei die Mitochondrien, die Kraftwerke der Zellen, nicht mehr richtig funktionieren.
Das passiert: Die Mitochondrien liefern den Zellen die nötige Energie. Mit den Jahren verschlechtert sich ihre Funktion zunehmend, dazu tragen Mutationen im Erbgut der Mitochondrien bei, aber auch andere Mechanismen. Dysfunktionale Mitochondrien sind mitverantwortlich für eine ganze Reihe von Erkrankungen.
Das könnte man dagegen tun: In Tierversuchen mit Mäusen, Fliegen oder Fadenwürmern zeigte sich, dass verschiedene Substanzen die Funktion der Mitochondrien verbessern können. Dazu zählen u.a. das Peptid «Elamipretide» oder die mitochondrialen Proteine Humanin und MOTS-c.
Bei Menschen sind zwei andere Substanzen derzeit vielversprechender: das Nahrungsergänzungsmittel L-Carnitin und das altbekannte Diabetes-Medikament Metformin. So verbesserte die Einnahme von L-Carnitin bei älteren Männern in einem kleinen klinischen Versuch bestimmte Funktionen der Mitochondrien. Und Metformin werden fast schon Wunderdinge nachgesagt. Das Mittel soll gleich mehrere Markenzeichen des Alterns positiv beeinflussen, darunter auch die schwächelnden Mitochondrien. Ein grosser klinischer Versuch in den USA soll nun die Frage beantworten, ob Metformin tatsächlich den Alterungsprozess etwas hinauszögern kann.
Schwächelndes Recycling
Wer übergewichtig ist, sich kaum bewegt und schlecht ernährt, hat ein erhöhtes Risiko für eine nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) – notabene die häufigste Lebererkrankung. Dazu kann es kommen, wenn mit zunehmendem Alter der zelluläre Recyclingprozess erlahmt.
Das passiert: Unsere Zellen haben ein ausgeklügeltes Recyclingsystem. Dieses zieht falsch gefaltete Proteine, andere fehlerhafte Moleküle und sogar defekte Zellorganellen wie etwa Mitochondrien (die Kraftwerke der Zellen), gezielt aus dem Verkehr. In speziellen «Recycling-Werkstätten» (Autophagosomen) werden die defekten Strukturen verdaut. Diesen Recycling-Prozess nennt man «Autophagie», zu deutsch in etwa: «Selbstverzehr».
Das könnte man dagegen tun: Mit dem Alter wird das zelluläre Recycling immer ineffizienter. Wie man aus Experimenten mit Fliegen oder Mäusen weiss, können bestimmte Wirkstoffe den Autophagie-Prozess ankurbeln und so das gesunde Altern fördern. Bereits wurden auch einige Substanzen in klinischen Versuchen an Menschen getestet, darunter das aus Darmmikroben gewonnene Urolithin A. Aus Tierversuchen wusste man, dass dieser Stoff die Autophagie defekter Mitochondrien antreibt. Und tatsächlich: In dem klinischen Versuch verbesserte die Substanz unter anderem die Muskelkraft der Probanden. Noch ist aber nicht bewiesen, ob Urolithin A und andere ähnlich wirkende Substanzen wie Nikotinamid oder Tryptophan tatsächlich lebensverlängernd sind, obwohl diese Substanzen teilweise im Internet so angepriesen werden.
Verlust der Selbstregulierung der Proteine
Bei verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson verklumpen falsch gefaltete Proteine, was dazu führt, dass Nervenzellen absterben.
Das könnte man dagegen tun: Funktioniert die Selbstregulierung, dann werden defekte Eiweisse in den Zellen markiert, entsorgt und wiederverwertet. Eine Idee ist es daher, medikamentös diesen Recycling-Prozess zu stärken. Unabhängig davon konnten Forschende in einer Studie mit 200 Patienten, die an der degenerativen Erkrankung ALS leiden, zeigen, dass ein Blutdrucksenker namens Guanabenz das Fortschreiten der tödlichen Erkrankung bremsen kann – möglicherweise indem er die Protein-Selbstregulierung stärkt.
Epigenetische Veränderungen
Wenn im Alter die Knochen spröde werden und leichter brechen, leiden die Betroffenen an Osteoporose. Mitverantwortlich dafür sind möglicherweise sogenannte epigenetische Veränderungen.
Das passiert: Nicht nur Mutationen im Erbgut selbst, sondern auch Veränderungen an der dreidimensionalen Struktur des Erbguts können den Alterungsprozess beeinflussen. Dazu zählen chemische «Markierungen» an bestimmten Stellen im Erbgut («DNA Methylierung»), die mit zunehmendem Alter, je nach Ort im Erbgut, zu- oder abnehmen können. Der deutsch-amerikanische Genetiker Steve Horvath von den Altos Labs in San Diego hat daraus eine «epigenetische Uhr» entwickelt, die aufgrund dieser Veränderungen das biologische Alter ziemlich präzise bestimmen kann. Andere epigenetische Veränderungen betreffen die Struktur der Eiweisse, in denen die Erbgutfäden verpackt werden («Histone»); auch diese Modifizierungen können den Alterungsprozess beschleunigen – oder verlangsamen.
Das könnte man dagegen tun: Enzyme, welche die Funktion der Histone regulieren, könnten möglicherweise hilfreich sein, Alterungsprozesse wie den geistigen Verfall zu verlangsamen. Die Forschung steht hier allerdings noch am Anfang. Bereits durchgeführt wurde ein Menschen-Experiment, das zum Ziel hatte, die epigenetische Uhr zurückzustellen. Dazu verabreichte ein Forscherteam um Steve Horvath und Gregory Fahy zehn Freiwilligen ein Jahr lang einen Cocktail aus drei Wirkstoffen: menschliches Wachstumshormon, das Steroidhormon DHEA und das Diabetesmedikament Metformin. Wie die Forscher berichteten, funktionierte das Experiment: Die Behandlung wirkte verjüngend, sie stellte die epigenetische Uhr im Schnitt um zweieinhalb Jahre zurück.
Schrumpfung der Telomere
Die Lungenfibrose ist eine seltene, oft tödliche Erkrankung, bei der Lungengewebe vernarbt und verhärtet und das Atmen zunehmend schwieriger wird. Die Krankheit tritt meist im Alter von 50 bis 70 Jahren auf. Die genaue Ursache ist meist unbekannt, in einigen Fällen kann ein Prozess namens «Schrumpfung der Telomere» dazu beitragen.
Das passiert: Die Telomere sind eine Art Schutzkappen am Ende der Chromosomen (Erbfäden). Bei jeder Zellteilung werden sie ein wenig kürzer, was das Erbgut (Genom) nach ein paar Dutzend Zellteilungen immer mehr destabilisiert. Es gibt zwar ein körpereigenes Eiweiss, die «Telomerase», das angeknabberte Telomere wieder verlängern könnte, doch fehlt dieses Enzym in den meisten Zellen von Säugetieren, inklusive Mensch. Letztlich führt die kontinuierliche Schrumpfung der Telomere dazu, dass die Zellen entweder absterben («programmierter Zelltod») oder dass sie in sogenannte → alternde Zellen überführt werden.
Das könnte man dagegen tun: Beim Menschen werden geschrumpfte Telomere neben der Lungenfibrose mit weiteren Krankheiten in Verbindung gebracht: mit Nierenfibrosen, mit einer speziellen Form von Blutarmut, der aplastischen Anämie sowie der Erbkrankeit Dyskeratosis congenita. Würde es gelingen, mit einem Eingriff oder Medikament die Schrumpfung der Telomere zu verlangsamen oder gar zu stoppen, so die Idee, könnten altersbedingte Leiden möglicherweise gelindert werden. Bei Mäusen klappte dies bereits, mit Hilfe von gentechnischen Eingriffen. Ob eine solche Therapie in absehbarer Zeit für Menschen zur Verfügung stehen wird, ist allerdings unwahrscheinlich.
Instabilität des Erbgutes
Krebs entsteht, wenn sich Zellen unkontrolliert vermehren können. Schuld daran sind Mutationen im Erbgut der Zellen, die sich mit dem Alter anhäufen und die Kontrolle des Zellwachstums aushebeln.
Das könnte man dagegen tun: Neuere Forschungsergebnisse aus Studien mit Mäusen deuten darauf hin, dass bestimmte Wirkstoffe einen Reparaturmechanismus des Erbguts verstärken und so möglicherweise das Altern verlangsamen können.
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