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Die biochemischen Grundlagen des Alterns

Was lässt uns altern?

Die Ursache des Alterns ist das Leben selbst – das klingt zwar wie eine Platitüde, ist aber echte Biologie. Denn für unseren Körper bedeutet es Schwerstarbeit, über Jahre hinweg die komplexen Funktionen des Lebens aufrechtzuerhalten. Energieversorgung von Zellen und Organen, Transport von Nährstoffen und Abbauprodukten von einem Körperende ans andere, Regulation von Zellwachstum und –tod, all das beruht auf einem ausgeklügelten System, an dem Millionen von Zellen, zehntausende von Erbgutmolekülen und Proteinen beteiligt sind.

Hantaviren unter dem Elektronenmikroskop © CDC

Ansammlung von „Pannen“

Kein Wunder, dass bei diesem Mammutprojekt im Laufe der Zeit auch Aussetzer und Pannen passieren – wie in jedem Großunternehmen. Wichtige Botschaften „versickern“ auf dem Weg zum Empfänger und kommen nie an. Zellen sterben zu früh oder beginnen unkontrolliert zu wuchern, weil die Kontrollinstanz kurzfristig ausfällt oder die Instruktionen – unsere Gene – falsch abliest. Und obendrein sammelt sich immer mehr „Müll“ an, giftige oder einfach sperrige Stoffwechselprodukte, die den reibungslosen Ablauf der Prozesse stören.

Stress durch freie Radikale

Eines der größten Probleme bereitet dabei der oxidative Stress. Seine Ursache sind extrem reaktionsfreudige Moleküle, die beispielsweise durch UV-Strahlung oder andere Umwelteinwirkungen in den Zellen entstehen. Hier verbinden sie sich quasi mit allem, was ihnen in die Quere kommt: Enzyme, Membranbestandteile und auch die DNA und ihre Hüllproteine. Als Folge können diese Zellbausteine ihre Funktion nicht mehr erfüllen und letztlich geht die Zelle daran zugrunde. Als ähnlich aggressiv erweisen sich Zucker, die wir mit der Nahrung aufnehmen. Glucose, Fructose und Galactose reagieren bevorzugt mit Proteinen, Lipiden und der DNA und blockieren sie damit ebenfalls. Diese so genannte Glykation gilt heute als eine der Ursachen für Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Altersruhestand der Zellen

Aber das ist noch nicht alles. Denn in den letzen Jahren haben Forscher entdeckt, dass unsere Körperzellen auch eine Art inneres Zählwerk besitzen, das ihre Lebensdauer begrenzt. „In der Regel ist es so, dass sich normale Körperzellen 40-50 mal teilen können, danach ist ihr Teilungspotenzial erschöpft“, erklärt Thomas G. Hofmann Leiter der Nachwuchsgruppe „Zelluläre Seneszenz“ am Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg in einem Interview des Netzwerks Alternsforschung (NAR). „Die Zellen fallen in eine Art Altersruhestand, den man zelluläre Seneszenz, sprich Zellalterung, nennt.“

Reparaturmechanismus der DNA © NIH

Reparaturmechanismen lassen nach

Normalerweise sorgt der Körper selbst dafür, dass die Folgen solcher „Pannen“ möglichst schnell beseitigt werden. Die zelleigene Müllabfuhr baut überflüssige Proteine und andere Stoffwechselreste ab, Reparaturmechanismen bessern Kopierfehler und Mutationen in unserer DNA aus und beschädigte Gewebeteile werden schnell durch neue Zellen ersetzt. Solange wir jung sind, reichen diese Selbsterneuerungmechanismen aus, um den „Nebenwirkungen“ des Lebens entgegenzuwirken.

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Aber leider funktioniert das Ganze nicht ewig auf dem gleichen hohen Niveau. Altersforscher haben festgestellt, dass sich schon bei einem 40-jährigen Menschen eine ganze Reihe von Veränderungen zeigen, die auf das Nachlassen der körpereigenen Schutzfunktionen hindeuten. „Das hat verschiedene Gründe: Das Stammzellreservoire altert, Stammzellen sterben durch Apoptose ab und damit versiegt nach und nach der Nachschub an neuen Zellen“, so Hofmann. „Zellen im Gewebe werden nicht mehr ausreichend ersetzt, was zu Funktionsstörungen und damit einhergehenden Alterungsphänomenen führt.“

Eine besondere Rolle spielt dabei eine bestimmte Komponente unserer Chromosomen…

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Nadja Podbregar
Stand: 16.04.2010

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Das Geheimnis der Hundertjährigen
Auf der Suche nach den Ursachen von Altern und Langlebigkeit

Wie alt werden Tiere?
Altersrekorde im Tiereich

Zum Weiterlesen
Links und Literatur zum Thema Altern

Die ältesten Menschen der Welt
Was ist das Geheimnis der „fitten Alten“?

Was lässt uns altern?
Die biochemischen Grundlagen des Alterns

Das Geheimnis der Telomere
Altern und die Rolle der Chromosomen-Endkappen

Wer weniger isst, wird älter
Kalorienreduktion verbessert Gesundheit und Überlebensdauer

Das erste Altersgen
Ein Fadenwurm bringt die Antwort

Bei den Hundertjährigen von Okinawa
Langlebige Inselbewohner als Forschungsobjekt

Warum schlecht manchmal gut ist
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