Hallmarks of Aging: das sind die Merkmale des Alterns

Faltige Haut und silbrige Haare – äußere Kennzeichen des Alters gehören ganz selbstverständlich zum Leben dazu und lassen sich mit einem Augenzwinkern verschmerzen. Neben diesen Merkmalen gibt es auch solche, die typisch für den Alterungsprozess an sich sind. Schließlich altern wir nicht einfach über Nacht – nach und nach sind beispielsweise die Stammzellen erschöpft oder die Telomere verschlissen. Um die typischen Merkmale des Alterns übersichtlich darzustellen, haben Wissenschaftler die Hallmarks of Aging entwickelt.

Wir verraten Dir heute, welche Hallmarks of Aging es gibt und wie sie mit dem Alterungsprozess zusammenhängen.

Wieso altern wir überhaupt?

Das Altern ist für viele Menschen ein weniger schmeichelhafter Vorgang. Tatsächlich startet der Alterungsprozess schon in jungen Jahren. Die Elastizität der Augenlinse lässt beispielsweise bereits ab 15 Jahren nach – spürbar ist das aber erst etwa mit Mitte 40, wenn die Alterssichtigkeit eintritt. Ärgerlich wird es meist, wenn sich mit etwa 35 die ersten grauen Haare zeigen und die Falten sich tiefer in die Haut graben. Spätestens dann stellst Du Dir bestimmt die Frage: Wieso altern wir überhaupt, muss das wirklich sein? Hinter dem Alterungsprozess steckt laut Forschern keine Absicht. Das Altern ist vielmehr ein Nebeneffekt, das bedeutet, es gibt scheinbar keine spezifischen Gene, die Schäden oder den Tod heraufbeschwören. Die Basis für diese logische Schlussfolgerung liefern zwei verschiedene Alterungstheorien.

1. Die "Mutationsakkumulationstheorie" (Peter Medawar) beschreibt, dass die Power der natürlichen Selektion bis zur ersten Fortpflanzung hoch ist. Nachdem sich ein Organismus fortgepflanzt hat, gibt es evolutionär gesehen keinen Druck mehr, mit aller Kraft das Überleben zu sichern – durch die Abnahme zellulärer Prozesse altert der Körper und stirbt letztendlich.
2. Die Annahme der "antagonistischen Pleiotropie" (George Williams) geht davon aus, dass die natürliche Selektion durchaus Genvarianten früh im Leben bevorzugen kann, obwohl diese später einen schädlichen Einfluss auf den Körper ausüben – da die Fortpflanzung dann aber meist schon stattgefunden hat, besitzen sie nur eine überschaubare evolutionäre Auswirkung.

Die Hallmarks of Aging: die Kennzeichen des Alterns

Der Begriff „Alterungsprozess“ macht bereits deutlich, dass der Vorgang des Alterns sich über eine längere Zeit erstreckt. Tatsächlich ist das, was im Organismus beim Altern geschieht, sehr komplex. Um Ordnung in die Merkmale des Alterns zu bringen und um sich einen guten Überblick über die Abläufe zu verschaffen, haben Wissenschaftler die Vorgänge eingeteilt, und zwar in die Hallmarks of Aging.

9 Hallmarks of Aging, einfach erklärt

Forscher gehen davon aus, dass insgesamt neun Hallmarks of Aging den Alterungsprozess anstoßen und aufrechterhalten, dabei stehen zelluläre und molekulare Veränderungen im Mittelpunkt.

1. Genomische Instabilität

Die DNA gleicht einem Bauplan für den Körper – sie setzt sich aus mehr als 3 Milliarden einzelnen DNA-Bausteinen zusammen und bildet das Genom. Das Genom vereint die Anweisungen für die gesamten Zellfunktionen. Genau deshalb ist dieses für eine reibungslose Funktionsweise unseres Organismus so wichtig. Das Problem ist, dass das Genom täglich Angriffen ausgesetzt ist. Zum Beispiel UV-Strahlung, Luftverschmutzung und Sauerstoffradikale, die bei normalen Körperprozessen wie der Atmung entstehen, können das Genom schädigen. Die Schäden werden zwar repariert, allerdings meist nicht vollständig – so kommt es zu einer Anhäufung von Schäden, die die Zellfunktion negativ beeinflussen.

2. Telomerverschleiß

Telomere befinden sich am Ende der Chromosomen und sorgen für Stabilität. Mit zunehmendem Alter verkürzen sich die Telomere, weil bei jeder Zellteilung ein Stück abhandenkommt. Wenn eine bestimmte Länge erreicht ist, teilt sich die Zelle nicht mehr. Solche inaktiven Zellen können Entzündungen beeinflussen und den Alterungsprozess befeuern.

3. Epigenetische Veränderungen

Wenn Du Dir den Zellkern näher ansiehst, stellst Du fest, dass im Zellkern DNA-Stränge um sogenannte Histone gewickelt sind – dabei handelt es sich um Proteine. Kleine chemische Veränderungen sorgen in der DNA und in Histonen dafür, dass die Gene angeschaltet und abgeschaltet werden können. Alle chemischen Veränderungen zusammengenommen stellen das sogenannte Epigenom dar. Im Laufe des Lebens verändert sich Dein Epigenom. Manche der chemischen Veränderungen befinden sich nicht an der richtigen Stelle oder verschwinden – das beeinflusst die Genaktivität negativ.

Infografik: Chromosomenstruktur inklusive Histone

4. Gestörte Nährstoff-Wahrnehmung

Der menschliche Körper verfügt über viele Tricks. Einer davon betrifft die Körperzellen. Wenn sie über genügend Nährstoffe verfügen, speichern Gewebe und Zellen Energie, was zum Wachstumsprozess beiträgt. Herrscht ein Nährstoffmangel, leitet der Organismus hingegen Mechanismen ein, die unter anderem auch die körpereigenen Reparaturvorgänge anwerfen. Mit dem Alter werden die zellulären Mechanismen, die für die Nährstofferkennung zuständig sind, unempfindlicher. Als Folge reagieren die Zellen nicht mehr wie vorgesehen auf Signale, die beispielsweise das Zellwachstum regulieren.

5. Verlust der Proteostase

Die Körperzellen sind darum bemüht, die Funktionalität und Stabilität der Vielfalt an Proteinen sicherzustellen. Dieser Vorgang wird im Fachjargon als Proteostase bezeichnet. Wenn es um chemische Reaktionen innerhalb der Körperzellen geht, haben Proteine und Enzyme das Sagen, sie steuern die wichtigen Abläufe. Im Laufe des Lebens erleiden die Proteine durch normale zelluläre Prozesse Schäden – sie können beispielsweise verklumpen und einen toxischen Effekt auf die Zellen ausüben. Dadurch und weil sie nicht mehr wie geplant ihre Arbeit verrichten, unterstützen sie den Alterungsprozess.

6. Mitochondirale Fehlfunktion

Weiterführende Schule: Biologieunterricht. Na, klingelt es bei dem Begriff „Mitochondrien“ noch bei dir? Genau, sie sind die Kraftwerke der Zelle. Sie verwerten den eingeatmeten Sauerstoff und sorgen so für die Energiegewinnung. Bei dem Prozess können freie Radikale entstehen. Diese sind nicht per se schlecht. Stattdessen ist die richtige Menge entscheidend. Kommt es zu einer mitochondrialen Fehlfunktion, macht das die Zellen weniger leistungsfähig.

7. Stammzellen-Erschöpfung

Zu den Hallmarks of Aging zählt auch die Erschöpfung der Stammzellen. Mit voranschreitendem Alter nimmt die Teilungsfähigkeit von Stammzellen ab. Das Gleiche gilt für die Fähigkeit sich nur dann zu teilen, wenn es wirklich nötig ist. Eine unerwünschte und stark gesteigerte Zellteilung kann schließlich zu Krebs führen. Dass Stammzellen reibungslos funktionieren, ist sehr wichtig, denn sie erneuern nicht nur alte Zellen, sondern reparieren auch Schäden im Körper.

8. Zelluläre Seneszenz

Die meisten Zellen können sich nicht unendlich oft teilen. Verlieren sie die Fähigkeit zur Teilung, gehen sie in einen inaktiven Zustand über und werden zu seneszenten Zellen. Im Prinzip haben sie keine Funktion mehr, trotzdem sterben sie nicht ab. Sie können sogar Moleküle abgeben, die andere Zellen schädigen. Zu einer zellulären Seneszenz kann der Telomerabrieb oder eine Schädigung der DNA beitragen.

9. Veränderte interzelluläre Kommunikation

Zellen in einem jungen Körper kommunizieren anders miteinander wie Zellen in einem alten Körper. Das liegt daran, dass sich die Zellsignale und die Fähigkeit der Empfängerzellen, auf gesendete Botschaften zu reagieren, verändern. Eine gestörte Kommunikation kann unter anderem zu einem Immunsystem-Versagen oder chronischen Gewebeentzündungen führen.

Neue Studie deckt 5 weitere Hallmarks of Aging auf

Wieso altern wir? Diese Frage ist bis heute nicht abschließend geklärt. Schließlich gibt es viele Merkmale beziehungsweise Ursachen des Alterns. Eine wichtige Basis zum Verständnis haben die bisherigen 9 Hallmarks auf Aging geliefert. Eine aktuelle Studie erweitert diesen Ansatz um 5 weitere Anzeichen.

• Beeinträchtigte Autophagie: Mit dem Vorgang der Autophagie reinigt sich die Zelle selbst. Eine beeinträchtigte Autophagie bringen Forscher mit Alterungszuständen wie der Neurodegeneration in Verbindung.
• Dysregulation der RNA-Verarbeitung: Bei alternden Menschen können sich laut Studien Änderungen in der RNA-Verarbeitung ergeben. Die RNA ist ein Einzelstrang, der sich aus Nukleotiden zusammensetzt – Ribonukleinsäuren sind wichtige Funktions- und Informationsträger menschlicher Körperzellen.
• Störungen des Mikrobioms: Im Alter kann sich auch die Zusammensetzung der Darmbakterien verändern. Verschiebungen in der mikrobiellen Besiedlung können mit anderen alterstypischen Darmveränderungen Entzündungen fördern.
• Veränderte mechanische Eigenschaften: Solche Veränderungen können sich sowohl an Zellen selbst als auch außerhalb der Zellen zeigen. Das kann unter anderem das Zellverhalten negativ beeinflussen.
• Entzündung: Im Alter finden sich Untersuchungen zufolge viele Entzündungsmediatoren im Blut. Dazu zählen beispielsweise IL-1, IL-6, C-reaktives Protein, IFNα und einige andere. Entzündungen sind laut Forschern entscheidend am Alterungsprozess beteiligt.

Infografik: Die 14 Hallmarks of Aging

Hallmarks of Aging: Fazit

Die Hallmarks of Aging liefern einen guten Überblick über Vorgänge, die sich während des Alterungsprozesses abspielen. Die Grundlage bilden ehemals 9 Kennzeichen des Alterns. Dazu zählt beispielsweise eine veränderte Zellkommunikation oder der Verschleiß von Telomeren. Eine neue Studie hat nun 5 weitere Hallmarks of Aging identifiziert, zu denen auch eine Störung des Mikrobioms und Entzündungen gehören. Die Kennzeichen des Alterns legen nahe, dass vieles beim Thema Altern vorherbestimmt ist, auf die meisten Faktoren haben wir schlichtweg keinen großen Einfluss. Es ist jedoch grundsätzlich empfehlenswert, dem Körper viel Aufmerksamkeit zu schenken. Zum Beispiel mit ausreichend Bewegung, der Vermeidung von Stress und einer gesunden Ernährung. Wusstest Du beispielsweise, dass eine hohe Stressbelastung die Telomere verkürzen kann? Womöglich bietet sich auch unser for you darmflora komplex für Dich an, der den Fokus auf das Mikrobiom legt. Übrigens: Wenn Du Dich mit den Hallmarks of Aging beschäftigst, leistet Du auch einen wichtigen Beitrag zur Longevity, also zu einer gesunden Alterung.