Was lässt die Zellen altern

9  MECHANISMEN  DES  ALTERNS 

1. DNA Instabilität (im Zellkern und in den Mitochondrien)

   1.1.Die DNA ist der Stoff aus dem unser Genprogramm besteht und in jede unserer Zellen unseres Körpers in allen Facetten bestimmt. Und eigentlich ist die DNA eine sehr stabile chemische Verbindung. Man kann noch intakte DNA Stücke in vor über 1 Million Jahre verstorbenen Mammuts analysieren.

   1.2.Trotzdem kann die DNA brechen oder Mutieren. Beides führt zu „Programmfehlern“ was für die Funktion der Zellen nicht bekömmlich ist.
   1.3.Bei jeder Zellteilung werden an den Enden der Chromosome (die aufgewickelten DNA Ketten) spezielle Abschnitte, die Telomere, verkürzt. Sind diese aufgebraucht, kann sich eine Zelle nicht mehr teilen. Dies geschieht ca. nach 40 Teilungen. 

   1.4.Die Mitochondrien (unsere Energiekraftwerke in den Zellen) haben eine eigene DNA. Diese ist etwas weniger geschützt als die DNA des Zellkerns und ist somit anfälliger für Schäden, was die Funktion unserer Kraftwerke mit der Zeit schmälert.

 
2. Telomerverkürzung oder Dysfunktion in den Stammzellen

   2.1.Bei jeder Zellteilung werden an den Enden der Chromosomen die Telomere etwas verkürzt. Dies führt dazu, dass nach ca. 40 Teilungen eine normale Körperzelle sich nicht mehr teilen kann. Sie werden zu Senescenten Zellen (siehe unten). 

   2.2.Stammzellen, dies sind noch wenig differenzierte Zellen in jedem Gewebe. Sie haben das Potential sich öfter (eigentlich beliebig oft) zu teilen, denn sie besitzen einen Reparaturmechanismus, die Telomerasen. Sie ersetzt das durch die Zellteilung verloren gegangene Stück der Telomere, so dass das Chromosom wieder komplett ist. Doch auch hier schleichen sich Fehler ein, so dass der Nachschub an frischen Zellen mit der Zeit nachlässt (siehe unten).

 

3. Epigenetische Steuerung (Sirtuine et. al)

   3.1.Die DNA codiert unsere Gene. Diese müssen zur richtigen Zeit ein und ausgeschaltet werden. Dies ist die Epigenetische Steuerung. Sie bestimmt welche Gene zu welcher Zeit ein- oder ausgeschaltet werden. Sie sind wie ein Dirigent, der jedes Instrument im Orchster zur richtigen Zeit erklingen lassen muss, damit Musik daraus wird und nicht Kakophonie.

   3.2.Für verschiedene Prozesse in der Zelle, die das Altern beeinflussen, haben sich vor allem die Sirtuine (eine gewisse Klasse von Epigenetisch wirksamen Proteinen) herausgestellt. Im Menschen kennt man 7 verschiedene Sirtuine und diese sind natürlich auch von Genen programmiert.

   3.3.Werden im Zellkern mehr Sirtuine hergestellt, führt dies zu einem gesünderen und längeren Leben. Zumindest bei Mäusen. Ein gewisses Mass an Stress (Kalorienentzug, Kälte, körperliche Anstrengung etc. steigern die Sirtuinproduktion. Je älter man wird aber desto weniger. Und je weniger Sirtuine zur Verfügung stehen, desto eher gleitet eine Zell in die Senescenz ab (siehe unten)

 

4. Proteostase Störungen

   4.1.Proteine sind die „Fabriken“ in der Zelle, die alles aufbauen, umbauen, abbauen und steuern. Als Proteostase wird das in der Zelle genau austarierte Funktionieren der verschiednen Proteine, deren Aufbau, deren Abbau und Wiederverwertung verstanden.

   4.2.Zellproteine können kaputt gehen. Solche defekten Proteine müssen entfernt und abgebaut werden.

   4.3.Je älter die Zelle wird, desto fehlerhafter verläuft dieser Mechanismus des Entsorgens von defekten Proteinen. Sie können sich ansammeln und das normale Funktionieren der Zelle behindern.

 

5. Mitochondriale Dysfunktion

   5.1.Mitochondrien sind kleine abgrenzbare Organelle innerhalb von Zellen. Sie besitzen ihre eigene DNA und sie sind die Kraftwerke die aus diversen Stoffen Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) herstellen unter Abgabe von CO2. Es gibt noch andere Energiegewinnungsmöglichkeiten, diese sind aber bei weitem nicht so effizient. Eine Zelle ohne Mitochondrien wäre etwa vergleichbar mit unserer Gesellschaft ohne Strom, Gas und Benzin. Nur noch Lagerfeuer als Energieliferant würde unser Leben stark einschränken.

   5.2.Auch Mitochondrien können Schaden nehmen. Sei es, dass ihre DNA geschädigt wird, sei es dass die Oxidativen Produkte die in den Mitochondrien gebildet werden sie schädigen.

   5.3.Je älter eine Zelle, desto mehr Mitochondriale Dysfunktionen häufen sich an und die Energieverfügbarkeit in der Zelle nimmt ab, was weitere Schäden begünstigt, da für die Reparatur ja wieder Energie benötigt würde. Ein Teufelskreis.

 

6. Anhäufung Senescenter Zellen

   6.1.Unsere Körperzellen können sich ca. 40x teilen und so Nachschub für unsere verschiedenen Gewebe liefern (ausser Stammzellen, die können sich theoretisch unendlich oft teilen). Wenn eine Gewebezelle sich nicht mehr teilen kann, sollte sie abgebaut werden. Die Fähigkeit solche Zellen ab zu bauen wird mit dem Alter schwächer. Dies führt dazu, dass sich immer mehr solche Zellen, sogenannte Senescente Zellen ansammeln. 

   6.2.Abgesehen davon, dass sie Raum beanspruchen, der für neue Zellen nötig wäre, haben diese Senescenten Zellen die dumme Eigenschaft nicht einfach ruhig da zu sitzen. Sie produzieren und sezernieren Substanzen (SAPS) die ihrerseits Entzündungsmediatoren aktivieren. Je älter wir werden, desto mehr Senescente Zellen, desto mehr SAPS, desto mehr entzündliches Potential sammelt sich im Hintergrund an und bereitet uns Beschwerden.

   6.3.Zudem verhalten sich Senescente Zellen wie Zombies. Einerseits machen sie Ärger und zudem stecken sie benachbarte Zellen ebenfalls an und transformieren diese auch in Senescente Zombizellen. Ein sich selbst verstärkender Strudel in die falsche Richtung

   6.4.Dummerweise vermindert dieses entzündliche Potential auch noch die Fähigkeit - wie sie in jungen Jahren vorhanden ist - solche senescenten Zombizellen zu beseitigen. 

 

7. Deregulierte Nährstoff Sensorik

   7.1.Im Blut schwimmen dauernd diverse Nährstoffe. Zum Beispiel Zucker, Aminosauren, Fette, Mineralstoffe etc. Jede Zelle hat Sensoren, die den Nährstoffgehalt der sie umgebenden Flüssigkeit registriert und je nach Bedarf die Aufnahme (und Abgabe) einzelner Nährstoffe mit reguliert.

   7.2. Diese Sensoren sind natürlich auch im genetischen Code programmiert und verändern sich im Alter in ihrer Anzahl (es werden oft weniger) oder in ihrer Funktion. Dies führt zu Fehlinterpretationen des Nährstoffgehalts und des Nährstoffbedarfs etc. Paradebeispiel dafür ist der sogenannte Alterszucker - Diabetes mellitus Typ 2 - der schlussendlich zu einer Anhäufung von Zucker im Blut führt, was mit der Zeit zunehmend Schäden verursacht.

 

8. Stammzellen Verminderung

   8.1.Stammzellen sind unser Jungbrunnen. Sie können sich unendlich oft teilen und führen so zu einem steten Strom neuer junger Zellen für alle Gewebe. Dies ist auch nötig, da die ausgewachsenen Gewebezellen sich nur ca. 40x teilen können und dann entsorgt werden oder eben zu Senescenten Zellen werden.

   8.2.Leider können auch Stammzellen aus verschiedenen Gründen fehlerhaft funktionieren oder sterben. Dies führt zu einem steten ausdünnen der Stammzellpopulation, was sich negativ auf die Regeneration aller Gewebe auswirkt. 

   8.3.Da altes Gewebe schlechter funktioniert als junges kann man sich gut vorstellen, dass man je älter desto funktionsuntüchtiger wird. Darum stellt man im Alter fest, dass zum Beispiel die Wundheilung oder auch das Immunsystem nicht mehr so funktioniert wie in jungen Jahren.

 

9. Dysfunktionale interzelluläre Kommunikation

   9.1.Unsere Körperzellen leben nicht jede für sich. Einserseits sind da angrenzende Nachbarn, aber auch weit entfernte Zellen gehören immer noch zum selben Körper. Mit all diesen Mitbewohnern tauschen sich die Zellen durch verschiedene Signale aus. Sie kommunizieren. Elektrische Impulse und Botenstoffe übertragen Nachrichten über Bedürfnisse, Schäden, Hilfsgesuche, Alarmzeichen etc. 

   9.2.Diese komplexe Kommunikation ist durch die Alterung der Zellen auch fehlerhaft und die Koordination diverser davon abhängiger Funktionen wird zunehmend gestört.

Quellen: 
Prof. D. Sinclair, Das Ende des Alterns, Dumont Verlag
www.lifespan.io



Wie verlangsame ich das altern?