Alterungsprozess – was lässt uns altern?

Alterungsprozess – ein multifaktorieller und individueller Prozess

Im Laufe des Alterungsprozess, verändert sich der Körper in vielen verschiedenen physiologischen Bereichen, Zellen und organische Systeme verändern sich und beeinflussen den Körper sowie die Körperfunktionen. Für die Alterung

des Körpers wurde bereits in den 50er Jahren eine allgemeine und treffende Definition formuliert, Maynard Smith beschrieb das Altern wie folgt:

„Die Alterung ist der allgemeine Verlust von Funktionen des Organismus, was zu einem sich progressiv erhöhenden Sterberisiko führt.“

Alterungsprozess Ursachen des Alterns
Alterungsprozess – was lässt uns altern?

Als Ursachen des Alterns gelten entsprechend Alterungsprozesse, die zum Verlust von Funktionen des Organismus führen. Für eine Betrachtung der einzelnen Mechanismen, die zur biologischen Alterung innerhalb des Alterungsprozess führen, ist allerdings eine andere Umschreibung nach Ladislas Robert aus dem Jahr 2000 praktikabler:

„Altern ist das Ergebnis des progressiven und irreversiblen Rückgangs der Leistungsfähigkeit eines Organismus sich an die immerzu verändernde Umwelt anzupassen. Die multiplen Auslöser sind alle progressiv, irreversible und schädlich.“

Dieser Rückgang der Leistungsfähigkeit tritt im Laufe der Zeit verstärkt auf. Der fortschreitende Alterungsprozess kann sich allerdings von Person zu Person zum Teil erheblich voneinander unterscheiden.

 

 

Der individuelle Alterungsprozess des Organismus, der einzelnen Zellen und seiner molekularen Komponenten

Bekannter Weise sehen manche Menschen entgegen ihres Alters wesentlich jünger oder älter aus als andere. Das gleiche Phänomen lässt sich ebenfalls anhand ihres Gesundheitszustandes beobachten. Manche Menschen sind vitaler und gesünder, als andere, trotz des gleichen (chronologischen) Alters. Diese Unterschiede beruhen auf der Tatsache, dass das chronologische Alter nichts über den Gesundheitszustand sowie das äußere Erscheinungsbild eines Menschen aussagt. Der Alterungsprozess von Menschen ist individuell verschieden. Dieser individuelle Ablauf des Alterungsprozess ist auch unter dem Begriff der biologischen Alterung bekannt. Im Gegensatz zur chronologischen bzw. kalendarischen Alterung kommt die biologische Alterung der Heterogenität des Alterungsprozesses nach und gilt entsprechend als Maß für die Körperfunktionen und Vitalität eines Menschen, während des aktuellen Zeitpunkts. Des Weiteren konnte beobachtet werden, dass die multiplen Ursachen und Mechanismen des Alterungsprozesses dazu führen, dass die physiologischen Funktionen des Organismus sich in unterschiedlicher Geschwindigkeit verschlechtern bzw. altern.  Die nächste Tabelle zeigt den geschätzten Zeitpunkt des vollständigen Verlustes selektiver biologischer Funktionen durch den Alterungsprozess:

 

 

Alterungsprozess – Verlust biologischer Funktionen

Geschätzter Zeitpunkt des totalen Funktionsverlustes
Elastizität der Linsenkapsel 90 Jahre
Glykosaminoglykane im Knorpel  95 Jahre
Vitalkapazität (Atemvolumen) 103 Jahre
Dehnbarkeit (Elastizität) der Aorta  105 Jahre
Proliferationskapazität von Fibroblasten  110 Jahre
Gedächtnisverlust 125 Jahre
Kollagengehalt der Haut  140 Jahre
Nervenleitungsgeschwindigkeit  400 Jahre

Quelle: Robert, Ladislas. Cellular and Molecular Mechanisms of Aging and Age Related Diseases. Pathology Oncology Research. Vol. 6. No 1. 2000.

 

Wie man sieht besteht nicht nur ein Ungleichgewicht beim Alterungsprozess zwischen verschiedenen Personen, sondern ebenfalls innerhalb des Organismus, manche Körperfunktionen altern schneller (bzw. langsamer) als andere. Dieser Prozess der selektiven Alterung ist, grob ausgedrückt, ähnlich wie bei Fahrzeugen. Der selektive Verlust auch nur einer einzigen Funktion kann das gesamte Fahrzeug (bzw. den gesamten Körper) zum Stoppen bringen. Um dieses selektive bzw. „partielle“ Altern zu verstehen, ist es notwendig die zugrunde liegenden Mechanismen auf zellulärer und molekularer Ebene genauer zu betrachten. Es existieren eine Vielzahl an Alterungsfaktoren sowie Theorien und Hypothesen diesbezüglich.

 

 

Extrinsische und Intrinsische Faktoren der Alterung

Bei den verschiedenen Faktoren während des Alterungsprozesses wird primär zwischen intrinsischen Faktoren und extrinsischen Faktoren unterschieden. Die verschiedenen involvierten Mechanismen haben ihren Ursprung also zum Teil innerhalb des Organismus (intrinsische Alterungsmechanismen), sie sind genetisch und epigenetisch bedingt. Des Weiteren sind einige Alterungsmechanismen wiederum externen Ursprungs: zum Beispiel beeinflussen Ernährung, Strahlung und Temperatur den Alterungsprozess (die biologische Alterung) und gelten somit als extrinsische Alterungsmechanismen. Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Zusammenfassung mit den biologischen Ursachen des Alterns bzw. den Mechanismen, welche beim Alterungsprozess involviert sind:

 

 

Mechanismen und Ursachen des Alterungsprozess

Innerhalb des Organismus (intrinsisch) Außerhalb des Organismus (extrinsisch)
Genetik, Epigenetik – (starke gegenseitige Beeinflussung) Ernährung, Stress, Strahlung
Genetik: Gene zum Kodieren als Radikalfänger erhöhen oft die Lebenserwartung. Epigenetik: Schäden durch freie Radikale, Maillard-Reaktion, Abbauprodukte (Fortgeschrittene Glykierungsendprodukte bzw. AGEs), Verlust von Rezeptoren Kalorienreduktion erhöht die Lebenserwartung bei Nagetieren. Hoher Zuckerkonsum beschleunigt epigenetische Alterungsmechanismen. Hohe Zufuhr gesättigter Fettsäuren beschleunigt die Gefäßalterung.

Quelle: Robert, Ladislas. Cellular and Molecular Mechanisms of Aging and Age Related Diseases. Pathology Oncology Research. Vol. 6. No 1. 2000.

 

 

Theorien zum Alterungsprozess

Forscher der Gerontologie (Alternswissenschaft) spüren immer mehr die Gründe und Faktoren auf, welche zu den Veränderungen während des Alterns führen und den Alterungsprozess beeinflussen. Zu Beginn der Alternswissenschaften und der Erforschung der Alternsursachen wurde der Blick auf einzelne Faktoren geworfen, die die Alterung beeinflussen. Heutzutage wird der Alterungsprozess jedoch als extrem komplizierter, multifaktorieller Prozess verstanden und betrachtet. Daher sollten die verschiedenen Theorien zur Erforschung des Alterungsprozesses nicht gesondert voneinander betrachtet werden sondern vielmehr komplementär.  Die Dove Medical Press Limited veröffentlichte im Jahr 2007 eine Abhandlung der wissenschaftlichen Autoren Tosato et. al mit dem Titel „The aging process and potential interventions to extend life expectancy“, dort sprechen die Autoren die bisher anerkanntesten Theorien des Alterns und der daran beteiligten Mechanismen an, dazu zählen sie die:

  • 1. Evolutionäre Theorien,
  • 2. Theorie der Freien Radikale,
  • 3. Mitochondrien Theorie,
  • 4. Theorie der Telomere (nachlassende Reproduktion),
  • 5. Theorie der Genregulation,
  • 6. Entzündungen Hypothese (Entzündungsaltern),
  • 7. Netzwerk- / Immun-Theorie (nachlassendes Immunsystem),
  • 8. Neuroendokrine Theorie,
  • 9. Neuroendokrine-Immun Theorie und
  • 10. Kalorienrestriktion

 

Diese spezifischen Theorien betrachten einzelne Faktoren des Alterungsprozesses und liefern wichtige Einsichten zum Verständnis der Physiologischen Veränderungen, die während des Alterns auftreten. Diese Internetseite gibt im weiteren Verlauf einen Überblick über jene Theorien und den dazu gehörigen Faktoren, die den komplexen Alterungsprozess erläutern beziehungsweise beeinflussen.

 

 

1. Evolutionäre Theorien zum Alterungsprozess

Bei den Evolutionären Theorien zum Alterungsprozess steht vielmehr die Frage nach dem: „Warum altern wir Menschen?“ im Fokus statt eine detaillierte Analyse einzelner Alterungsmechanismen.  Der Alterungsprozess wird hier Evolutionsprozess betrachtet. Es wird angeführt, dass die ersten einfachen Organismen, welche auf der Erde entstanden, nicht alterten. Der Alterungsprozess entstand erst im Zuge der Evolution als Eigenschaft höher entwickelter Organismen.

 

2. Freie Radikale Theorie – oxidativer Stress beeinflusst den Alterungsprozess

Sehr viele Theorien wurden bisher veröffentlicht um den Alterungsprozess zu erforschen und zu erklären. Bislang wurde aber keine von den Gerontologen allgemein akzeptiert. Die Alterungs-Theorie der freien Radikale, fand bisher aber die größte Akzeptanz, als plausible Erklärung der wesentlichsten chemischen Reaktionen und daher als wesentlich für den Alterungsprozess. Des Weiteren wird mit dieser Theorie auch die Entwicklung von Krankheiten, wie zum Beispiel Krebs, Arteriosklerose, Diabetes mellitus Typ 2 und Alzheimer begründet.

In den 50er Jahren wurde die Theorie der freien Radikale zuerst als Hypothese eines gemeinsamen Prozesses ausgearbeitet, welcher durch Genetik- und Umweltfaktoren beeinflusst wird. „Beim Alterungsprozess kommt es durch Radikale bzw. Oxidantien zu einer Ansammlung von makromolekularen Schäden.“ Die Schäden entstehen durch die Reaktion der freien Radikale (reaktive Sauerstoffspezies) und werden als oxidativer Stress bezeichnet. Die Ansammlung der endogenen Sauerstoffradikale in den Zellen wurde zunächst für den Alterungsprozess sowie das Sterben aller Lebewesen verantwortlich gemacht.

Die Theorie wurde in den 70er Jahren überarbeitet, da Mitochondrien als verantwortlich für die Initiierung der meisten freien Radikalreaktionen im Zusammenhang mit dem Alterungsprozess identifiziert wurden. Es wurde auch postuliert, dass die Lebensdauer (bzw. verbleibende Lebenserwartung) durch die Ansammlung der entstandenen Schäden durch freie Radikale in den Mitochondrien bestimmt wird.

Der steigende altersbedingte oxidative Stress scheint eine Folge des Ungleichgewichts zwischen den auftretenden freien Radikalen und der antioxidativen Abwehr zu sein – wobei die freien Radikale überwiegen. Wir leben in einer Umwelt die reaktive Sauerstoffspezies enthält (ROS, Superoxid, sog. „Sauerstoffradikale“). Durch die Mitochondriale Atmung, als Grundlage für die Energieproduktion in allen Eukaryonten, werden ebenfalls „Sauerstoffradikale“ erzeugt, aufgrund von Zwischenprodukte der Elektronentransportkette.

Zelluläre oxidative Schäden gelten als wahllos. Nachgewiesen wurden oxidative Modifikationen innerhalb der DNA, Proteinen und Lipidmolekülen. Bei älteren Organismen wurden vermehrt Schäden dieser Art belegt. Mittels des Enzyms Superoxiddismutase hingegen können Lebewesen Superoxide (Sauerstoffradikale) zu einer Reaktion bewegen, welche anschließend durch das Enzym Katalase katalysiert wird. Insbesondere dem Enzym Superoxiddismutase wird mit Hinblick auf den Alterungsprozess bzw. dessen Hinauszögern ein hoher Stellenwert zugeschrieben.

 

 

Verschiedene Hypothesen innerhalb der Theorie der freien Radikale

Die Theorie der freien Radikale unterscheidet sich mit Fokus auf den Alterungsprozess in verschiedene Hypothesen. Insbesondere die Rolle der einzelnen Organellen und geschädigte Moleküle während des Alterungsprozess werden bei einigen Hypothesen teils anders erklärt. Eine Hypothese nimmt an, dass Mutationen in der Mitochondrien-DNA den Schaden der freien Radikale noch beschleunigen, indem veränderte Enzymkomponenten in die Elektronentransportkette eingeführt werden. Der fehlerhafte Elektronentransport hingegen führt zu Leckstellen in der Transportkette und zu einer größeren Anzahl freier Radikale. Dadurch kommt es vermehrt zur Mutation der Mitochondrien-DNA sowie gesteigerten Oxidantien-Produktion. Dieser Teufelskreis der Mutation und Oxidantien-Produktion kann anschließend zu zellulären bzw. organischen Fehlern sowie Seneszenz führen. Eine weitere Hypothese begründet den Alterungsprozess durch freie Radikale in dem es zu einer Anhäufung oxidierter Proteine in den Zellen kommt. Des Weiteren beinhaltet diese Hypothese die Annahme, dass es zu einem altersabhängigen Nachlass der Fähigkeit des Abbaus oxidierter Proteine kommt. Was für den Aufbau von beschädigten, dysfunktionalen Molekülen in der Zelle verantwortlich ist.

 

3. Mitochondrien Theorie zum Alterungsprozess

Der Alterungsprozess und damit der altersbedingte physiologische Rückgang diverser Körperfunktionen scheint, dieser Theorie nach, auf einer Anhäufung von Fehlern im Stoffwechselsystem zu basieren.

Auf der Suche nach potentiellen Verursachern dieser progressiven Anhäufung von Schäden über die gesamte Lebenszeit wurden bisher RNA, Proteine und andere zelluläre Makromoleküle ausgeschlossen. Im weiteren Verlauf der Forschungsarbeiten zum Alterungsprozess viel der Fokus auf die DNA. In den Zellen von Säugetieren sind die Mitochondrien und Zellkerne die einzigen Zellorganellen, die über eine eigene DNA verfügen.

Alterungsprozess Mitochondrien für Energie
Energieerzeugung durch Mitochondrien

Die physiologische Unversehrtheit der Zelle ist folglich stark mit der Unversehrtheit ihres Erbguts verknüpft. In tierischen Zellen umfasst die mitochondriale DNA zwar lediglich 1% bis 3% des genetischen Materials, allerdings scheint die Mitwirkung der mitochondrialen DNA an der Zellphysiologie viel größer
zu sein.

Die Mitochondrien gelten als Kraftwerke der Zellen, aber auch als sensibles Ziel für den Angriff freier Radikale. Sie verwenden Sauerstoff, um Nahrungsmoleküle zu verstoffwechseln um entsprechend chemischen Brennstoff zu produzieren, welcher von den Zellen verwendet wird. Durch diesen Mechanismus werden aber ebenfalls freie Sauerstoffradikale erzeugt, die andere Moleküle beschädigen.

Des Weiteren kodiert die mitochondriale DNA die Polypeptide der Elektronentransferkette sowie Komponenten, welche für ihre Synthese notwendig sind. Alle Mutationen in der mitochondrialen DNA beeinflussen daher die gesamte Elektronentransportkette. Fehler innerhalb der Elektronentransferkette können die gesamte zelluläre Energetik betreffen und zu pleitropen Effekten führen. Darüber hinaus wird angenommen, dass die Mitochondrien eine wichtige Rolle bei der Langlebigkeit eines Organismus spielt. Dies ist zwar noch umstritten ist, jedoch zeigen einige Forschungsarbeiten einen Zusammenhang zwischen den Mitochondrien sowie dem Alterungsprozess und der Langlebigkeit auf.

 

Umwelteinflüsse wirken auf die Mitochondrien ein

Geringe Mengen an oxidativer Schäden, die etwa beim Fitness-Training entstehen, können ein Anreiz für die Mitochondrien Biogenese sein, wodurch neue Mitochondrien gebildet werden. Schwerere, umfangreichere oder mehrere verlängerte oxidative Schäden dagegen sind eindeutig toxisch für den Organismus. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass ein lebenslanges „Ausgesetzt sein“ an Umweltgifte, die zu einer erhöhten Ansammlung mitochondrialer DNA-Schäden führen, den Alterungsprozess beschleunigt.

 

4. Theorie der Telomere und Telomerase

Die Theorie der Telomere ist auch bekannt als Theorie der nachlassenden Reproduktion. Der Körper braucht ständig neue Zellen und dafür müssen sich die Zellen teilen. Das Erbgut muss reproduziert werden. Bereits früh wurde jedoch festgestellt, dass menschliche Zellen sich nicht unbegrenzt oft teilen können. Es besteht eine begrenzte Replikationsfähigkeit, diese tritt nach einer bestimmten Anzahl an Zellteilungen auf. Jedes Mal wenn die DNA sich teilt, wird diese etwas kürzer. Zellen die zu kurz sind können sich nicht mehr teilen. Daher stehen dem Körper also nicht unbegrenzt viele neue Zellen zur Verfügung. Als Ursache für diese begrenzte Replikationsfähigkeit und somit auch für den Alterungsprozess wurden die Telomere und das Enzym Telomerase entdeckt.

Alterungsprozess Zelle, Chromosomen und DNA
Zelle, Chromosomen & DNA

 

Wie beeinflussen Telomere den Alterungsprozess?

Die Telomere befinden sich als spezialisierte DNA Sequenzen an den Endabschnitten der eukaryotischen Chromosomen. Der Name kommt aus dem Griechischen und setzt sich aus den beiden Wörtern für Ende = „telos“ und Ort = „meros“ zusammen. Die Telomere haben schützende Funktionen für die Chromosomenenden. Folgende Aufgaben erfüllen die Telomere:

  1. Positionierung der Chromosomen innerhalb des Zellkerns
  2. Stabilisierung der Chromosomenenden (Schutz vor Rekombination und Degradation)
  3. Mitwirkung bei der DNA-Replikation

Durch den Schutz der Telomere gehen bei jeder Zellteilung keine genetischen Informationen verloren, stattdessen kürzen sich lediglich die Telomere. Es wird die Annahme vertreten, dass die Länge der Telomere die mögliche Anzahl an Teilungsprozessen der Zelle bestimmt. Telomere sind zusagen die „Molekulare Uhr“ am Ende der Chromosomen. Somit beeinflussen die Telomere den Alterungsprozess maßgeblich. Nimmt die Telomerlänge nämlich mit jeder Zellteilung ab (bei somatischen Zellen), kommt es nach dem Verlust von Telomeren schließlich zum Zelltod.

Wie beeinflusst das Enzym Telomerase den Alterungsprozess?

Das Enzym Telomerase ist ein sogenanntes Ribonukleoprotein, es besteht aus Proteinstruktur sowie einer RNA-Komponente. Unter Forschern ist das Enzym auch bekannt als Reverse Transkriptase (RT), da es die neue Synthese der Telomerenden ermöglicht. Wird von den Zellen in bestimmten Zellen also das Enzym Telomerase aktiviert, kommt es zu einer Stabilisierung der Telomerenden sowie Chromosomen und der Zelltod kann abgewendet werden. Durch die Telomerase werden die Zellen unsterblich.

 

5. Theorie der Genregulation

Diese Theorie besagt, dass der Alterungsprozess und die Seneszenz des alternden Organismus als Ergebnis von Veränderungen in den Genen zum Ausdruck gebracht werden. Der Alterungsprozess durch Veränderungen in den Genen sollte allerdings nach aktuellen Standpunkten der Forscher derzeit eher als ein zufallsabhängiger Prozess angesehen werden, anstelle eines programmierten Mechanismus, welcher durch die Gene bestimmt wird. In verschiedenen Studien mit

Alterungsprozess Theorie der Genregulation
Desoxyribonukleinsäure (DNA) – Träger der Erbinformationen

Organismen wie Hefen, Fliegen und Mäusen wurde mithilfe von genetischen Manipulationen eine Lebensverlängerung der Organismen erreicht.

Allerdings sind die Einzelheiten noch unklar, wie der jeweilige Organismus diese Langlebigkeit nach der genetischen Manipulation erreichte beziehungsweise wie der Organismus den Körper zum Zweck eines langsameren Alterungsprozesses regulierte. Die Theorie, dass Gene über den Alterungsprozess und somit die Lebenserwartung entscheiden bekam Aufwind durch die Erforschung genetischer Aspekte bei „100-jährigen-Menschen“ und die Entdeckung des „Chromosom 4“, als genetische Komponente welche die Langlebigkeit unterstützt.

Die Manipulation der Gene scheint jedoch beim Menschen nur ein begrenztes Potential mit Hinblick auf die Veränderung des Alterungsprozess und somit die Langlebigkeit zu haben. Hier legen die Forscher vermehrt den Fokus auf die Stammzellen-Therapie, welche einige nachteilige Auswirkungen des Alterns umkehren könnte. Ein Verlust von Zellen beziehungsweise dysfunktionale Zellen führen während des Alterungsprozess (zumindest teilweise) zu einem Verlust von Gewebefunktionen. Stammzellen hingegen exprimieren Telomerase und es wird angenommen, dass sie einen unsterblichen Phänotyp beibehalten. Des Weiteren weisen Stammzellen den einzigartigen Vorteil auf, eine immense Replikationsfähigkeit und ein breites Differenzierungspotential zu besitzen. Sie können also die Funktion anderer Zellen übernehmen. Dieser Ansatz bietet eine beträchtliche Fülle an möglichen Chancen für die Alternsforschung.

 

6. Entzündungen Hypothese (Entzündungsaltern)

Entzündungen sind eine Abwehrreaktion des Körpers auf physiologische oder unphysiologische Stressoren. Auslöser von Entzündungen sind:

Alterungsprozess Entzündungsaltern
„Entzündungsaltern“
  • Erreger / Erregerbestandteile
  • Nekrotisches Gewebe / nekrotische Zellen
  • Mechanische Reize (Druck, Fremdkörper)
  • Weitere physiologische Stressoren (chemische Stoffe, Schwermetalle, UV-Licht, Wärme)
  • Autoantigene / Immunkomplexe
  • (apathogene) Erreger
  • Allergene

Akute und chronische Entzündungen sind gekennzeichnet von einer sequenziellen Abfolge einzelner Phasen der humoralen Immunantwort und zellulären Stimulationen:

  1. Intrazelluläre Aktivität
  2. Proinflammatorische Zellen im Gewebe
  3. Steigerung der vaskulären Permeabilität
  4. Gewebeschädigung und Zelltod

Die Beteiligung entzündlicher Prozessen bei diversen Erkrankungen ist längst bekannt und sehr gut erforscht. Dagegen ist die Beteiligung entzündlicher Prozesse am Alterungsprozess bisher wenig erforscht. Dennoch sind Entzündungen ein wesentlicher Mechanismus beim Alterungsprozess. Diese Thematik ist auch bekannt als das „Entzündungsaltern“.

Beim Entzündungsaltern wird zum einen die Immunoseneszenz, also das Altern des Immunsystems während des Alterungsprozesses thematisiert. Dies führt zu einem Nachlassen der Immunantwort und eine umgekehrte Ausschüttung von Zytokinen.

Beobachtet wurde, dass es bei älteren Menschen zu einer deutlich vermehrten Ausschüttung von proinflammatorischen Zytokinen kommt und dadurch vermehrt Erkrankungen bei älteren Menschen auftreten. Folgen für den Körper können beispielsweise altersassoziierte Erkrankungen sein, wie zum Beispiel Arteriosklerose, Arthritis, Morbus Alzheimer, Diabetes mellitus Typ 2, Krebs, Osteoporose und Sarkopenie. Das Entzündungsaltern gilt auch als Ursache für voran genannte Erkrankungen.

Zum anderen wird das Entzündungsaltern auch als ursächlich für den Alterungsprozess vermutet, in Form einer individuellen Schwelle der Fähigkeit Stressoren zu bewältigen.

Außerdem wird beim Alterungsprozess über eine wechselseitige Beziehung zwischen dem Entzündungsaltern und anderen Theorien diskutiert, beispielsweise in Verbindung mit freien Radikalen (freie reaktive Sauerstoffspezies). Es ist bekannt, dass ein grundsätzlicher Bezug zwischen Entzündungen und oxidativen Schäden besteht. Eine Überproduktion oder unkontrollierte Freisetzung von freien Radikale ist eine Hauptursache von Gewebeentzündungen.

 

7. Netzwerk Theorie (Immun- Theorie) zum Alterungsprozess

Bei der  Netzwerk-Theorie, welche auch als Immun-Theorie bekannt ist, wird die Annahme vertreten, dass der Alterungsprozess indirekt von einem Netzwerk aus zellulärer sowie molekularer Abwehrmechanismen bestimmt wird. Die Hauptbestandteile dieser Abwehrmechanismen sind Enzyme für die DNA-Reparatur, Poly-Polymerase 1 (PARP-1), Antioxidationssysteme (zum Beispiel Glutathionperoxidase, Katalase & Superoxid-Dismutase) und Hitzeschockproteine.

Alterungsprozess Immunabwehr
nachlassende Immunabwehr

Diese Abwehrmechanismen haben die Aufgabe die Auswirkung vieler physikalischer, chemischer und biologischer Stressoren zu begrenzen. Wie gut dieses „Netzwerk aus Abwehrmechanismen“ funktionier und wie effizient es arbeitet ist genetisch gesteuert. Dieses Faktum wird auch als Begründung für die unterschiedliche Länge der Lebensspanne verschiedener Lebewesen angesehen.

Innerhalb der Netzwerk Theorie zum Alterungsprozess stellt das Immunsystem den stärksten Mechanismus zur Bekämpfung von Stressoren dar. Insbesondere die Makrophagen (zur Beseitigung von Mikroorganismen) wurden als primärer Mechanismus zum Modulieren von Immunität, Entzündungen und Stress identifiziert.

Die Aktivierung der Makrophagen bei chronischem Stress wird ferner als mögliche Erklärung für chronische Entzündungen bei älteren Menschen angesehen sowie als ein Merkmal vom Alterungsprozess. Ebenfalls werden die Lymphozyten durch den kontinuierlichen altersbedingten antigen Stress beeinflusst. Dies führt unter anderem zu einem abnehmenden T-Lymphozyten-Repertoire.

Als Bestätigung für die Netzwerk Theorie zum Alterungsprozess wird der Nachweis über eine größere Anfälligkeit für Infektionen sowie eine höhere Anzahl an Tumoren bei älteren Menschen angeführt. Demzufolge wurde älteren Menschen der Ratschlag eröffnet ihre Immunfunktionen auf einem möglichst hohen Niveau zu halten, um eine lange Lebensdauer zu erreichen.

Erwähnenswert ist ebenfalls die Wechselwirkung zwischen dieser Theorie und anderen Theorie, insbesondere der Theorie der freien Radikale. Können freie Sauerstoffradikale nicht durch die antioxidative Abwehr unschädlich gemacht werden kommt es zu potentiellen Gewebeschäden. Des Weiteren enthalten Immunzellen viel mehr Antioxidantien als andere Zellen. Das Immunsystem wird also stark beeinflusst durch das Gleichgewicht zwischen Antioxidation & Oxidation. Bei der Aufrechterhaltung des Immunsystems spielen Antioxidantien entsprechend eine entscheidende Rolle. Ebenso spielt die nachlassende Reproduktionsfähigkeit (Verkürzung der Telomere) beim Alterungsprozess und der Alterung des Immunsystems eine entscheidende Rolle.

 


Quellen:

  • Gross M. (2004): Schneller Stoffwechsel verlängert, Lebenserwartung, pressetext.austria auf www.innovations-report.de, abgerufen am 12.03.2016.
  • Grune T., Merker K., Siems W. (2002): Lebenslange Attacke tötet Zellen. Pharmazeutische Zeitung Ausgabe 44. Abgerufen auf www.pharmazeutische-zeitung.de am 19.03.2016
  • Haller D., Grune T., Rimbach G. (Hrsg.). (2013): Biofunktionalität der Lebensmittelinhaltsstoffe. S. 148 ff.
  • Hayflick, L., Moorhead, P.S. (1961): The serial cultivation of human diploid cell strains. 1961. In: Exp. Cell Res. 25. S. 585-621.
  • Schosserer M., Grubeck-Loebenstein B. und Grillari J. (2015): Grundlagen der biologischen Alterung. Zeitschrift für Gerontologie und Geriatrie 3.  S 285-294.
  • Sachsinger, J. (2003): Untersuchungen zu diagnostischen und therapeutischen Aspekten der Telomerase beim Nierenzellkarzinom. Dissertation.  Charité – Universitätsmedizin Berlin
  • Tosato M., Zamboni V., Ferrini A., Cesari M. (2007): The aging process and potential interventions to extend life expectancy. Clinical Interventions in Aging 2007:2(3) S. 401-412.
  • Robert, L. (2000): Cellular and Molecular Mechanisms of Aging and Age Related Diseases. Pathology Oncology Research. Vol. 6. No 1. 2000.
  • Von Baehr, V. (2013): Die chronische Entzündung. 12. Umweltmedizinische Jahrestagung 18./19. Oktober 2013, Berlin. Abgerufen auf www.dbu-online.de am 16.03.2016
  • Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Wikipedia-Autoren, Altern,  siehe Versionsgeschichte im Permalink. Abgerufen am 18.02.2016
  • Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Wikipedia-Autoren, Superoxiddismutase, siehe Versionsgeschichte im Permalink. Abgerufen am 08.03.2016