Ist Altern nur ein Nebeneffekt?

Um die zellulären und molekularen Abläufe des Alterns besser erforschen und verstehen zu können, haben sich Alternsforscher auf eine einheitliche Kategorisierung geeinigt. Sie wird als die »Neun Kennzeichen des Alterns« bezeichnet:

• Genomische Instabilität
  Schätzungen zufolge wird die DNA des menschlichen Körpers täglich bis zu eine Million Mal geschädigt. Auslöser sind zum Beispiel äußere Einflüsse wie UV-Strahlung oder Luftverschmutzung, aber auch Sauerstoffradikale, die im Körper entstehen. Zwar verfügen Zellen über eine Selbstreparaturfunktion, jedoch bleibt immer ein Teilschaden zurück, der als Mutation im Genom verankert wird. Letztere häufen sich mit zunehmendem Alter immer mehr an.
  
  
• Telomerverschleiß
  Als Telomere werden die Enden der Chromosomen bezeichnet, von denen bei jeder Zellteilung ein Stück verloren geht. Je älter ein Mensch wird, umso kürzer sind seine Telomere. Wird eine bestimmte Mindestlänge unterschritten, wird die Zelle inaktiv und teilt sich nicht mehr. Sie kann absterben oder Entzündungen verursachen, wodurch wiederum Krankheiten entstehen und der Alterungsprozess beschleunigt wird.
  
  
• Epigenetische Veränderungen
  Mit zunehmendem Alter nehmen epigenetische Veränderungen zu, die Auswirkungen auf das An- und Abschalten einzelner Gene haben. In Untersuchungen mit Würmern, Hefen und Fliegen konnte ein direkter Zusammenhang mit der Lebensspanne nachgewiesen werden. Die Bedeutung für den menschlichen Alterungsprozess ist derzeit unklar.
  
  
• Verlust der Proteostase
  Je älter der Mensch wird, umso häufiger treten Fehler bei der Faltung von Proteinen auf. Fehlgeformte Proteine arbeiten nicht mehr richtig und neigen dazu zu verklumpen. Ein bekanntes Beispiel für Erkrankungen, die unter anderem auf einer Fehlfaltung von Proteinen beruhen, ist Alzheimer.
  
  
• Gestörte Wahrnehmung von Nährstoffen
  Liegt ein permanenter Nährstoffüberschuss vor, werden zelluläre Mechanismen, die Nährstoffe erkennen, unempfindlicher. Das kennt man von Adipositas und Diabetes, aber ähnliches geschieht auch während des Alterungsprozesses. Die Zellen reagieren nicht mehr richtig auf Signale, die Energieproduktion, Zellwachstum und wichtige Zellfunktionen regulieren.
  
  
• Mitochondriale Fehlfunktion
  Funktionieren die Mitochondrien nicht richtig, werden wichtige zelluläre Signalwege und Prozesse beeinträchtigt. Die Leistung der Zelle nimmt ab, gleichzeitig steigt das Niveau an oxidativem Stress, was wiederum andere zelluläre Komponenten schädigt. Bekannt ist heute, dass die mitochondriale Fehlfunktion zu mehreren altersbedingten Erkrankungen wie Myopathien und Neuropathien beiträgt. Zudem wird untersucht, welche weiteren Einflüsse die Mitochondrien auf den Alterungsprozess haben.
  
  
• Zelluläre Seneszenz
  Die meisten Zellen können sich nicht unendlich oft teilen und gehen irgendwann in den Zustand der Seneszenz über. Das bedeutet, sie teilen sich nicht mehr, sterben aber auch nicht ab. Einige seneszente Zellen geben schädliche Moleküle ab, die andere Zellen negativ beeinflussen können.
  
  
• Erschöpfung der Stammzellen
  Um gesund zu bleiben, müssen alte Zellen erneuert und Schäden repariert werden. Dafür benötigt der Körper Stammzellen, die in fast jedem Gewebe vorhanden sind. Mit zunehmendem Alter sinkt jedoch zum einen die Teilungsfähigkeit der Stammzellen und zum anderen verlieren sie die Fähigkeit, sich nur zu teilen, wenn neue Zellen benötigt werden.
  
  
• Veränderte interzelluläre Kommunikation
  Die Zell-zu-Zell-Kommunikation ist entscheidend für die Gesundheit eines Organismus und verändert sich mit steigendem Alter. Zellen senden veränderte Signale, Empfängerzellen reagieren anders auf ankommende Signale. Resultierende Probleme sind chronische Gewebeentzündungen, das Immunsystem arbeitet weniger effektiv und genau, das erhöht die Anfälligkeit für Infektionen und Krebs.

Aus biologischer Sicht bringt der Alterungsprozess keine Vorteile mit sich, die hochaltrigen Individuen einen Überlebensvorteil verschaffen würden. Warum altern Menschen und die meisten Tiere dann überhaupt? Diese wichtige Frage scheint weitestgehend geklärt zu sein. So gehen Alternsforscher heute davon aus, dass das Altern kein planmäßiger Prozess der Entwicklung ist. Es gibt keine Gene, die zu Schäden oder zum Tod führen. Altern scheint vielmehr ein Nebeneffekt anderer Prozesse zu sein. Dies könnte auch der Grund sein, weshalb der Alterungsprozess zwischen verschiedenen Menschen so variabel verläuft.

Die Evolutionsbiologen Peter Medawar und George Williams haben bereits in den 1950er und 1960er Jahren Alterungstheorien entwickelt, die bis heute Bestand haben. So besagt Peter Medawars »Mutationsakkumulationstheorie«, dass das wichtigste Ziel eines Organismus seine Fortpflanzung ist. Bis diese erfolgt, sorgt die natürliche Selektion für die Aufrechterhaltung aller lebenswichtigen zellulären Prozesse. Nach der Fortpflanzung fällt der evolutionäre Druck, das Überleben des Organismus zu sichern. Die zellulären Prozesse nehmen ab, der Organismus altert und stirbt.

George Williams Theorie der »antagonistischen Pleiotropie« zufolge kann die natürliche Selektion Genvarianten begünstigen, die früh im Leben positive und spät schädliche Effekte haben, wenn die negativen Auswirkungen erst nach der Fortpflanzungsphase auftreten. Darüber hinaus gehen Evolutionsbiologen davon aus, dass die Lebenserwartung mit dem Grad äußerer Gefährdungen einhergeht. So haben Tiere ohne Schutzstrategie gegen Fraßfeinde eine kürzere Lebenserwartung als Tiere, die Strategien zur Vermeidung dieser Gefahr entwickelt haben.