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Gutes Altern, Teil 1: Das biologische Altern
2050 wird jeder sechste Mensch auf der Erde über 65 Jahre alt sein, in Europa sogar jeder vierte. Das maximal erreichbare Alter von um die 100 Jahre ist kaum gestiegen, jedoch erreichen immer mehr Menschen ein hohes Alter, wodurch sich die durchschnittliche Lebenserwartung erhöht hat. Eine große Herausforderung für die Gesellschaft ist die Frage, wie wir Gesundheit und Lebensqualität in einer alternden Bevölkerung erhalten können. Aus biologischer Sicht unterliegt das Altern zahlreichen Einflussfaktoren, die in diesem Text, dem ersten von zwei Teilen, auf Zellebene beleuchtet werden.
Die Zelle und die Zellteilung
Im Kern jeder Körperzelle befinden sich die Chromosomen, welche die DNA enthalten (siehe Abbildung zur Zellteilung). Die DNA ist der Bauplan mit allen Informationen darüber, wie wir Menschen aufgebaut sind und wie wir funktionieren. Strahlung, Toxine und UV-Licht, aber auch körpereigene Stoffwechselreaktionen können Schäden daran verursachen. Über DNA-Reparaturmechanismen werden diese Schäden behoben, sodass die Zelle ihre Funktion aufrechterhalten kann. Kommen wir in die Jahre, ist diese Selbstreparatur beeinträchtigt, was zu einer Fehlsteuerung der Zelle führt.
Um Gewebe wachsen zu lassen, teilen sich die Zellen (siehe Abbildung zur Zellteilung). Es gibt verschiedene Zelltypen, die sich unterschiedlich oft teilen können. Die Zellen des Immunsystems können sich ca. 50-mal teilen. Dabei entstehen zwei genetisch identische Tochterzellen. Während der Zellteilung schützen Telomere – das sind die Kappen an den Enden der Chromosomen – die empfindliche DNA. Mit jeder Zellteilung geht ein Stück der Telomere verloren. Ist das Telomer aufgebraucht, kann die Zelle sich nicht mehr teilen. Sie wird inaktiv, stellt ihr Wachstum ein und geht in den seneszenten, nicht mehr teilungsfähigen, Zustand über. Oft führt das zum Absterben der Zelle.
Autophagie – Apoptose
Dem Immunsystem stehen zwei Mechanismen zur Verfügung, wie sie mit geschädigten Zellen umgehen können (siehe Abbildung zur Autophagie und Apoptose). Über Autophagie werden defekte Zellbestandteile intrazellulär recycelt. In Form der Selbstverdauung werden die nicht mehr benötigten Teile abgebaut und deren Bausteine anderweitig verwendet. Durch diesen Reparaturprozess können die Funktion und die Teilbarkeit der Zelle aufrechterhalten werden. Ist die Zelle inaktiv, zu sehr geschädigt oder sind spezielle Zellen in zu hoher Anzahl vorhanden, wird der programmierte Zelltod, die Apoptose eingeläutet. Die Zelle löst sich auf, und die Fresszellen des Immunsystems nehmen die Überreste auf. Für eine neue Zelle wird Platz gemacht. Beide Mechanismen fungieren als zelluläre Qualitätskontrolle, die mit steigendem Alter jedoch stark nachlässt.
Zellerneuerung und Seneszenz
Wichtig ist auch, dass alte und inaktive Zellen ersetzt und durch neue Zellen ausgetauscht werden. Viele Gewebe und Organe wie Leber, Darm und Haut besitzen sogenannte Gewebestammzellen. Mit ihrer Teilungsfähigkeit ermöglichen sie eine Selbsterneuerung dieser spezifischen Gewebezellen. Hautzellen erneuern sich alle zwei bis vier Wochen, Knochenzellen nur alle 10 Jahre. Diese Regenerationsfähigkeit geht mit dem Alter verloren. Nervenzellen erneuern sich so gut wie nie. Sie vernetzen sich neu, um so die Aufgaben des Nervensystems auszuführen.
Wird eine seneszente Zelle nicht über die Apoptose abgebaut und durch eine neue Zelle ersetzt, exisitiert sie weiter. Sie teilt sich zwar nicht mehr, kann aber Stoffe an das umgebende Gewebe abgeben, die chronische Entzündungen fördern. Die Apoptose dagegen verläuft entzündungsfrei ab. Auch DNA-Schäden können einen seneszenten Zustand der Zelle provozieren.
Epigenetische Veränderungen
Die DNA kann durch Umwelteinflüsse chemisch verändert werden. Unter anderem kann der Lebensstil somit direkten Einfluss auf die Lebensspanne des Menschen haben. Diese modifizierte Erbanlage kann an nächste Generationen weitergegeben werden und auch deren Lebenserwartung und Gesundheit beeinflussen.
Proteostase
Proteine (Eiweiße) gehören zu den Grundbausteinen jeder Zelle. Sie werden mittels der in der DNA enthaltenen Information aus Aminosäuren gebildet und können ihre Funktion nur dann erfüllen, wenn sie chemisch und strukturell in der Zelle korrekt vorliegen. Für die Aufrechterhaltung der Form und der Menge jedes Proteins sorgt die Proteostase. Fehlgebautes Eiweiß wird über Autophagie dann aus der Zelle entfernt. Diese Proteinqualitätskontrolle ist im Alterungsprozess zunehmend gestört. Verklumpte, fehlgebildete Eiweiße stören den Zellstoffwechsel und werden u. a. mit Alzheimer in Verbindung gebracht.
Interzelluläre Kommunikation
Zellen geben bei Bedarf Signalstoffe in das Blut ab. Diese wandern im Blutkreislauf, bis sie auf Andockstellen – die Rezeptoren – stoßen. Zellen, auf deren Oberfläche solche Rezeptoren sitzen, reagieren nach Bindung des Signalstoffs an den Rezeptor. Auf diese Weise können Zellen verschiedener Organe miteinander kommunizieren und interagieren.
Die mit dem Alter zunehmend beeinträchtigte Kommunikation unter den Zellen führt zu Problemen, wie reduzierte Stoffwechselreaktionen und chronische Entzündungen. Auch das Immunsystem ist davon betroffen und erkennt und eliminiert Krankheitserreger oder defekte Zellen schlechter.
Mitochondrien
Für alle Stoffwechselvorgänge wird Energie benötigt. Diese entsteht durch Verwertung des eingeatmeten Sauerstoffs in den Mitochondrien (siehe Abbildung zur Autophagie und Apoptose). Als Nebenprodukt entstehen freie Radikale, die intrazellulär DNA, Proteine und Fettsäuren angreifen und schädigen können. Ist das Verhältnis aus Energiegewinnung und entstandenen Radikalen optimal, reichen die Reparatur- und Erhaltungsprozesse aus, den oxidativen Stress auszugleichen.
Mit den Jahren auftretende Fehlfunktionen der Mitochondrien senken die Energieproduktion und erhöhen das Niveau des oxidativen Stresses. Dieses Ungleichgewicht begünstigt den Alterungsprozess und altersbedingte Krankheiten. Mitochondrien besitzen auch die Aufgabe, die Apoptose kaputter Zellen zu initiieren. Diese Fähigkeit geht während des Alterungsprozess ebenso allmählich verloren.
Der Lebensprozess
Altern bedeutet, dass weniger Energie vorhanden ist, Stoffwechselprozesse sich verlangsamen und Ressourcen sich dem Ende neigen. Schlechteres Sehen und Hören, Schmerzen im Bewegungsapparat, u.v.m. sind sichtbare Folgen der Zellschädigungen und Entzündungen (siehe Auflistung am Ende des Artikels). Auch damit verbunden sind Anpassungsschwierigkeiten an z.B. Stress, körperliche Aktivität und extreme Temperaturen. Altern selbst ist also keine Krankheit, die man medizinisch „heilen“ muss, sondern ein Lebensprozess mit natürlichen Grenzen.
Der Wunsch, langsamer oder zumindest möglichst gesund zu altern, wächst mit den Lebensjahren. Trotzdem ist das Älterwerden natürlich kein reines Vergnügen – die einzige Alternative jedoch erst recht nicht.
Wo merkt man erste Alterserscheinungen und wie „alt“ fühlt sich das an? In welchen Bereichen möchte man eine verbesserte Lebensqualität wieder erlangen und wie gelingt einem das? Lesen Sie dazu mehr in der nächsten Ausgabe des Klösterl-Journals im neuen Jahr (Ausgabe Januar/Februar 2023 – alle Ausgaben finden Sie immer hier!).
Autorin
Bettina Wadewitz
Apothekerin
Beispiele der normalen Veränderungsprozesse beim Älterwerden, die individuell im Körper wahrgenommen werden können:
Knochen, Gelenke und Bänder/Sehnen
Knochenbrüche – Knochendichte sinkt
Gelenkschmerzen – Knorpelgewebe und Gelenkflüssigkeit wird weniger gebildet
Unbeweglichkeit, Steifheit – Verlust der Elastizität der Bänder
Muskeln und Körperfett
Abbau des Muskelgewebes und der Muskelkraft, Körperfettanteil steigt – körperliche Untätigkeit, sinkende Testosteron- und Wachstumshormon-spiegel
Augen
Verlust der Nahsicht – Augenlinse wird steifer
Bedarf an hellerem Licht – eingetrübte, verdichtete Linse, reduzierte Lichtempfindlichkeit der lichtsensiblen Zellen
Veränderte Farbwahrnehmung – Gelbfärbung der Linse
Nachtblindheit – Pupillereagiert verlangsamt auf Lichtveränderungen
Trockenheit – verminderte Produktion der Tränenflüssigkeit
Ohren
Hörprobleme – Hintergrundgeräusche erschweren das Hören
Schwerhörigkeit hoher Töne; Eindruck, dass Gesprächspartner nuschelt – Konsonanten sind hohe Töne und besonders schwer zu hören
Schwindel – Versteifung der für den Gleichgewichtssinn zuständigen Bereiche im Innenohr
Mund und Nase
Appetitlosigkeit durch Nachlassen des Geschmackssinns – Empfindlichkeit der Geschmacksknospen auf salzig und süß sinkt; bitterer Geschmack ist verstärkt
Nachlassen des Geruchssinns – Nasenschleimhaut wird dünner und trockener; Nervenenden in der Nase nehmen ab
Mundtrockenheit – verminderte Speichelproduktion
Zahnverlust – Zahnfleisch geht zurück, Zahnschmelz baut sich ab
Haut
Dünner, weniger elastisch, rissiger – weniger Kollagen und Elastin
Faltig, rau und fleckig – langjährige Sonnenexposition der Haut und Abbau des Unterhautfettgewebes (Toleranz gegenüber Kälte sinkt)
Schmerz-, Druck-, Temperaturempfindlichkeit geht zurück – weniger Nervenenden in der oberen Hautschicht
Anpassung an Temperaturschwankungen sinkt – Durchblutung der oberen Hautschichten geht zurück, weniger Schweißdrüsen
Wundheilung verschlechtert – geringerer Blutfluss, Immunsystem arbeitet langsamer
Blutergüsse – Blutgefäße brüchiger
Vitamin D-Mangel – Synthese bei gleichbleibender Sonnenexposition reduziert
Haare
Grau, weiß – weniger Melaninproduktion
Haarausfall – neue Haare wachsen langsamer nach, Haarfollikel produzieren keine neuen Haare
Gehirn, Nervensystem
Denken verlangsamt sich, Konzentrationsschwierigkeiten, Lern-schwierigkeiten – Impulse werden langsamer verarbeitet, da Abnahme der Botenstoffe und der Rezeptoren im Nervensystem sowie Anbahme der Durchblutung des Gehirns
Herz- und Blutgefäße
Leistungsfähigkeit sinkt – Herzschlag und Blutfluss sind nicht mehr so schnell anpassungsfähig an aktuellen Bedarf
Bluthochdruck – unelastische Blutgefäße sowie Ablagerungen in den Gefäßen (Arteriosklerose)
Herzrhythmusstörungen – Muskelabbau des Herzens
Schwindel – zu wenig Blut wird ins Gehirn gepumpt
Atmung und Lunge
Sauerstoffverwertung schlechter – weniger Lungenbläschen
Lungeninfektionen – Abtransport von Schmutz, Schleim und Mikroorganismen verschlechtert sich
Verdauungssystem
Verstopfung – Transport des Speisebreis verlangsamt
Nährstoffmangel – reduzierte Nahrungsaufnahme, schlechtere Resorption der Nährstoffe
Niere und Blase
Inkontinenz/Probleme beim Wasserlassen – Beckenboden-, Blasen- und Schließmuskulatur erschlaffen, Volumen der Blase vermindert, Östrogenmangel bei der Frau, vergrößerte Prostata beim Mann
Nebenwirkungen durch Medikamente steigen – Funktionsverlust der Niere
Hormone
Wechseljahrsbeschwerden der Frau – Progesteron- und Östrogenspiegel der Frau sinkt
Erektile Dysfunktion, Libodoverlust – Testosteronspiegel des Mannes sinkt
Abnahme der Muskelmasse – Wachstumshormonspiegel sinkt
Insulinresistenz/Diabetes –Insulinsynthese oder Effektivität von Insulin sinkt
Blut
Anzahl Blutzellen nimmt ab – Anpassungs-schwierigkeit nur bei erhöhtem Bedarf, z.B. bei Infektionen, Blutarmut oder Blutungen
Immunsystem
Impfstoffe bieten geringeren Schutz, Infektionen führen häufiger zu Komplikationen, Allergische Reaktionen nehmen in ihrer Stärke ab, Krebserkrankungen nehmen zu – Immunsystem arbeitet langsamer und zerstört Infektiöse Mikroorganismen und Krebszellen nicht schnell genug.
