Gesundheit : Die Regeln der Vergänglichkeit

Verschleiß oder Programm der Natur – Forscher suchen nach den Ursachen des Alterns

Nicola Siegm,-Schultze

„Spieglein, Spieglein an der Wand, wer ist der Älteste im Land?“ So fragen jährlich die Statistiker. Und wenn der Spiegel antwortet, nennt er meistens einen Frauennamen. So reklamierte eine Hausfrau aus dem Kaukasus im Jahr 2003 für sich, mit 124 Jahren das höchste Lebensalter eines Menschen erreicht zu haben. Als gesichert gilt ihr Geburtsdatum im Jahr 1879 aber nicht.

Keinen Zweifel gibt es dagegen daran, dass die Französin Jeanne Calment 122 alt geworden war, als sie 1997 starb. Mit hundert Jahren radelte sie noch durch die Gassen vor Arles und bis zum 110. Lebensjahr lebte sie in den eigenen vier Wänden. „Der liebe Gott hat mich vergessen“, pflegte Calment ihr langes Leben zu kommentieren.

Die alte Dame mit den vielen Lachfältchen ist zum Symbol für die immer längere Lebensspanne des Menschen geworden. So hat sich die durchschnittliche Lebenserwartung der Bevölkerung in den Industrieländern seit 1890 mehr als verdoppelt: bei Männern von 37,2 auf 75,6 Jahre und bei Frauen von 40,2 auf 81,6 Jahre. Dabei sind die ältesten Frauen durchschnittlich etwa drei Jahre älter als die ältesten Männer der Welt.

So stellt sich die Frage nach den Regeln der Vergänglichkeit: Wie altern wir und warum? Und: Lässt sich der allmähliche Verfall aufhalten? Die meisten dieser Fragen lassen sich noch nicht vollständig beantworten. Doch das rasant gewachsene Wissen über die Biologie des Alterns bringt für einige Forscher das Dogma „alle Menschen sind sterblich“ ins Wanken. „In zwanzig Jahren werden wir in der Lage sein, die Lebensspanne des Menschen beliebig zu manipulieren“, glaubt Zellbiologe Woodring E. Wright vom South Western Medical Center in Dallas. James Vaupel vom Max-Planck-Institut für demografische Forschung in Rostock meint, ein Höchstalter für den Menschen gebe es nicht.

Fest steht, dass sich beim Altern Funktionen von Zellen und Organen verändern. Geringere Beweglichkeit, weniger Kraft oder knappe Luft sind die Folge. Der Körper wird weniger leistungsfähig und stirbt schließlich. Dazu tragen sowohl innere als auch äußere Faktoren bei. Zu den inneren gehören die Gene und bestimmte Eigenschaften von biologischen Systemen, etwa die Art, Fehler in der Erbsubstanz zu reparieren. Äußere Faktoren sind Umwelteinflüsse wie Gifte, ionisierende Strahlen, Ernährung oder seelische Belastung.

Baut nun der Körper allmählich ab, weil sich immer mehr Schäden anhäufen, die er nicht mehr reparieren kann (Verschleißtheorie)? Oder gibt es ein Programm, eine „Sanduhr“ des Lebens, die, wenn das letzte Körnchen durchgerieselt ist, den Tod auslöst (Programmtheorie)?

Für Roland Prinzinger, Stoffwechselphysiologe am Institut für Zoologie der Universität Frankfurt ist die Sache klar: „Alle Lebensabschnitte des Organismus werden durch genetische Programme geregelt: von der Embryonalentwicklung bis zum Erwachsenwerden. Der Tod macht in der Natur Sinn. Vorhandene Organismen werden durch neue ersetzt, die andere genetische Eigenschaften haben. Der Tod bleibt daher nicht dem Zufall überlassen, er ist vorprogrammiert."

Vater der Programmtheorie ist Professor Leonard Hayflick (Universität von Kalifornien in San Francicso). Er fand schon 1961 heraus, dass die Vermehrungsfähigkeit von Zellen eng begrenzt ist. Bindegewebszellen menschlicher Embryonen zum Beispiel verdoppeln sich höchstens sechzig Mal, die der Galapagos-Schildkröte schaffen bis zu 125 Teilungen. Die Teilungen, so die Vermutung heute, geht den Zellen regelrecht an die Substanz, an die Erbsubstanz (DNS).

Wenn sich Zellen teilen, verdoppeln sich die Chromosomen und werden jedesmal an den Enden etwas kürzer. Zwar haben sie dort Erbsubstanz in Reserve, die verhindert, dass bei der Verkürzung genetische Information verloren geht. Doch wenn die DNS-Vorräte zur Neige gehen, beginnt die Zelle zu altern und stellt die Teilung ein.

Wright und sein Kollege Jerry W. Shay sehen in der Chromosomenverkürzung den Schlüssel zum Altern und glauben, ihn abziehen zu können. Sie haben das Gen für das Eiweiß Telomerase isoliert, ein Enzym, das die DNS-Reserven an den Erbfäden wieder auffüllt. In den meisten Zellen ist das Enzym nicht aktiv, Ausnahmen sind Ei-, Samen-, Krebs- und Blut-Vorläuferzellen.

Shay und Wright haben das Telomerase-Gen in menschliche Bindegewebszellen übertragen und die Hayflick-Grenze um mehr als 50 Prozent überschritten. „Wir glauben, durch Injektion genetisch veränderter Zellen in Organe, die stark von Degeneration betroffen sind, wie Auge oder Blutgefäße, das Altern aufhalten zu können“, so die Forscher. „Viel zu optimistisch und ethisch fragwürdig“, kommentiert Alternsforscher Heinz Dieter Osiewacz von der Universität Frankfurt, der selbst ein Langlebigkeitsgen bei Pilzen entdeckte. Riskiert man dadurch nicht, Krebs zu erzeugen? Und die Verkürzung der Chromosomen sei nur einer von -zig Faktoren, die beim Altern zusammenwirkten.

Einen entscheidenden Faktor sieht Prinzinger im Stoffwechsel, genauer: dem Energieverbrauch pro Körpermasse. Dieser bestimme die Lebensdauer. Bei Vögeln hat er festgestellt, was auch für andere Tiere gilt: Je höher der Energieumsatz pro Gramm Körpergewicht, desto geringer die Lebenserwartung. Ob Maus, Elefant oder Mensch – alle können nur etwa gleich viel Energie verbrauchen, ungefähr 2500 Kilojoule pro Gramm Körpergewicht. Dann naht das Ende. Fazit: „Wer schnell lebt, stirbt schnell“. Auf den grundsätzlich höheren Energieumsatz von Männern führt der Anhänger der Programm-Theorie auch die im Vergleich zu Frauen geringere Lebenserwartung zurück. Aber wie könnte die „Todes-Uhr“ des Stoffwechsels auf molekularbiologischer Ebene aussehen? Wie gelingt den stoffwechselaktiven Ei- und Samenzellen der Sprung in die Unsterblichkeit?

„Das Todes-Programm wird an- oder abgeschaltet“, so Prinzinger, „wie, wissen wir nicht.“ Tickt also irgendwo in der Zelle eine Zeitbombe? Für die Alternsforscher Professor Robert Ricklefs (Universität von Pennsylvania) und Caleb Finch (Universität von Südkalifornien) spielt eher Verschleiß die entscheidende Rolle, Gene und Umweltfaktoren wirkten nur beschleunigend oder verzögernd. Der Verschleißtheorie zufolge sammeln sich Endprodukte des Stoffwechsels oder fehlerhaft gebildete Substanzen an, behindern den Sauer- und Nährstoffaustausch durch Membranen und beeinträchtigen damit Zell- und Organfunktionen.

Ein Beispiel ist die Alzheimersche Krankheit, deren Häufigkeit ab dem 70. Lebensjahr rapide ansteigt. Aggressive Sauerstoffradikale, die immer bei der Energiegewinnung entstehen, heizen das Fortschreiten der degenerativen Hirnerkrankung an, indem sie lokale Entzündungen und damit Zerstörungsprozesse fördern. Wahllos vermitteln die reaktionsfreudigen Sauerstoffe zudem Bindungen von Zuckermolekülen an lebenswichtige Proteine und hemmen ihre Aktivität, verändern die DNS und ebnen so den Weg für Krebs. Wie stark der Körper verschleißt, hängt von seiner Reparaturfähigkeit ab, die genetisch bestimmt ist, von Umweltfaktoren wie Ernährung, möglicherweise von der Stoffwechselrate („schnelles Leben, rascher Tod“) und – von Zufällen.

Ricklefs und Finchs Hypothese zufolge hat die Evolution den Menschen so widerstandsfähig gegen innere und äußere Widersacher gemacht, dass er die Geschlechtsreife problemlos erreichen und die Nachkommen ins überlebensfähige Alter bringen kann. Sind seine Gene weitergegeben, gibt es keinen Selektionsdruck mehr, um die Funktionsfähigkeit des Körpers zu optimieren. Für die Natur wird er zum „Auslaufmodell“.

In den letzten Jahren haben Forscher weitere wichtige Faktoren aufgespürt, die das Leben des Menschen offenbar verlängern: Eine vergleichsweise geringe Aktivität des insulinähnlichen Wachstumshormons IGF (insulin-like growth factor). Auch niedrige Konzentrationen der chemischen Botenstoffe Tumornekrosefaktor alpha und Interleukin 6 sind mit längerer Lebenserwartung assoziiert, da sie offenbar das Risiko für Arteriosklerose senken. Die maximale Lebensspanne aber lässt sich – im Einklang mit der Stoffwechselhypothese – offenbar am effektivsten durch magere Kost verlängern: Professor Richard Weindruch vom Regional Primate Research Center an der Wisconsin Universität hat die maximale Lebenszeit von Mäusen um fast 80 Prozent erhöhen können, wenn er ihnen lediglich ein Drittel der Kalorienzufuhr gestattete, die die Nager von sich aufnehmen würden.

Dreihundert Variationen von Programm- und Verschleißtheorien kursieren derzeit unter Gerontologen. „Keine macht auch nur den Versuch, alle Veränderungen, die auftreten, zu erklären“, meinen Ricklefs und Finch. Sokrates lässt grüßen.

Schlank bleiben, vitaminreich essen, sich regelmäßig bewegen, dem Knochenabbau vorbeugen, nicht rauchen, das sind noch immer die bewährtesten Mittel, allmählichem Verfall und Gebrechlichkeit vorzubeugen, unter der die meisten Hochbetagten leiden. Denn die wenigsten altern so gesund wie Jeanne Calment, die ein Glas Portwein zum Abend empfahl.

0 Kommentare

Neuester Kommentar