Älterwerden : Wie die Zeit vergeht

Altern ist häufig negativ assoziiert. Dabei ist es ein ganz natürlicher, unvermeidlicher Prozess, der alle Menschen betrifft. Doch was steckt biologisch dahinter? Eine Exkursion in die Welt der Gene, Organe und Stammzellen.

Leonard Hillmann
Foto: imago/Westend61

Mit der Geburt beginnt das Altern. Streng genommen auch schon davor, aber da würde man eher von der „Embryonalentwicklung“ sprechen. Und später dann, im Kindes- und Jugendalter, da wächst man, da reift man, da sammelt man Erfahrung – gefühlt klingt das jedenfalls besser, als wenn man „altert“. Genauso, wie man als Erwachsener welterfahrener und als Senior weiser wird. Haben Sie es gemerkt? Allein schon das Verb „altern“ wird oft vehement vermieden, assoziiert man damit doch häufig eher Negatives. Aber warum eigentlich? Schließlich ist der Umgang mit dem „Altern“ ganz natürlich, unvermeidlich und betrifft uns alle. Eitelkeiten sind da fehl am Platze.

Warum altern wir?

Die großen Barocklyriker des 17. Jahrhunderts sähen das allerdings anders – für Andreas Gryphius etwa war alles eitel. Im damaligen Sprachgebrauch meinte „eitel“ allerdings so viel wie „vergänglich“. Und mit der eigenen Vergänglichkeit haben sich die Menschen schon immer beschäftigt: So hat man sich bereits seit Anbeginn der Menschheit in allen Kulturen, in allen Religionen und an allen Orten dieser Welt mit dem potenziellen Sinn des eigenen Todes auseinandergesetzt. Aber die eigentliche Grundsatzfrage dabei lautet, warum Lebewesen überhaupt altern beziehungsweise warum sie nicht ewig jung bleiben. „Das ist bis heute auch in wissenschaftlichen Fachkreisen nicht detailliert geklärt“, sagt Stefan Schreiber, Alterungsforscher am Universitätklinikum Schleswig-Holstein. Im Gegenteil, heute existieren weit über 300 Theorien zum Altern mit unterschiedlichen Erklärungsansätzen – die sich teilweise ergänzen, mitunter aber auch widersprechen. Eine Theorie nimmt beispielsweise an, dass mit zunehmender Lebensdauer die Zelle immer fehleranfälliger für Störprozesse wird, ein anderer Ansatz vermutet Zufallsschäden an der DNA als Ursache für den Alterungsprozess. Auch hormonelle Veränderungen im Körper, Einschränkungen des Immunsystems oder zerstörerisch wirkende Moleküle wie freie Sauerstoffradikale werden mit körperlichen Verschleißprozessen und einem biologischen Verfall im Alter in Verbindung gebracht.

Einig sind sich die meisten Forscher allerdings in der Annahme, dass die grundsätzliche Ursache für das Altern und Sterben die Entwicklung des Lebens auf der Erde ist. „Die Evolution hat dafür gesorgt, dass sich verschiedene Spezies bestimmten Umweltverhältnissen anpassen müssen und dabei unterschiedlich schnell neue Generationen zum Arterhalt hervorbringen“, sagt Schreiber. Im Kampf ums Überleben könnten dann die fittesten – also die am besten angepassten Individuen einer Population den Genbestand zukünftiger Generationen auch am positivsten beeinflussen. „Damit für diese neue, anpassungsfähigere Generation aber auch ausreichend Platz zur Verbreitung ihrer Gene zur Verfügung steht, müssen die älteren Generationen irgendwann weichen.“ Und das könne in der Evolution manchmal auch plötzlich mit einem verheerenden Sterben einsetzen, etwa wenn prägende Umwelteinflüsse selektiv wirkten. Mit anderen Worten: Die Natur beseitigt die Alten, damit die Jungen leben können – so drastisch formuliert klingt die Antwort auf eine der Grundfragen der Menschheit.

Alternde Organe

Der echte Alterungsprozess beginnt wissenschaftlich betrachtet bereits mit 20 bis 25 Jahren. Doch in diesem Alter kann der Körper noch eine ganze Menge kompensieren, weshalb die meisten Menschen die ersten Alterserscheinungen zwischen dem 40. und 50. Lebensjahr bemerken. „Altern ist kein einzelner Vorgang, es ist vielmehr die Summe von vielen Prozessen, welche in unseren Zellen ablaufen“, sagt Internist Schreiber. „Diese Prozesse können sich an einzelnen Körperstrukturen unterschiedlich bemerkbar machen.“

Man denke beispielsweise nur an die Haut, Gelenke oder Knochen: Im zunehmendem Alter verliert das Bindegewebe unter der Haut die Fähigkeit, Wasser zu speichern, und wird dünner. Zudem wird das Kollagen – das sind enorm zugfeste und kaum dehnbare Bindegewebsfasern - immer spröder. Untereinander vernetzen sich diese Fasern. Die Folge: Das Bindegewebe wird hart und weniger elastisch, die Haut erscheint weniger straff und das Auge nimmt sie dann als faltig wahr. Eine andere typische Alterungserscheinung sind schmerzende Gelenke – denn das Knorpelgewebe, das das beschwerdefreie Gleiten der Gelenkknochen bei Bewegungen ermöglicht, erneuert sich nicht mehr so schnell und gleichzeitig werden zu wenig neue Knorpelzellen nachgebildet. Die schmerzfreie Nutzungsdauer der Gelenke ist also begrenzt.

Auch das Skelett altert: Zwar bauen sich die Knochen während des Lebens ständig auf und ab und nach rund zehn Jahren ist daher auch das Skelett eines Menschen schrittweise einmal rundum erneuert. Aber dieser Auf- und Abbau gerät im Laufe der Zeit aus dem Gleichgewicht – und zwar leider in Richtung Abbau, weshalb die Knochen poröser und anfälliger für Brüche oder andere Verletzungen werden. Betroffene nehmen solche Veränderungen dann häufig als typische Alterungszeichen wahr. Dabei sind das alles nur Beispiele, denn das Alter wirkt sich auf den gesamten Körper aus. An sich steckt dahinter immer das gleiche Prinzip: Abnutzung und nachlassende Reparaturfähigkeit.

Alternde Zellen

Das biologische Alter betrifft aber nicht nur sichtbare Organ- oder Körperstrukturen, sondern definiert sich auch über kleinere Dimensionen, nämlich auf Molekular- und Zellebene: „Bei Alterungsprozessen spielen Stammzellen eine große Rolle“, sagt Experte Schreiber. Denn sie bestimmen, welche Organe und Gewebetypen sich bilden. Während embryonale Stammzellen in der Embryonalentwicklung noch in der Lage sind, sich in verschiedenste Zellsorten umzuwandeln, sind die adulten Stammzellen im entwickelten Körper nicht mehr so flexibel, dafür aber stetig produktiv: Sie sorgen für immer neuen Nachschub einzelner bestimmter Gewebearten – etwa für neue Hautschichten, für frisches Muskelgewebe oder für junge blutbildende Zellen.

Doch Zellen verlieren auch im Laufe der Zeit an Regenerationsfähigkeit und beeinträchtigen so die Funktion von Geweben, die von den Stammzellen permanent erneuert werden. Oder kurz: Wenn die adulten Stammzellen versagen, verliert der Körper wichtige Funktionen. „Neben den Stammzellen sind aber auch unsere sonstigen Körperzellen permanent aktiv und halten unseren Stoffwechsel aufrecht, indem sie beispielsweise ständig Sauerstoff aus dem Blut aufnehmen oder Eiweiße produzieren– aber eben auch an Alterungsvorgängen beteiligt sind“, sagt Schreiber. Diese Alterungsprozesse seien Teil des natürlichen Zellzyklus: Er legt fest, wie oft sich eine Zelle teilt oder wann sie Ruhephasen einlegt. Mehr noch, in regelmäßigen Abständen kontrolliert sich die Zelle sogar selbst und prüft, ob genetische Störungen bei der Zellteilung aufgetreten sind.

Unser Körper erneuert unsere Zellen also am laufenden Band und verfügt dabei über komplexe Kontrollmechanismen, sowohl bei jungen als auch bei alten Menschen. Allerdings konnten Wissenschaftler im direkten Vergleich beobachten, dass sich die Zellen von alten Menschen in einer Zellkultur nicht mehr so häufig vermehren wie die von jüngeren. „Unsere Zellen können sich etwa 50-mal teilen, bis sie zu alt für eine weitere Spaltung sind und durch neue Zellen ersetzt werden“, sagt Alterungsforscher Schreiber. Dass sie sich nicht unbegrenzt teilen können, liegt daran, dass sich bei jeder Zellteilung unsere Chromosomen verkürzen – also jene Strukturen, die unsere Gene und damit auch unsere Erbinformationen enthalten. Aber damit dieser molekulargenetische Verschleiß nicht zu schnell vonstattengeht, hängen an den Enden der Chromosomen sogenannte Telomere, quasi DNA-Schutzkäppchen. Gemeint sind damit hundertfach hintereinanderliegende Biosequenzen ohne Informationsgehalt, die erst „wegradiert“ werden müssten, bevor es dem Erbgut an die Substanz geht.

„Diese Schutzkappen leisten der Zellalterung einen gewissen Widerstand, unbegrenzt ist dieser jedoch nicht“, sagt Schreiber. Deswegen verfügten einige unserer Zellen abermals über eine körpereigene biochemische Anti-Aging-Apparatur, gemeint ist ein Enzym namens Telomerase: Dieses Eiweiß findet man vor allem in den sich schnell teilenden Zellen wie in Knochenmarkszellen, embryonalen und adulten Stammzellen, bestimmten Immunzellen oder Keimbahnzellen, aus denen die Geschlechtszellen hervorgehen. Und das Besondere an der Telomerase ist, dass sie abgebaute Telomere wieder an die Chromosomenenden anfügen und somit den natürlichen Alterungsprozess der Zelle verzögern kann.

„Sollte trotz der verschiedenen Kontrollmechanismen die Zelle jedoch eine gravierende Störung nicht beheben können, drohen im schlimmsten Falle schwere Erkrankungen wie Krebsleiden“, sagt Internist Schreiber. Beispielsweise seien bei Tumorzellen entscheidende Gene, die normalerweise den Zellzyklus kontrollieren und regulieren, mutiert. Folglich altert dann auch eine Krebszelle anders als eine gesunde, sie kann ungebremst wachsen und infolgedessen Schaden im Körper anrichten.

Wie alt werden wir?

Eine andere genetische Grundlage sorgte in der Welt der Wissenschaften vor einigen Jahren für großes Aufsehen, als man wesentliche Zusammenhänge zwischen menschlichen Alterungsprozessen und dem sogenannten Forkhead-Box-Protein O3 (FOXO3) aufdeckte. „Dieses Eiweiß ist im Wesentlichen ein biochemischer Mittler, der Zellwachstum und -teilung vermindert und antioxidative Enzyme aktiviert“, sagt Schreiber, dessen Forschungsgruppe im Jahr 2009 DNA-Proben von hunderten Hundertjährigen mit denen von jüngeren Menschen verglich. Und bei den Hundertjährigen fanden die Forscher eine Variante des FOXO3-Gens besonders häufig.

Daraufhin war in manchen Medien bereits vom endlich entdeckten „Langlebigkeitsgen“ die Rede. „Diese Bezeichnung ist allerdings ungünstig“, formuliert Genforscher Schreiber, „da es sich um ein Alterungsgen handelt, das bei jedem vorkommt und nicht nur bei Menschen über 100 Jahren.“ Außerdem komme es eben vor allem auf die spezielle Variante dieses Gens an, die mit der erhöhten Chance auf ein langes und dabei gleichzeitig gesundes Leben einherzugehen scheine. „Aber daraus den Umkehrschluss zu ziehen, sich aus einer genetischen Probe die eigene Lebenserwartung ausrechnen zu können, ist medizinisch nicht möglich.“

Forscher haben nach aktueller Datenlage zwar die genetisch maximale Lebenserwartung des Menschen bei 120 Jahren verortet – allerdings lagen sie in den vergangenen 100 Jahren mit solchen Maximalwerten schon mehrfach falsch. Wie viel wir von dieser Spanne tatsächlich ausschöpfen können, hängt neben den Erbanlagen noch von vielen weiteren Faktoren ab.

Da sind zum Beispiel die medizinische Versorgung und die Lebensweise: Eine gesunde Ernährung und das Vermeiden schädigender Suchtgifte kann das Leben verlängern. Aber auch die Gesellschaft hat einen Einfluss auf die tatsächliche Lebenserwartung. Studien zeigten, dass Menschen in Gesellschaften, die an das Alter positiv herangehen – etwa in Asien, wo alte Leute mit viel Respekt behandelt werden –, tendenziell länger leben. Und auch das eigene engere soziale Umfeld spielt eine große Rolle. Mit einem intakten Freundeskreis, in einer Beziehung und mit einem ausgefüllten Dasein, etwa durch ehrenamtliches Engagement und erfüllende Hobbys, lebt es sich gesünder, aktiver und länger – und vor allem auch angenehmer.

Mehr zum Thema

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