Biochemie des Alterns im Visier

<typohead type="3">Neurodegeneration: Biochemie des Alterns

Warum altern wir? Um sich der Antwort auf diese Frage zu nähern, müssen die Änderungen, die sich während der Zellalterung auf molekularer Ebene abspielen, bekannt sein. Im nächsten Schritt könnten sich dann Forscher daranmachen, kausale Therapien für altersabhängige und neurodegenerative Erkrankungen wie Morbus Alzheimer zu entwickeln.

Ob demografischer Umschwung, Anti-Aging oder Möglichkeiten zur Lebensverlängerung: »Das Altern geht uns alle irgendwie an und ist deshalb Gesprächsthema Nummer eins«, sagte Professor Dr. Christian Behl von der Universität Mainz. Fast alle Strukturen und Funktionen des menschlichen Körpers seien am Alterungsprozess und an der Degeneration beteiligt. Beispielsweise verlieren die Atmungsorgane an Elastizität, am Bewegungsapparat kommt es zu Veränderungen an Knochen, Muskeln sowie Gelenken und durch den Umbau des Herzmuskelgewebes und der Arterienwände sinkt die Leistungsfähigkeit des Herz-Kreislauf-Systems. Besonders vom Alterungsprozess betroffen ist Behl zufolge das Gehirn. Hauptproblem sei die Hypoperfusion, das heißt die Unterversorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen. »Die Folgen sind Gedächtnisstörungen, Schwindelgefühle, Verwirrtheit oder gar Hirnblutungen und Schlaganfall«, sagte der Neurobiologe. Bezogen auf die Gehirnleistung geht's bereits relativ früh wieder bergab. Behl informierte, dass schon ab dem 26. Lebensjahr im Gehirn weniger synaptische Umbauprozesse stattfinden und der Alterungsprozess damit seinen Anfang nimmt. Vor allem der präfrontale Cortex und der Hippocampus lassen demnach im Laufe der Alterung in ihrer Aktivität nach. Das erkläre auch, warum Lernen mit dem Alter schwerer fällt und es zum Gedächtnisverlust kommt.

Im Folgenden stellte der Referent verschiedene biochemische Theorien des Alterns vor. Die Idee der Telomertheorie ist zum Beispiel, dass die stetige Verkürzung der Chromosomen die Lebensdauer einer Zelle vorgibt. So führe eine beschleunigte Telomerverkürzung zu Syndromen mit beschleunigtem Altern. Das sei zum Beispiel beim Down-Syndrom und Werner-Syndrom der Fall. Die Stoffwechseltheorie des Alterns geht davon aus, dass eine eingeschränkte Nahrungszufuhr zu weniger toxischen Nebenprodukten wie freien Radikalen führt und sich die Lebensspanne dadurch erhöht. So betrage zum Beispiel die Lebensspanne von Riesenschildkröten, die eine geringe Stoffwechselrate haben, etwa 180 Jahre. Das Höchstalter der Kohlmeise, die eine hohe Stoffwechselrate hat, liege dagegen nur bei rund neun Jahren. Ganz von der Hand zu weisen ist diese Theorie offenbar nicht. So haben streng diätetisch lebende Japanerinnen der Insel Okinawa, verglichen mit sich durchschnittlichen ernährenden Amerikanerinnen, eine 2,5-fach höhere Wahrscheinlichkeit, das Lebensalter von 100 Jahren zu überschreiten. Auch die Ergebnisse einer kürzlich veröffentlichten Untersuchung bestätigen dem Referenten zufolge, dass eine kalorienreduzierte Ernährung das Gedächtnis bei älteren Menschen verbessert.

Als dominante und häufig favorisierte Theorie des Alters bezeichnete Behl die freie Radikaltheorie (Theorie des oxidativen Stresses). Danach stellt die Bildung reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies das Hauptproblem dar. Sie sind für oxidativen Stress im Körper verantwortlich. Betroffen sind zum Beispiel Nukleinsäuren, Proteine und Membranlipide. Bei Letzteren kann die Oxidation der Kohlenwasserstoff-Seitenketten zum Aufbrechen der Zelle und letztlich zum Zelltod führen. Veränderungen der Membranstruktur spielen zudem eine Rolle für die Membranpassage von Arzneistoffen. »Pharmakokinetik und Pharmakodynamik können sich ändern«, gab Behl für die Arzneistoffentwicklung zu bedenken. Die Oxidation von Proteinen führt nicht nur zur Zerstörung von Proteinen, sondern häufig auch zur verstärkten Eiweiß-Aggregation in den Zellen. Das ist Behl zufolge Kernmerkmal einiger neurodegenerativer Erkrankungen wie Morbus Huntington, Morbus Parkinson und Morbus Alzheimer. Letzteren bezeichnete der Referent als große Neuro-Epidemie der Zukunft. Typisch sei die Ablagerung von Amyloid-Plaques und Tau-Protein. »Allerdings besteht keine Korrelation zwischen der Menge der abgelagerten Proteine im Gehirn und der Schwere der Gedächtnisverluste«, so Becht. Bislang sei Morbus Alzheimer nur symptomatisch zu behandeln und meistens sei nur eine leichte Verzögerung des Krankheitsverlaufs mit den verfügbaren Arzneistoffen möglich. Nur das genaue Verständnis der molekularen Prozesse in der alten Nervenzelle könne zur Entwicklung kausaler Antidementiva führen. Bis dahin werde es aber voraussichtlich noch einige Zeit dauern. Momentan stehen Forscher erst am Anfang der Erforschung prinzipieller molekularer Unterschiede zwischen jungen und alten Nervenzellen.

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