Was sind die Kennzeichen des Alterns? Teil 2 (16 Studien)
Inhaltsverzeichnis
Hauptmerkmal Nr. 3: Epigenetische Veränderung – Änderung der Geninstruktionen
„Umwelteinflüsse können über genetische Mechanismen bewirken, dass von genetisch identen Zwillingen einer an Depression erkrankt und der andere nicht.“ – Prof. Gregor Hasler, Bern
Was sind epigenetische Veränderungen?
Epigenetik ist die Lehre davon, wie Zellen die Genaktivität kontrollieren, ohne die DNA-Sequenz zu verändern. „Epi-“ bedeutet auf Griechisch „auf oder darüber“, und „epigenetisch“ beschreibt Faktoren jenseits des genetischen Codes. Epigenetische Veränderungen sind Modifikationen der DNA, die regulieren, ob Gene ein- oder ausgeschaltet werden. 1
Diese Modifikationen werden an die DNA angehängt und verändern die Sequenz der DNA-Bausteine nicht. Innerhalb des vollständigen DNA-Satzes in einer Zelle (Genom) werden alle Modifikationen, die die Aktivität (Expression) der Gene regulieren, als Epigenom bezeichnet.
Stellen Sie sich eine große Bibliothek aus dem Mittelalter vor, in der viele alte Bände gestapelt sind. Es kann vorkommen, dass nicht alle diese Bücher gelesen, ja viele längst vergessen sind, bevor ein Kopist sie in einem Regal versteckt wiederentdeckt und beschließt, sie zu transkribieren. Etwas Ähnliches kann in unserem genetischen Erbe passieren: Wir erben eine DNA -Sequenz, die wir mit einigen Variationen an unsere Erben weitergeben, aber nicht alle Gene in der Sequenz werden aktiviert.
Der Grad der Aktivierung oder Inaktivierung eines Gens ist Teil jener Reihe von Prozessen, die von der Epigenetik untersucht werden. Tatsächlich untersucht die Epigenetik die Veränderungen in der Beziehung zwischen der Umwelt und dem Individuum technisch die Genexpression bewirkt, ohne dass die DNA-Sequenz verändert wird. Einige dieser epigenetischen Phänomene sind auch an der Entstehung von Tumoren beteiligt, weshalb die Epigenetik auch für die Krebsforschung ein vielversprechendes Forschungsgebiet darstellt. 2
1. DNA-Methylierung
Eine häufige Art der epigenetischen Modifikation wird als DNA-Methylierung bezeichnet.
Bei der DNA-Methylierung werden kleine chemische Gruppen, die Methylgruppen genannt werden (jeweils bestehend aus einem Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatomen), an DNA-Bausteine gebunden. Wenn Methylgruppen auf einem Gen vorhanden sind, wird dieses Gen abgeschaltet oder stummgeschaltet und es wird kein Protein von diesem Gen produziert.
2. Histonmodifikation
Eine weitere häufige epigenetische Veränderung ist die Histonmodifikation.
Histone sind Strukturproteine im Zellkern. DNA wickelt sich um Histone und gibt den Chromosomen ihre Form. Histone können durch das Hinzufügen oder Entfernen von chemischen Gruppen wie Methylgruppen oder Acetylgruppen (jeweils bestehend aus zwei Kohlenstoff-, drei Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom) modifiziert werden.
Die chemischen Gruppen beeinflussen, wie eng die DNA um Histone gewickelt ist, was sich darauf auswirkt, ob ein Gen an- oder abgeschaltet werden kann.
Fehler im epigenetischen Prozess, wie die Modifikation des falschen Gens oder das Versäumnis, einem bestimmten Gen oder Histon eine chemische Gruppe hinzuzufügen, können zu einer abnormalen Genaktivität oder -inaktivität führen. Veränderte Genaktivität, einschließlich der durch epigenetische Fehler verursachten, ist eine häufige Ursache für genetische Störungen.
Es wurde festgestellt, dass Erkrankungen wie Krebs, Stoffwechselstörungen und degenerative Erkrankungen mit epigenetischen Fehlern zusammenhängen.
Wie man epigenetische Veränderungen verlangsamt
„Je mehr epigenetische Veränderungen sich auf der DNA ansammeln, desto schneller „tickt“ diese epigenetische Uhr. Je schneller die Uhr „tickt“, desto geringer ist die Lebenserwartung für ein Lebewesen.“ – Holger Bierhoff, Leiter der Arbeitsgruppe „Epigenetik des Alterns“ an der Universität Jena.
Besonders unserer Lebensstil und Umweltfaktoren können sich positiv oder negativ auf die Epigenetik auswirken. Eine gesunde Ernährung, regelmäßiger Sport und die Einnahme natürlicher Nahrungsergänzungsmittel können dazu beitragen, Veränderungen der Epigenetik zu verhindern.
Zu den am häufigsten untersuchten Faktoren gehören die Auswirkungen der Ernährung auf epigenetische Mechanismen. Wir wissen dies unter anderem dank einer der Forschungsergebnisse der Epic -Studie, European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition, die seit mehr als 25 Jahren die Beziehung zwischen Krebs und Ernährung untersucht, indem sie die Gewohnheiten von Tausenden untersucht von Tausenden von Menschen.
Nach den Ergebnissen der Studie scheint die mediterrane Ernährung, deren viele Vorteile wir bereits bekannt sind, besonders gesund zu sein scheint, da sie sich positiv auf Methylierungsprozesse und damit auf die genetische Expression auswirkt. Somit wird die epigenetischen Veränderungen verlangsamt und die Entstehung von Tumoren verhindert. 3
Es gab ebenso viele Experimente, die gezeigt haben, dass Extrakte von Olivenöl oder Brokkoli die Aktivität von Genen beeinflussen – in der Zellkultur und bei Tieren. Es gab sogar eine Studie, in der man Menschen gebeten hat, brokkolireich zu essen, und dann die Methylierung von deren Erbsubstanz überprüft hat.4
Dutzende, wenn nicht Hunderte von Studien haben gezeigt, dass die Ernährung die Methylierung beeinflussen kann.
Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass Bewegung präventiv gegen bestimmte Krebsformen wirkt. Hierbei werden u.a. durch den epigenetischen Faktor „Bewegung“ mehr natürliche Killerzellen (NK-Zellen) produziert.
Diese NK-Zellen erkennen Tumorzellen schnell und zerstören sie. Was besonders im Alter von elementarer Bedeutung ist. DNA-Methylierung durch Sport könnte im Alter sogar die epigenetische Uhr zurückdrehen und uns möglicherweise länger fit und gesund bleiben lassen. 5
Niederländische Hungerwinter 1944
Eine mögliche Vererbung von epigenetischen Veränderungen zeigt der niederländische Hungerwinter 1944 auf.
Es herrschten Krieg und Hunger in den Niederlanden. Viele Menschen aßen weniger als 400 Kalorien am Tag – statt der üblichen 2000. Frauen, die zu dieser Zeit schwanger waren, brachten ungewöhnlich viele untergewichtige Kinder zur Welt. Und auch diese bekamen später häufiger solche Kinder – obwohl die Hungersnot schon längst vorbei war. Das Extrem-Ereignis der Hungersnot hatte einen vererbbaren Einfluss darauf, wie der Körper bestimmte Gene ablesen konnte.
Es ist schon seit längerem bekannt, dass von den Forschern als „kalorische Restriktionen“ bezeichnete Diäten zu einer höheren Lebenserwartung führen können und das Altern verlangsamen – solange die Reduktion eine gewisse Grenze nicht unterschreitet.
Als erfolgreich hat sich auch kurzzeitiges Fasten erwiesen. Dabei nimmt man 16 Stunden am Tag keine Nahrung auf. 6
Chronischer Stress
Dass chronischer, also dauerhafter, sogenannter toxischer Stress Menschen rascher altern lässt und das Risiko für Alterskrankheiten wie Diabetes, Demenz, Herzinfarkt oder Krebs erhöht, ist schon lange bekannt. Nun zeichnet sich ab, dass dabei epigenetische Veränderungen eine zentrale Rolle spielen.
Cortisol und andere Stresshormone aus der Gruppe der Glucocorticoide scheinen die Epigenome der Körperzellen systematisch umzuschreiben, wenn sie ständig im Übermaß vom Körper ausgeschüttet werden. Für diese Vermutung sprechen die Resultate einer aktuellen Studie eines deutsch-amerikanischen Forscherteams. 7
Anthony Zannas vom Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München und Kollegen analysierten Blutzellen von knapp 400 Afroamerikanern und untersuchten, inwiefern sich der im Laufe des Lebens angesammelte Stress auf die epigenetischen Schalter der Zellen ausgewirkt hatte.
Die Forscher entdeckten, dass das Muster der DNA-Methylierung in den Zellen umso mehr jenem älterer Menschen entsprach, je mehr Stress die Menschen über längere Zeiträume hinweg im Laufe ihres Lebens ausgesetzt waren.
Das heißt, dass das epigenetisch Alter umso stärker nach oben von dem tatsächlichen Alter abwich, je mehr Stress die Menschen erlebt hatten. Außerdem zeigten sich Veränderungen bei Genen, die in Zusammenhang mit Alterskrankheiten gebracht werden.
Primäres Merkmal Nr. 4: Verlust der Proteostase – Funktionsstörung des Proteinproduktionssystems
„Die Proteinhomöostase, auch Proteostase genannt, beschreibt die Vorgänge in einem komplexen Netzwerk aus Signalwegen, das für die Funktion und Lebensfähigkeit von Zellen eine zentrale Rolle spielt. Sie gewährleistet, die richtige Konzentration, Faltung und Interaktion der Proteine von der Synthese bis zu ihrem Abbau.“ – Cordis Forschungszentrum der EU
Was ist Proteostase?
Säugetierzellen enthalten typischerweise über 10.000 Proteine, die durch die Zellfunktion reguliert werden. Nach der Synthese oder Herstellung von Proteinen falten sie sich in eine für ihre Funktionen geeignete Struktur, aber in einigen Fällen falten sie sich falsch und aggregieren, was zu einer Verschlechterung der Zellfunktion führt.
Das Konzept der Aufrechterhaltung der Proteostase ist wesentlich für das Verständnis der Ursache von Krankheiten, die mit übermäßiger Proteinfaltung und -abbau verbunden sind, was zu Phänotypen führt, welche zu einem Funktionsverlust sowie zu degenerativen Aggregationsstörungen führen.
Daher sollte die Anpassung der Proteostase ihre Wiederherstellung ermöglichen, sobald ihr Verlust zu einer Pathologie geführt hat. 8
Laut News Medical Life Sciences wird der Prozess, der dafür sorgt, dass Proteine korrekt aufgebaut werden und so funktionieren, wie sie sollen, als Proteostase bezeichnet. Er sorgt auch dafür, dass abnormale oder überschüssige Proteine abgebaut werden, damit es nicht zu einer Ansammlung von Abfallprodukten kommt. 9
Zelluläre Proteostase ist wesentlich für eine erfolgreiche Entwicklung, gesundes Altern, Widerstandsfähigkeit gegen Umweltbelastungen und um die Störung der Homöostase durch Krankheitserreger wie Viren zu minimieren. 10
Mit zunehmendem Alter werden Proteine durch normale zelluläre Prozesse vermehrt geschädigt, was auch ihre Form und Faltung beeinflusst. Falsch gefaltete Proteine können nicht nur ihre normale Arbeit nicht mehr verrichten, sondern neigen auch dazu, zu verklumpen, was eine toxische Wirkung auf die Zelle haben kann.
Die Alzheimer-Krankheit zum Beispiel ist eine altersbedingte Erkrankung, die durch fehlgefaltete Proteine verursacht wird. 11
„Der Begriff Proteinhomöostase, kurz Proteostase, beschreibt also die Aufrechterhaltung der Form und der Menge aller Proteine.“ 12
Wie man den Verlust der Proteostase verhindert?
Ebenso bei der Aufrechterhaltung einer guten Proteinproduktion und die damit eingehende verstärkte Proteostase spielt der Lebensstil eine entscheidende Rolle.
Hierbei sind vor allem, wie wahrscheinlich schon erwartet, eine gesunde sowie ausgewogene Ernährung, genügend Bewegung und das Vermeiden von Umweltgiften.
Aber auch das Fasten und einige sekundären Pflanzenstoffe können den Verlust der Proteostase verhindern und somit den Alterungsprozess verlangsamen.
1. Fasten
Forscher vom Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena haben in einer jetzt bei EMBO Reports erschienenen Studie untersucht, welchen Einfluss der Hungerzustand auf den Proteostase-Prozess hat. 13
Passend zum Thema: Intervallfasten 101 – Der ultimative Leitfaden für Einsteiger 2022
Um die Transkriptionsprofile von Stammzellen in verschiedenen Hungerzuständen der Planarien zu bestimmen, wurden mittels FACS-Analyse deren Zellen sortiert und die Genexpression von ausgehungerten und wohlgenährten Stammzellen verglichen, um Regulatoren der Regeneration beim Hungern zu entschlüsseln.
Dabei kamen die Forscher zu dem eindeutigen Schluss: Fasten verstärkt die Proteostase.
Dies bewirkt einen natürlichen Schutz der Zelle und ist einer der Gründe, weshalb Fasten als natürliches „Anti-Aging-Mittel“ gilt.
2. Bewegung
Auch eine regelmäßige Bewegung und Sport sind sehr gute Maßnahmen, um Stabilität in die Proteinproduktion zu bringen und einen Verlust der Proteostase zu verhindern.
In einer kleinen Studie fanden Forscher heraus, dass Menschen (die an Bluthochdruck litten) nach regelmäßigem Sport eine bessere Proteostase aufwiesen. Sie zeigten auch eine bessere Lebensqualität, geringere Entzündungswerte und ein stärkeres Immunsystem. 14
3. Quercetin
Quercetin ist ein Bioflavonoid und Polyphenol, was vor allem in Zwiebeln, und Knoblauch zu finden ist. Der menschliche Körper kann Bioflavonoide nicht selbst produzieren, daher müssen sie zugeführt werden. Problematisch ist allerdings, dass Quercetin, wie viele andere Flavonoide, über eine eher schlechte natürliche Bioverfügbarkeit verfügen. Aus diesem Grund wäre hier eine Nahrungsergänzung angebracht und kann einen großen Effekt erzielen, um den Alterungsprozess zu verlangsamen.
Der Vergleich in einer Doktorarbeit von Eisermann an der Uni Gieser hat gezeigt, dass Quercetin den Verlaust der Proteostase verhindern kann und zu einer Steigerung der proteasomalen Aktivität führt. 15
4. Berberin
Berberin ist ebenso wie Quercetin ein sekundärer Pflanzenstoff, welcher die Autophagie in Ihrem Körper nachahmen kann und somit die Ansammlung von Proteinaggregaten bekämpft und die Stabilität einer gut funktionierenden Proteinproduktion unterstützt.
In einer Zellstudie fanden Forscher heraus, dass Berberin neurotoxische Proteine abbaut und ein großes Potenzial zur Unterstützung bei neurodegenerativen Erkrankungen aufweist. 16
Die Forscher fanden auch heraus, dass Curcumin ein starkes entzündungshemmendes Mittel ist.
Fazit
Altern ist etwas Natürliches und das Alter kann eine Gelegenheit sein, neue Leidenschaften zu entdecken. Sie müssen nicht mit der Angst davor leben, Sie können – wir alle können – stattdessen ein längeres und gesünderes Leben führen und den Moment verdrängen, in dem diese Signale eintreffen. Ein korrekter Lebensstil kann einen wichtigen Einfluss auf eine gesündere, jüngere Haut, einen strafferen und widerstandsfähigeren Körper und einen helleren und reaktionsfähigeren Geist haben.
Die vier Hauptmerkmale des Alterns sind destruktiver Natur. Sie werden jedoch alle bis zu einem gewissen Grad von externen Faktoren (Ernährung, Stress, Umweltgifte, Bewegung, etc.) beeinflusst, die mit der Umwelt und dem Lebensstil zusammenhängen. Das ist eine gute Nachricht, denn obwohl es keine „Heilung“ gibt, können wir den Schaden minimieren, indem wir unseren Lebensstil ändern.
Es ist nie zu spät, damit anzufangen, und man ist nie zu alt, um neue Dinge zu lernen. Wussten Sie zum Beispiel, dass Ihr Körper selbst mit Mitte 70 noch Muskeln aufbauen kann?
Die Irish Times berichtete kürzlich über eine in Finnland durchgeführte Studie über die Wirkung von Krafttraining bei Personen im Alter zwischen 65 und 75 Jahren. Während der sechsmonatigen, überwachten Routine hatten alle Personen, die Gewichte stemmten, an Kraft gewonnen und ihre Gesundheitskennzahlen verbessert.
Nach der Studie waren die Personen, die nur einmal pro Woche mit Gewichten trainierten, immer noch stärker geworden. Interessanterweise setzten diejenigen, die nach der Studie weiter Gewichte stemmten, dies fort, weil sie nicht nur an Kraft, sondern auch an Selbstvertrauen gewonnen hatten.
Sie hatten das Gefühl, dass sie mehr leisten und auch im Alltag mehr erreichen können.
„Du kannst krank sein und Dich ziemlich miserabel fühlen, wenn Du 40 oder 50 bist. Aber wenn Du gesund bist, kannst Du Dinge auch in Deinen 80ern genießen.“ – Bob Barker
Nachweise
