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Dem Jungbrunnen auf der Spur

Seitdem der Mensch über ein Bewusstsein verfügt, beschäftigt er sich mit seiner eigenen Sterblichkeit und träumt davon, diese zu überwinden. Bis vor kurzem war sogar die Vorstellung unsere Lebenszeit zu kontrollieren noch eine reine Utopie, die nicht mit dem aktuellen Forschungsstand in Einklang zu bringen war. Jüngste Forschungsergebnisse deuten allerdings darauf hin, dass man die molekulare Basis des Alterungsprozesses bald im Detail durchschaut haben könnte. Die praktische Anwendung dieser Erkenntnisse könnte auf dem Fuß folgen.

Der wissenschaftliche Durchbruch gelang allerdings nicht durch Versuche am Menschen oder an Ratten und Mäusen, sondern durch die Forschungsarbeit mit einfachen Organismen wie Hefebakterien und Rundwürmern. Daraus ergaben sich bedeutende, allgemein gültige Aufschlüsse, die eine umfassende Neubewertung des Alterungsprozesses erfordern.

Erdogan

Whither Turkey?

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In der herkömmlichen Evolutionstheorie wird die Alterung als Prozess gesehen, der nach der Reproduktionsphase eintritt und durch allgemeines Nachlassen der Zellfunktion gekennzeichnet ist. Die darwinistische Selektionstheorie geht schließlich davon aus, dass der allgemeine Verfall eines Individuums, das seine Gene schon an die nächste Generation weitergegeben hat, unaufhaltsam wäre. Nach dieser Theorie stagnieren viele Prozesse auf zellulärer und organischer Ebene gleichzeitig. Das Altern hätte also mannigfaltige Ursachen. Das würde bedeuten, dass man den Alterungsprozess verlangsamen könnte, wenn man die Fehlfunktionen einer großen Anzahl von Genen nach der Reproduktionsphase beseitigte.

Die kürzlich aus der Forschungsarbeit mit Hefe und Rundwürmern gewonnenen Erkenntnisse legen allerdings eine andere Sichtweise nahe. Es stellte sich heraus, dass selbst Mutationen in einem einzigen Gen zu einer beträchtlichen Verlängerung der Lebensspanne und einer damit verbundenen Verlangsamung des Alterungsprozesses führen können.

Wie ist das aber möglich, wenn die Alterung doch mannigfaltige Ursachen hat, wie in der Evolutionstheorie behauptet?

Die Antwort liegt in den Molekülen jener Gene, in denen Mutationen zu längerer Lebenserwartung führen. So bestimmt beispielsweise ein Gen namens SIR2 die Lebensspanne von Hefezellen und Rundwürmern. Wenn durch Genmanipulation eine Kopie dieses Gens in das Erbmaterial beider Organismen eingebracht wird, verlängert sich ihr Leben. Umgekehrt verkürzt sich die Lebensspanne, wenn man SIR 2 aus dem Erbmaterial entfernt.

Sowohl bei Hefe als auch bei Würmern scheint SIR2 auf die Verfügbarkeit von Nahrung zu reagieren und den Alterungsprozess in Mangelzeiten durch die Ausbildung von speziellen Existenzformen - Sporen bei Hefe und Dauerlarven bei Würmern - zu verlangsamen. Diese beiden Lebensformen können außergewöhnlich lange ohne Nahrung existieren. Wenn sich die Bedingungen verbessern, erwachen diese schlummernden Lebensformen zu neuem Leben und beginnen sich zu reproduzieren. Diese Überlebensfunktion von SIR2 - Verhinderung der Alterung und Reproduktion in Hungerzeiten - ist anpassungsfähig und daher überall in der Natur zu finden.

Die klassische Evolutionstheorie der Alterung muss daher modifiziert werden. In Zeiten des Überflusses wird der Alterungsprozess nach der Reproduktionsphase vorangetrieben. Wie von Evolutionsbiologen behauptet, stellen viele Gene ihre Funktion ein und es kommt zu einem generellen Verfall des Organismus. In Zeiten des Mangels jedoch schaltet sich ein Überlebensprogramm ein, dass den Alterungsprozess verlangsamt. Noch faszinierender ist, dass ein einzelnes Gen diesen Überlebensmechanismus in unzähligen Lebensformen aktivieren kann.

Fördert SIR2 nun auch das Überleben bei Säugetieren? Interessanterweise bestimmt das SIR2-Gen in Kulturen von Mäuse- oder Humanzellen die Reaktion der Zelle auf eine Beschädigung der DNA. Sind die Zellen einem schädigenden Einfluss ausgesetzt, können sie darauf mit Selbstmord reagieren. Bei Säugetieren stimmt SIR2 diesen Prozess ab. Ein höherer SIR2-Wert vermindert die Selbstmordrate der Zellen. Ebenso wie bei Hefe und Rundwürmern fördert SIR2 also auch bei Säugetieren das Überleben - in diesem Fall das der Kulturzellen.

Heißt das nun, dass der Alterungsprozess bei Säugetieren zumindest teilweise auf einen schrittweisen Zellverlust und ein daraus resultierendes Organversagen zurückzuführen ist ? Möglich, aber wir dürfen nicht vergessen, dass der Selbstmord der Zellen eine Möglichkeit ist, genetisch beschädigte Zellen loszuwerden, bevor aus ihnen ein Tumor entsteht. Daher könnte eine erhöhte SIR2-Aktivität bei Säugetieren zu Krebs führen, da geschädigte Zellen zu lange am Leben erhalten werden.

Das allerdings scheint aus zwei Gründen unwahrscheinlich. Erstens, weil es aus evolutionstheoretischer Sicht wenig Sinn macht, dass Gene, die von Natur aus das Überleben fördern sollen, Krebs verursachen. Zweitens zeigen jüngste Experimente an genveränderten Mäusen, dass der Zellselbstmord verlangsamt werden kann, ohne dass dabei Krebs entsteht. Es muss also einen Mechanismus geben, der den Zellselbstmord ohne Krebsentstehung verringert und die Lebenszeit verlängert.

Die praktischen Auswirkungen dieser Erkenntnise wären zweifellos revolutionär. Wenn einzelne Gene die Lebenserwartung von Säugetieren bestimmen, könnte man Medikamente entwickeln, die sich an die Proteine dieser Gene heften und ihre Aktivität beeinflussen. Es könnte also bald Medikamente geben, die den Alterungsprozess verlangsamen.

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Würden diese Medikamente aber unsere Jugend und Vitalität erhalten oder nur unseren Aufenthalt im Altersheim verlängern ?

Um eine Antwort auf diese Frage zu erhalten, sei auf die Auswirkungen einer reduzierten Kalorienzufuhr verwiesen. Dadurch wurde die Lebenserwartung vieler Organismen, von Hefebakterien bis zu Säugetieren verlängert. Bei Hefe wurde dieser Prozess auf molekularer Basis erforscht und es stellte sich heraus, dass die durch Kalorienreduktion ausgelöste Langlebigkeit durch SIR2 vermittelt wird. Bei Säugetieren haben wir die molekulare Basis der Langlebigkeit noch nicht entdeckt. Was wir allerdings wissen ist, dass Tiere, die nicht mit einem Überangebot an Nahrung leben, ihr ganzes verlängertes Leben hindurch kräftig und gesund sind.