Alterungsmechanismen

Alterungsmechanismen bezeichnet die biologischen Prozesse, die im Laufe des Lebens zu einem fortschreitenden Funktionsverlust von Zellen, Geweben und Organen führen. Alterung ist ein multifaktorielles Phänomen, das durch das Zusammenspiel genetischer Anlagen, epigenetischer Veränderungen, metabolischer Anpassungen und Umweltfaktoren entsteht. Sie wird sowohl durch deterministische, programmierte Abläufe als auch durch zufällige Schäden verursacht, die sich im Laufe der Zeit kumulieren.

Zu den zentralen zellulären Mechanismen gehören Telomerverkürzung und zelluläre Seneszenz, die Ansammlung von DNA-Schäden mit verringerter Reparaturfähigkeit, der Verlust der Proteostase (Fehlfaltungen und Aggregationen), sowie mitochondriale Dysfunktion mit erhöhter Produktion reaktiver Sauerstoffarten. Epigenetische Veränderungen verändern Genexpression und schaffen altersassoziierte Muster, die sich auch in Epigenetischen Uhren widerspiegeln. Die Dysregulation von Nährstoffsensoren und Stoffwechselwegen wie mTOR, AMPK und Sirtuine beeinflusst die Lebensdauer. Weitere Mechanismen sind Stammzellenerosion, die Abnahme regenerativer Kapazität, und das sekretorische Profil seneszenter Zellen (SASP), das Entzündung und Gewebeschäden fördert. Die veränderte Interaktion zwischen Zellen und Geweben, als inflammaging bezeichnet, trägt ebenfalls zur Alterung bei.

Externe Faktoren wie UV-Strahlung, Umweltgifte, Ernährung und Lebensstil modulieren diese Prozesse. Theoretisch speisen sich Alterungsprozesse aus programmeden Abläufen sowie aus kumulativen Schäden; historische Theorien schließen Freie-Radikal-Theorie, Verschleißtheorie und Antagonistische Pleotropie ein.

Relevanz und Forschung betreffen die Messung von Alterung über epigenetische Uhren sowie Ansätze zur Verlängerung der Gesundheitsspanne, etwa Kalorienrestriction, mTOR-Hemmstoffe, Senolytika und NAD+-Vorstufen.