Mechanismen des biologischen Alterns und deren Beeinflussung – Autophagie und Replikative Seneszenz

Eine gesunde Alterung ist wesentlich von der Funktion unserer Zellen abhängig. Zellulären Alterungsprozessen ist eine Reduktion endogener Schutzmechanismen sowie eine gesteigerte Schädigung der Zelle durch exogene Faktoren, wie z. B. durch Umweltgifte, falsche Ernährung und Strahlung gemein. Der Vermeidung von zellschädigenden Noxen, aber auch der Aufrechterhaltung zelleigener Reparatur- und Recyclingprozessen, kommt deshalb eine besondere Bedeutung zu. Zentrale molekulare Prozesse, wie z. B. zelleigene DNA-Reparaturmechanismen, Genomstabilität, zelluläre Recyclingprozesse, Telomerstabilität und die mannigfaltigen Funktionen unserer Mitochondrien stehen hierbei besonders im Fokus. Ein gesunder Lebensstil, Bewegung und insbesondere die Ernährung können diese Funktionen günstig beeinflussen und somit auch eine positive Wirkung auf die Lebens- und Gesundheitserwartung haben.

Prof. Dr. Jörg Bergemann
Studiendekan des Masterstudiengangs Biomedical Sciences an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen

Die Zellen in unserem Körper – wie auch ihre Organellen – tauschen über komplexe Signalwege Informationen aus, arbeiten kooperativ zusammen, teilen sich, altern und sterben. Zentrale Zellfunktionen müssen sich hierzu im Gleichgewicht befinden und therapeutische Massnahmen sollten darauf abzielen dieses Gleichgewicht zu stärken bzw. wiederherzustellen. Beispiele hierfür sind zelleigene Reparatur- und Recyclingprozesse, die äusserst komplex sind, auf vielfältige Umweltbedingungen reagieren müssen und eine wichtige Rolle bei Alterungsprozessen spielen. Auch bei Untersuchungen zu Wirknachweisen sollte mehr auf die Zellen fokussiert werden, die sich in einer Dysbalance befinden. Bei Zellen, die sich im Gleichgewicht befinden, wird oft keine Verbesserung beobachtet, was zu Fehlinterpretationen bei der Beurteilung der Wirksamkeit neuer Therapieansätze führen kann.

Das Gleichgewicht zwischen Aufbau bzw. Abbau von Organellen und Proteinen ist für den geregelten Ablauf der zellulären Funktionen von herausragender Bedeutung. Die Autophagozytose führt zur Degradation beschädigter Organellen sowie aggregierter Proteine und ist somit ein zentrales intrazelluläres Reinigungs- und Recycling-Programm. Durch diese Recyclingfunktion erhält die Autophagie die Funktionalität und Vitalität der Zellen. Sie stellt somit ein wesentliches Gesunderhaltungsprogramm dar. Die Autophagie ist hochgradig reguliert und es ist insbesondere den Arbeiten von Yoshinori Ohsumi zu verdanken, dass wir inzwischen viele Kenntnisse über diese Regulation besitzen. Zwar läuft die Autophagozytose auf einem basalen Niveau dauerhaft in jeder Zelle ab, diese Aktivität kann aber in Folge externer und interner Stimuli modifiziert werden. Als wichtige Stimuli gelten hierbei die Ernährung, bzw. spezielle Ernährungsprogramme und sogenannte Kalorienrestriktionsmimetika. Diese können wesentlich dazu dienen, eine dysregulierte Autophagie wieder in die Balance zu bringen.

Ein weiterer zentraler Alterungsprozess ist die Replikative Seneszenz. Ein Mechanismus, der 1961 von Leonard Hayflick entdeckt wurde und die These widerlegte, dass Zellen ausserhalb des menschlichen Körpers unsterblich sind. Grundlage für die Replikative Seneszenz ist eine Verkürzung der Telomere. Eine solche Verkürzung wird durch das Endreplikationsproblem linearer DNA (und durch Umwelteinflüsse) ausgelöst. Diese Replikative Seneszenz stellt nicht nur einen Alterungsmechanismus, sondern auch einen Schutzmechanismus dar. Durch die Verkürzung der Telomere steigt das Risiko für schwerwiegende Mutationen in den betreffenden Zellen stark an und es ist somit sinnvoll, hier weitere Zellproliferationen zu unterbinden. Die Replikative Seneszenz kann somit als ein Alterungsmechanismus verstanden werden, der «Fluch und Segen» zugleich ist. In einigen Zellen unseres Körpers wird ein Enzym gebildet, was der Telomerverkürzung entgegenwirkt, die Telomerase. Es gibt therapeutische Ansätze, durch dieses Enzym eine Verjüngung alter Zellen zu erhalten. Dem entgegen stehen Ansätze, diese gealterten Zellen verstärkt aus dem Organismus zu eliminieren (Senolyse).

Den Vortrag finden Sie in voller Länge in der
SALUSMED®-Mediathek. 

Zur Mediathek

Kernthese Nr. 7:
Fastentherapien, spezielle Ernährungsprogramme und Kalorienrestriktionsmimetika können dazu dienen, die Autophagie zu stimulieren bzw. wieder in die Balance zu bringen.

Kernthese Nr. 8:
Alterungsprozesse können auch einen Schutzmechanismus darstellen (Replikative Seneszenz). Die Entfernung defekter Zellen (Senolyse) kann hierbei ein wichtiger Beitrag zu einem gesunden Alterungsprozess sein.

Kommentar aus Sicht der SfGU:
«Es konnte wissenschaftlich nachgewiesen werden, dass es mit einer Stoffwechseltherapie (EPD®-Ernährungsprogramm) sehr gut gelingt, den ‹Müll› in den Zellen wiederzuverwerten und die Zellreparatur zu fördern. Im Kern geht es um ein Gleichgewicht, das dadurch hergestellt wird – d. h. überschiessende Reaktionen bei der Autophagie werden genauso korrigiert wie zu niedrige Werte. So stellt sich durch diese 7-tägige Kur eine Balance zwischen degenerativen und regenerativen Kräften ein. Je nach individueller Ausgangslage wird der Stoffwechsel effi zient und effektiv darin unterstützt, einen ‹Reset› durchzuführen. Ergänzend zu dieser Untersuchung wurde auch sehr schön thematisiert, dass alte Zellen durch die Telomerase verjüngt und damit der Alterungsprozess positiv beeinflusst werden kann. Werden die Endstücke der Chromosomen, die Telomere, wiederhergestellt, wirkt sich dies auf viele körperliche Funktionen aus, z. B. die Gehirn-, Muskel- und Lebertätigkeit. Insgesamt bedeutet dies eine höhere Lebensqualität auf allen Ebenen. Seit Tausenden von Jahren beschreiben die Religionen, was das Fasten bewirkt – eine Reinigung von Körper, Geist und Seele. Dieser Effekt lässt sich auch mit einer Stoffwechseltherapie, wie z. B. dem EPD®-Ernährungsprogramm, erzielen.»

Andreas Hefel, Präsident der SfGU

Mehr vom Bodenseekongress