Wir alle verbinden das Altern mit mehr Falten, grauen Haaren oder damit, dass es uns schwerer fällt, aus einem Liegestuhl aufzustehen.Doch wie sieht die Alterung in unseren Zellen aus?
Wenn Sie eine einzelne Zelle heranzoomen, finden Sie einen Bienenstock voller Aktivitäten. Nachrichten gehen ein und aus, und die Zelle baut neue Proteine auf, baut Abfallprodukte ab und produziert Energie. Gelegentlich kopiert sie auch ihr genetisches Material und teilt sich, wobei neue Zellen entstehen.
Wenn wir älter werden, beginnen einige dieser Prozesse zu versagen. Hier sind einige Beispiele dafür, wie dies geschehen kann.
Zelluläre Abnutzung - wie?
Der Großteil der Aktivitäten einer Zelle wird durch eine interne Bedienungsanleitung gesteuert: ihre DNA. Wie diese Gebrauchsanweisung gelesen wird, ist von Zelle zu Zelle unterschiedlich, und zwar dank Markern, die darauf hinweisen, welche Teile der Gebrauchsanweisung zutreffen, ein Prozess, derEpigenetik.
Im Laufe der Zeit werden unsere Zellen Umweltauslösern ausgesetzt, wieRauchen oder UV-Lichtausgesetzt, die beeinflussen können, welche Teile unserer DNA von den Zellen "gelesen" werden.
Ein epigenetischer Marker, der mit dem Alter zunimmt ist die Methylierung. Die Wissenschaftler haben sogar den Begriff geprägt'epigenetische Uhr' geprägt, denn man kann das Alter eines Menschen daran erkennen, wie methyliert seine DNA ist. In Hautzellen hat die Methylierung nachweislich die Funktion der Zellen zu beeinflussenSie verlangsamt die Produktion von Proteinen, die unter anderem für die Erhaltung der Hautelastizität wichtig sind. Und wenn sich die Zelle teilt, werden diese Marker weitergegeben und beeinflussen das Verhalten der nächsten Generation von Hautzellen.
IMPERFEKTE TEILUNG mit Zellen im Alter
Eine weitere Folge des wiederholten Kopierens von DNA ist die Anhäufung von Fehlern oder Mutationen. Mutationen können dazu führen, dass Zellen weniger gut funktionieren. Und obwohl die Zellen sehr gut damit umgehen könnenmutierten Zellenaber letztlich zu vielDNA-Schäden sie überfordern.
Mutationen sind nicht das einzige Risiko. Für eine Zelle ist es unmöglich, die Informationen direkt am Ende eines DNA-Strangs - dem Ende jedes Chromosoms - zu kopieren, so dass bei jeder Zellteilung Abschnitte der DNA verloren gehen. Um dies zu kompensieren, verfügt unsere DNA über eine sich wiederholende Sequenz von "Junk"-DNA am Ende eines jeden Chromosoms, die so genannten Telomere.
Es gibt eine Menge DNA, die von den Telomeren verloren gehen kann, ohne Schaden anzurichten. Aber jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, wird ihreTelomere verkürzen sich bis kein Schutzpuffer mehr vorhanden ist und die Zelle ausweichen muss, um Schäden an wichtigen DNA-Abschnitten zu vermeiden.
AUCH GESUNDE ZELLEN STERBEN
Was mit der DNA einer Zelle im Laufe der Zeit (und nach mehreren Teilungsrunden) geschieht, ist ein wichtiger Teil des Alterungsprozesses, aber nicht der einzige. Wie bei jeder komplexen Maschine werden verschiedene Teile durch Überbeanspruchung beschädigt oder abgenutzt. Proteinaufbau und Energieproduktion werden weniger effizientund Abfallprodukte beginnen sich anzusammeln.
All diese Prozesse treiben eine Zelle zur Selbstzerstörung oder zum dauerhaften Ausstieg aus dem Zellzyklus, einem Zustand, der alszelluläre Seneszenz. Dies sind wichtige Sicherheitsnetze für den Körper, die sicherstellen, dass sich fehlerhafte Zellen nicht weiter teilen und der Schaden mit ihnen endet. Eine Hautzellelebt vielleicht nur 2 bis 3 Wochen und das ist in Ordnung, denn es gibt andere Zellen, die sich teilen, um die Lücke zu füllen.
Der Zelltod oder die Seneszenz wird zu einem größeren Problem, wenn sich die Zellen nicht mehr selbst ersetzen. Das bedeutet, dass es immer weniger "frische", gesunde Zellen gibt, was sich bei unserer Haut wie folgt bemerkbar machtdünnere, brüchigere Haut.
VERLANGSAMUNG DER ZELLALTERUNG
Durch das Verständnis der Alterungsprozesse in den verschiedenen Zellen können die Wissenschaftler lernen, welche Umweltauslöser zu vermeiden sind, und Maßnahmen ermitteln, die die Alterungsprozesse unterbrechen könnten.
Zum Beispiel epigenetische Veränderungen. Wissenschaftler haben eine Familie von sieben Proteinen, die so genannten Sirtuine, entdeckt, die zur Regulierung epigenetischer Veränderungen unserer DNA zu regulieren, auch in unseren Hautzellen. Doch mit zunehmendem Alter sinkt die Konzentration von Sirtuin ab. Wenn man versteht, wie man den Spiegel bestimmter Sirtuine erhöhen kann, und das Molekül, das es zum Funktionieren braucht(NAD+) ist ein zentrales Anliegen der Forscher.
Die Alterung ist eindeutig ein komplexer Prozess. Unsere Zellen sind fleißige Maschinen, und wie bei jeder Maschine beginnen mit der Zeit Teile zu versagen. Zu verstehen, welche Teile versagen und wie man sie reparieren kann, wird eine Schlüsselrolle für ein längeres, gesünderes Leben spielen.
Besuchen Sie uns fürTeil 4 in dem wir untersuchen, wie sich die menschliche Langlebigkeit im Laufe der Zeit entwickelt hat.
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