Das biologische Alter

Epigenetik:

Das verraten die Gene über unser wahres Alter

Sie fühlen sich nicht so alt, wie es die Zahl der hinter Ihnen liegenden Geburtstage vorgibt? Und auch der Blick in den Spiegel lässt an der Anzahl der verflossenen Lebensjahre zweifeln? Vorsicht: Der Schein könnte trügen. Denn die Zahl der Lebensjahre, also unser sogenanntes kalendarisches Alter, sagt wenig über unser biologisches Alter aus, also darüber, wie „alt“ unser Körper im Hinblick auf den Stoffwechsel und die weiteren Funktionen tatsächlich ist. Mit modernen Testverfahren lässt sich jedoch inzwischen herausfinden, ob man tatsächlich so alt ist, wie man sich fühlt. Denn unsere genetische Ausstattung verrät viel über unseren individuellen Alterungsprozess.

Es ist ein gut bekanntes Phänomen, dass so mancher 65-Jährige in seiner körperlichen Leistungsfähigkeit erheblich eingeschränkt ist, häufig krank und kaum mehr mobil, während andere Menschen im gleichen Alter „fit wie ein Turnschuh sind“, sportlich aktiv und mit viel Lebensfreude um die Welt reisen. Der Unterschied zwischen den beiden „Lebenskünstlern“ liegt zum einen sicher daran, wie sie bis zum 65. Lebensjahr ihr Dasein gefristet haben, wie belastet sie beruflich und familiär waren, wie sie sich ernährt und wieviel Sport sie betrieben haben. Aber auch die genetische Ausstattung unserer Körperzellen ist maßgeblich mitentscheidend darüber, wie und wie rasch wir altern. 

Chronologisches versus biologisches Alter

Die Wissenschaftler haben daher die Begriffe des chronologischen oder kalendarischen Alters sowie des biologischen Alters geprägt. Das chronologische Alter eines Menschen ist entsprechend der Definition des deutsch-amerikanischen Alterungsforschers Steve Horvath eine reine Zeitangabe. Es bemisst die Zeit, die seit der Geburt des jeweiligen Individuums vergangen ist.

Anders das biologische Alter: Dieser Begriff charakterisiert das Alter einer Person gemessen an seinem körperlichen Zustand. Das biologische Alter muss dabei keineswegs mit dem chronologischen Alter übereinstimmen, sondern kann weniger, aber auch weiter fortgeschritten sein.

Dabei laufen Alterungsprozesse in den verschiedenen Lebensabschnitten unterschiedlich schnell ab: Zum Beispiel tickt die „biologische Uhr“ in der Wachstums- und Entwicklungsphase generell schneller als im späteren Leben. Sie wird dabei nachhaltig beeinflusst durch die Entwicklung von Erkrankungen. 

Viele Faktoren bestimmen das biologische Alter

Davon abgesehen basiert das biologische Alter auf Veränderungen unseres Körpers, die im Laufe des Lebens auftreten. Denn der Alterungsprozess hat Auswirkungen auf viele Körperbereiche bis hinein in die unzähligen Körperzellen. Er führt zur Anhäufung nicht abbaubarer Stoffwechselprodukte in den Körperzellen und oft auch zu einem Mangel an Substanzen, die für eine adäquate Energiebereitstellung in den Zellen und damit für einen optimalen Stoffwechsel erforderlich sind.

Solche alterstypischen Veränderungen des Körpers werden von vielen Faktoren beeinflusst. Dazu gehören unter anderem unsere Ernährungs- und Bewegungsgewohnheiten, aber auch unsere genetische Ausstattung.

Bestimmung des biologischen Alters

Während sich das chronologische Alter einfach anhand eines Kalenders errechnen lässt, ist das biologische Alter schwieriger zu erfassen. Inzwischen aber gibt es Testverfahren, die anhand charakteristischer Parameter, sogenannter Biomarker, eine gute Abschätzung des biologischen Alters erlauben.

Das Augenmerk richtet sich dabei auf genetische Veränderungen im Zuge unserer Alterung. Dabei stehen nicht die Gene, mit denen wir auf die Welt kommen im Fokus, sondern die sogenannten epigenetischen Veränderungen. Es handelt sich bei der Epigenetik um einen Fachbereich, der konkret untersucht, durch welche Faktoren die Aktivität unserer Gene gesteuert wird. Das können verschiedenste Faktoren wie etwa chemische Moleküle oder Proteine sein, die sich an unsere Erbanlagen anheften und durch diese Bindung die Genfunktion im jeweiligen Bereich modulieren. Durch solche Faktoren können Gene quasi an- und abgeschaltet werden, ohne dass dabei die genetische Grundsubstanz, also die DNA (Desoxyribonukleinsäure), verändert wird.

Was hat die Epigenetik mit einer DVD zu tun?

Ein Beispiel: Zu den häufigen epigenetischen Veränderungen gehört die Bindung einer chemischen Struktur, der sogenannten Methylgruppe, an die DNA. Der Wissenschaftler bezeichnet diesen Prozess als DNA-Methylierung. Er kann durch Umweltfaktoren wie etwa die Ernährung, aber auch durch Reparaturprozesse bei Veränderungen im Bereich der DNA stimuliert werden.

Was dabei konkret geschieht, hat der australische Biologe und Genetiker Professor Dr. David Sinclair anschaulich geschildert, indem er das Phänomen mit einer CD oder DVD verglichen hat. Auf der CD oder DVD sind analog der DNA in den Körperzellen konkrete Informationen gespeichert. Kommt es zu Kratzern auf dem Informationsträger, so wird dieser verändert, ohne dass die eigentliche Information verloren geht. Aber diese ist möglicherweise nicht mehr unverändert abrufbar, statt angenehmer Musik ertönt ein unangenehmes Knacken oder Rauschen.

Ähnlich verhält es sich bei der DNA-Methylierung. Die Gene sind in den Zellen unverändert vorhanden, können aber ihrer Funktion nicht mehr optimal nachkommen. Im Verlaufe des Alterns häufen sich üblicherweise die DNA-Methylierungen, die „Kratzer“ auf den Genen nehmen damit zu. Es häufen sich so auch Bereiche, in denen Gene bestimmte Körperfunktionen nicht mehr optimal steuern können. Das kann zwangsläufig Störungen im Stoffwechselablauf und auch Veränderungen in den Körpergeweben zur Folge haben und somit auch optisch, zum Beispiel in Form von Falten in der Haut, sichtbar werden.

Die DNA-Methylierung ist somit ein Marker für den individuellen Alterungsprozess. Sie zeigt, wo genau der Zeiger in der „epigenetischen Uhr“ steht.

Doch die DNA-Methylierung ist wahrscheinlich noch weit mehr als ein Maß des biologischen Alters. Der Prozess scheint auch wichtige Funktionen zu besitzen. Er ist, so wird es aktuell diskutiert, Ausdruck eines epigenetischen Wartungssystems, das dafür sorgt, dass unser Genom stabil bleibt. Durch die DNA-Methylierung kann dabei wahrscheinlich verhindert werden, dass Schadstoffe direkt Veränderungen (Mutationen) im Bereich der DNA verursachen und so die Entstehung von Krebs provozieren können.

Testverfahren zur Bestimmung der DNA-Methylierung

Wie es bei einem individuellen Menschen um die DNA-Methylierung steht, kann mittels spezieller Labortests untersucht werden. Sie prüfen anhand von Blutproben den Methylierungsgrad des Genoms in bestimmten Regionen der DNA. Sie untersuchen dabei spezielle DNA-Methylierungsmuster. Diese können sich im Laufe des Lebens verändern und es gibt charakteristische Methylierungsstellen, die offenbar als „epigenetische Uhr“ fungieren und deren Untersuchung eine Abschätzung des biologischen Alters erlaubt.

Mit einem speziellen Testverfahren lassen sich die DNA-Muster bestimmen. Das individuell ermittelte DNA-Methylierungsprofil kann dann mit den üblichen Ergebnissen bei Personen der gleichen chronologischen Altersgruppe verglichen werden und zeigt, ob das biologische Alter der jeweiligen Person damit korreliert oder ob diese aus biologischer Sicht jünger oder älter einzuordnen ist.

Zusätzlich kann  die Testung Hinweise auf das Risiko für die Entwicklung alters-assoziierter Erkrankungen geben. Auch können Maßnahmen, die das Altern aufhalten sollen, in ihrer Effektivität überwacht werden.

Der epigenetische Test kann als Selbsttest zu Hause durchgeführt werden. Dazu ist ähnlich wie beim Blutzuckertest lediglich die Entnahme von ein wenig Blut aus der Fingerkuppe notwendig. Anhand des Testergebnisses ist das biologische Alter abzuschätzen und es können gezielte Maßnahmen erwogen werden, um den Alterungsprozess möglichst aufzuhalten.

Quellen:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4015143/ 03.11.2020, 17.35 Uhr

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29643443/ 03.11.2020, 17.36 Uhr

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5940111/ 03.11.2020, 17.37 Uhr

 

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