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Sie befinden sich hier: WDR.de WDR Fernsehen Wissen Quarks & Co Sendung vom 26. Oktober 2004 Theorien des Alterns

Theorien des Alterns

Das ungelöste Rätsel

Dienstag, 26. Oktober 2004, 21.00 - 21.45 Uhr .

Theorien des Alterns

Die innere Uhr einer jeden einzelnen Körperzelle schreibt vor, wie oft sie sich teilen darf.

Warum Menschen, Tiere und Pflanzen altern, ist bis heute ein Rätsel. Immerhin kennen Wissenschaftler eine Reihe von Mechanismen, die das Altern unserer Zellen bestimmen. Grundsätzlich werden zwei unterschiedliche Erklärungsmuster für den Alterungsprozess herangezogen, die sich teilweise auch widersprechen. Die einen meinen, dass Altern einfach die Folge verschiedener Abnutzungserscheinungen sei, andere Theorien gehen davon aus, dass das Altern bereits in irgendeiner Form genetisch festgelegt sei. Die meistgenannte Erklärung für das Altern der Zelle, die Theorie von den Freien Radikalen, geht von Verschleißerscheinungen aus.

Die "Freien Radikale"

"Freie Radikale" werden Moleküle genannt, die nur ein einzelnes Elektron haben und leicht mit anderen Molekülen in ihrer Nähe Verbindungen eingehen. "Radikal-Moleküle", die in der Zelle beim normalen Verbrennungsprozess entstehen, tragen zumeist ein reaktionsfreudiges Sauerstoff-Atom. Neben den Sauerstoffradikalen kommen im Körper auch Sauerstoff-Stickstoffradikale, Stichwort Wasserstoffperoxid und Hydroxylgruppen vor. "Freie Radikale" entstehen aber nicht nur beim lebensnotwendigen Atmungs- und Verbrennungsprozess, sondern auch durch äußere Einflüsse wie UV-Licht, Radioaktivität, Ozon. Auch das Rauchen produziert zusätzliche Radikalenmoleküle. In jeder Zelle entstehen Tag für Tag über 10.000 dieser hochreaktiven Verbindungen. Eine Zeitlang kann das zelleigene Reparaturprogramm die von den Radikalen ausgelösten Schädigungen reparieren. Irgendwann ist die Zelle aber so angegriffen, dass sie nicht mehr richtig funktioniert. Die Zelle stirbt ab. Die Folge: Je nach Zelltypus machen die Muskeln schlapp (Muskelzellen) und die Haut wird grau und faltig (Haut- und Bindegewebezellen).

Die Theorie von den Telomeren

Eine derzeit diskutierte Theorie beschreibt einen anderen Prozess des Alterns Sie geht davon aus, dass die Anzahl der möglichen Zellteilungen begrenzt ist. Bei jeder Zellteilung trennen sich die DNA Stränge in den Chromosomen der Zelle und verdoppeln sich. Die Enzyme, die für diese Verdoppelung zuständig sind, lassen auf Grund ihrer chemischen Struktur am Ende der DNA-Stränge bei jeder Zellteilung ein Stück weg. Anfangs — davon geht diese Theorie aus — nehmen weder Erbinformation noch Zelle dabei Schaden. Der Grund: Die Enden der DNA Stränge, die so genannten Telomere, enthalten gar keine Erbinformation. Aber irgendwann sind die Telomere am Ende und erste Gene werden gekappt. Da die Zelle dann nicht mehr richtig funktioniert, begeht sie eine Art programmierten Zelltod und stirbt. Auch das ist eine Art Abnutzungserscheinung — auch, wenn sie den Gen-Informationsträger, die DNA der einzelnen Zelle betrifft.

Der Wurm Caenorhabditis elegans

In den vergangenen Jahren haben Forscher in aller Welt immer wieder postuliert, sie hätten bei verschiedenen Lebewesen (Mäusen, Würmern, Insekten) ein so genanntes "Altersgen" entdeckt — ein Gen auf dem sozusagen ein Programm für das Altern festgelegt sei. Der Idee von einem einzelnen Gen, das für das Altern verantwortlich sei, widersprechen jetzt Wissenschaftler aus Freiburg.

Bei ihrem Forschungsobjekt, dem Wurm C. elegans, haben die Bioinformatiker Ralf Baumeister und Maren Hertweck ein Enzym gefunden, das als eine Art Biokatalysator für den Alterungsprozess funktioniert. Fehlt das von ihnen entdeckte Enzym SGK, reagieren die Zellen der Würmer weniger empfindlich auf Umweltstress – dazu gehören auch die Freien Radikale. Die Lebenserwartung der Würmer nimmt zu.

Das SGK – so erklären die Forscher – scheint über verschiedene Prozesse Auswirkungen auf einen Genschalter zu haben, der das Altersprogramm der Zelle ein- bzw. ausschaltet. Altern wäre demnach das Zusammenspiel verschiedener Prozesse: von Verschleißerscheinungen und von einem genetischem Programm, das sich allerdings nicht auf ein einzelnes Gen beschränkt, sondern selbst über verschiedene Faktoren gesteuert wird, jedenfalls beim Wurm Caenhorhabditis elegans. Einen direkten Vergleich oder gar Übertragbarkeit ihrer Ergebnisse auf den Menschen verneinen die Forscher vehement. Die Lebensspanne des Wurms misst sich in Tagen, die des Menschen in Jahrzehnten – für die Ausbildung von krankhaften Krebsgeschwüren beispielsweise ist beim Wurm gar keine Zeit.

Stichwörter

¹ UV: UV bedeutet Ultraviolett und beschreibt den Teil des Farbspektrums, der sich von etwa 400 bis 10nm erstreckt. UV-Strahlung kann auf den Menschen sowohl positive (Heilung von Hautkrankheiten wie Schuppenflechte und Akne oder günstige Beeinflussung des Allgemeinbefindens) als auch negative Auswirkungen (Genmutationen oder Hautkrebs) haben. Anwendung findet UV-Strahlung u.a. bei der Lackhärtung, der Trinkwasserentkeimung oder in Solarien. Zurück zum Absatz
² Wasserstoffperoxid: Wasserstoffperoxid ist eine farblose Flüssigkeit, die bei Zimmertemperatur sehr langsam in Wasser und Sauerstoff zerfällt. Es wird u.a. zum Bleichen von Textilien, Pelzen, Hölzern und Papier, sowie als Desinfektionsmittel verwendet. Konzentrierte Wasserstoffperoxidlösungen wirken stark ätzend auf Haut und Schleimhäute - besonders auf die der Atemwege und der Augen. Zurück zum Absatz
³ Radioaktivitaet: Als Radioaktivität bezeichnet man die Eigenschaft einiger Atomkerne oder Nuklide, sich spontan (ohne äußere Einwirkung) in andere Atomkerne umzuwandeln, wobei Energie in Form von Teilchen und/oder elektromagnetischer Strahlung frei wird. Die Ursache von Radioaktivität ist eine Instabilität der Atomkerne durch einen Überschuss an Protonen oder Neutronen. Zurück zum Absatz
⁴ Hydroxylgruppe: Hydroxylgruppe ist die chemische Bezeichnung für die Verbindung von Sauerstoff und Wasserstoff (OH-Gruppe). Zurück zum Absatz
⁵ Ozon: Das Wort Ozon stammt aus dem Griechischen und bedeutet "das Duftende". Ozon ist eine, aus dreiatomigen Molekülen bestehende, Form des Sauerstoffs mit durchdringendem Geruch, das sich in der Ozonschicht der Atmosphäre (in 20-35 km Höhe) aus molekularem Sauerstoff unter dem Einfluss der kurzwelligen UV-Strahlung der Sonne bildet. Zurück zum Absatz