Mosaik des Alterns

Inhaltsverzeichnis

1. Frontmatter

2. 1. Zeit

   Urs Nydegger, Thomas Lung

   Zusammenfassung

   Kein Altern oder Seneszenz ohne den Lauf der Zeit. Es gibt kein Entkommen; es gibt keinen Halt. Die Einbeziehung der Zeitlinie in die Seneszenz steht im Zentrum dieses Kapitels, und wir analysieren die Geschwindigkeit, mit der die Zeitlinie die Seneszenz beeinflusst: langsam im Gegensatz zu schnell. Unser Geist tut oft zwei Dinge gleichzeitig, die er kennt – warum also nicht die Seneszenz stoppen, sie zurückhalten, anstatt zu erforschen, warum sie auftritt? Der Text gleitet manchmal in philosophische Überlegungen, Abstraktion und schwer zu erforschende Themen ab: Dies ist die Bühne, auf der wir die folgenden Kapitel in Übereinstimmung sehen. Die Seneszenz unseres gesamten Körpers verkauft unser Leben, und wir sind an dem Preis interessiert, den wir zahlen müssen.

3. 2. Genetik – Die Sprache der Proteomik

   Urs Nydegger, Thomas Lung

   Zusammenfassung

   Genomik, diese Disziplin der laborbasierten Diagnostik, hat sich im letzten Jahrhundert zu einem medizinischen Bereich mit therapeutischem Potenzial entwickelt. Dies soll in diesem Kapitel vermittelt werden. Abkürzungen wie CAR-T, COVID-Cas, HSC, zusammen mit der DNA-Sequenzierung, sind zu Begriffen geworden. Die Sprache der Mediziner in klinischen Besprechungen. Einzelzell-Genomik kann nun die Zusammensetzung von Immunzellen in menschlichen pränatalen Organen entschlüsseln. Die Lesenden werden mit der DNA-Transkription vertraut gemacht. Die Genomik hat uns gelehrt, dass Histone (Proteine), gemeinsam mit der dicht oder locker gepackten DNA, eine Rolle beim Ein- oder Ausschalten bestimmter genetischer Informationen spielen. Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wird erklärt, und die Beteiligung privater Unternehmen in diesem Bereich wird angesprochen. Tatsächlich könnte DNA ein Wendepunkt im Alterungsprozess sein, und ihr Methylierungsgrad ist zur tickenden Uhr im gesamten Körpermosaik aus soliden Organen und zirkulierenden systemischen Zellen geworden. Die Alterung des Gehirns wird mit besonderem Nachdruck betrachtet.

4. 3. Seneszenz bei Pflanzen

   Urs Nydegger, Thomas Lung

   Zusammenfassung

   Die Pflanzen, seien es Kräuter, Sträucher oder Bäume, die alt werden oder ihre jahrhundertealten Spuren hinterlassen, dienen als Modelle für die Seneszenz höher geordneter Organismen. Ein wichtiger Prozess, der der Pflanze hilft, genetische Informationen während ihrer Differenzierung zu bewahren, besteht darin, dass differenzierte Pflanzen in embryonale Stadien zurückkehren können und aufgrund dessen im experimentellen Umfeld modelliert werden, um uns über Verjüngung zu informieren. Phylogenetische Analysen von Seneszenz-induzierten Proteinsequenzveränderungen können ebenfalls mit Pflanzen modelliert werden. Das Kapitel befasst sich zu einem großen Teil mit Holz, da junges und altes Holz die Farbe ändern kann und gleichzeitig gegensätzliche Merkmale aufweist. Die aktuellen Diskussionen über den Klimawandel und die Erwärmung der Atmosphäre werden untersucht, und wir versuchen, eine Brücke zur Biochemie der Seneszenz zu schlagen. Die geografischen Beziehungen von Bäumen oder die Migration sozialer Pflanzen sollten uns über ihr Überleben aufklären und die Seneszenz zurückdrängen.

5. 4. Seneszenz bei Tieren

   Urs Nydegger, Thomas Lung

   Zusammenfassung

   Nun nähert sich unser Buch unserem eigenen Altern. Caenorhabditis elegans, ein Wurm, und Labormäuse sind die Vorreiter entscheidender Einblicke in die Biochemie und Genomik des Alterns. Eine Umkehrung einer Wachstumslinie ist bei der Entwicklung von Säugetieren zu sehen, bei der der Embryo eine Blastozyste bildet, die aus einer Masse pluripotenter Zellen besteht, die jeden Zelltyp hervorbringen können. Die Implantation in die Gebärmutterwand kann durch mütterliche Hormone verzögert werden, die die Blastozyste dazu veranlassen, das Protein „Leukämie-inhibierender Faktor (LIF, Leukemia inhibitory factor)“ zu sezernieren und in ein Ruhe-Stadium einzutreten. Einige Arten, wie Papageien oder Grönlandhaie, überleben so lange, dass ihr Altern bequem verfolgt werden kann, wenn ihr Geburtsjahr bekannt ist. Das Alter, das einige Dinosaurier erreichten, z. B. Allosaurus fragilis, wird auf 25 Jahre für ein langlebiges Saurierindividuum geschätzt. Untersuchungen an Fossilien zeigten, dass die Lebensspanne von Tieren schon vor 230 Mio. Jahren nicht länger gewesen sein dürfte. Daher lernen wir, dass sich die Biochemie und Genomik des Alterns während der Evolution nicht verändert haben.

6. 5. Verjüngung/Regeneration

   Urs Nydegger, Thomas Lung

   Zusammenfassung

   Regeneration: das Schneiden/Entfernen eines Segments, sagen wir der Leber: nach Monaten ist sie auf die tatsächliche Größe nachgewachsen, während wir bei der Verjüngung den bisher Science-Fiction artigen Prozess des Verschwindens der nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung sehen, um sich in eine Leber mit gesunder Arbeitskraft zu verwandeln: das ist das „Zurück“ im englischen Original-Buchtitel Senescence Back and Forth. Natürlich ist das Rückwärtsaltern mühsamer, wenn man von sehr hohem Alter zurückkommt; es ist schwer vorstellbar, dass ein Hundertjähriger in seine Achtziger zurückkehrt. Das Kapitel geht jedoch darauf ein, wie man jung bleibt, gemäß dem Motto „Nie zu spät“. Dies gilt für die Psycho-Neurobiologie, das Aufhören mit dem Rauchen und die Einhaltung einer gesunden Ernährung. Der Einsatz von Wachstumsfaktoren zur Stärkung von Stammzellen oder zur Unterstützung der Gefäßversorgung bei der Geweberegeneration muss diskutiert werden. Die intrinsischen Redox-Mechanismen und der oxidative Stress werden im Myokard weitgehend untersucht, um die kardiale Myopathie und die ischämische Herzkrankheit zu modulieren. Sie sind ein Thema bei der Organerhaltung und, warum nicht, bei der Verjüngung des Myokards.

7. 6. Überschneidung Seneszenz/Chronische Krankheit

   Urs Nydegger, Thomas Lung

   Zusammenfassung

   Altern und Krankheit sind miteinander verflochten. Dieses Kapitel ist das zentrale Feld der Geriatrie, und wir schlagen die Brücke zwischen (beschleunigter) Seneszenz und Krankheit: Sind die beiden nicht anfällig für Überschneidungen? Dies weckte unser Interesse an der SENIORLABOR-Studie und dem alten Sprichwort, „diejenigen, die gesund sind, wissen nicht, dass sie krank sind“. Die Fortschritte der klinischen, radiologischen, und labortechnischen Hilfsmittel bei der Verfolgung okkulter Krankheiten haben dazu geführt, dass die Unterscheidung zwischen Seneszenzprozessen und Alterskrankheiten für geriatrische Patienten und Patienten in häuslicher Pflege noch wichtiger geworden ist. Man kann auch prophylaktische Medikamente verschreiben, um das Auftreten solcher Krankheiten wie Osteoporose, Diabetes mellitus, Makuladegeneration oder einiger Formen von Nierenerkrankungen zu vermeiden oder zumindest zu verzögern. Die Forschung zur gesamten Lebenserwartung versucht nun, Risikofaktoren in der frühen Kindheit zu identifizieren, die Probleme mit spät einsetzenden Krankheiten verursachen können. Wir können nicht ausschließen, dass definierte Leiden, wie Taubheit, als Teil der Seneszenz, die Persönlichkeit des Individuums beeinträchtigen könnten; zumindest war es bei Ludwig van Beethoven der Fall.

8. 7. Mosaik des Alterns

   Urs Nydegger, Thomas Lung

   Zusammenfassung

   Ein menschlicher Körper kann durch ein Mosaik skizziert werden: Organe, Drüsen, rezirkulierende Zellen und über dem gesamten Organismus das Gehirn. Es versteht sich von selbst, dass es so viele Alterungsstadien geben wird, wie es viele Elemente gibt, d. h. bei einem von uns wird das Herz den Dienst verweigern, während es bei einem anderen die Leber sein könnte. In einigen Organen überwiegt die genomische Seneszenz mit Methylierung der DNA oder differenzieller Genexpression. Im Gegensatz dazu wird in anderen der Verfall durch jahrelange Fettablagerungen in der Leber oder Amyloidfibrillen im Gehirn verursacht. Das einzelne Neuron verweist kaum auf Neuronen im gesamten Gehirn, was darauf hindeutet, dass die Seneszenz innerhalb desselben Organs variieren kann. Das Kapitel schließt nicht aus, dass dank sesshafter Stammzellablagerungen im Organ Teile des Organs verjüngt werden können; Seneszenz und Verjüngung sind heterogene Ereignisse, wenn nicht gar Gegensätze.

9. 8. Verbleibendes Leben

   Urs Nydegger, Thomas Lung

   Zusammenfassung

   Mit verbleibendem Leben spielen wir auf jene Individuen an, die von offensichtlicher Gebrechlichkeit betroffen sind. Wenn akut, ist das verbleibende Leben wie der Ruhestand. Alterssegregation ist in vielen entwickelten Ländern üblich, indem die Jungen in Bildungseinrichtungen, Erwachsene am Arbeitsplatz und die Älteren in Altersheimen untergebracht werden. Künstler, kreative Individuen und Schriftsteller könnten plötzlich beeinträchtigt sein, ihre üblichen Aktivitäten fortzusetzen; sind sie noch lebendig, könnten sie darauf reagieren. Das Kapitel beschreibt Henri Matisse, Pablo Picasso und Salvador Dali und wie sie auf die Ankündigung ihrer letzten Tage reagierten – mit einer Rollstuhlkarriere für den Ersteren, einer kurzen Phase der Todesangst für Picasso, und einem sorglosen Lebensstil bis zum Ende bei Dali. Da nur Gott den letzten Tag kennt, können wir die verbleibenden Aktivitäten nicht planen. Dennoch, wenn Verjüngung eine Option würde, wird eine Fortsetzung der Bildung und Rückkehr zur Aktivität notwendig.

10. 9. Medizinische Labortechnik

    Urs Nydegger, Thomas Lung

    Zusammenfassung

    Die diagnostische Labortechnologie hat in den letzten zehn Jahren einen Hype erlebt, der zweifellos weltweit anhalten wird. Die Durchflusszytometrie z. B., die mithilfe von Zelloberflächenmarker reaktive Zellen analysiert, oder Ansätze zur Erforschung von DNA und RNA haben zahlreiche Unternehmen hervorgebracht, die Laborreagenzien anbieten. Die auf dem Markt erhältlichen Materialien, welche für medizinische Laboratorien und für Forschende in großen Mengen verfügbar sind, werden qualitätskontrolliert und bei internationalen Agenturen mit Anforderungen ähnlich wie bei Arzneimitteln registriert. So stehen Hämoglobinkonzentration, D-Dimere, Autoantikörper, Bakterienbestimmung mit MALDI TOF und Ferritin im Fokus von Disziplinen wie Hämatologie, Immunologie, Mikrobiologie und klinischer Chemie. Mobile Teams von Laborspezialist:innen mit miniaturisierter Laborausrüstung, die am Krankenbett oder in Arztpraxen eingesetzt werden, haben es ermöglicht, eine ständig wachsende Anzahl von medizinischen Labortests durchzuführen. Es ist eine Herausforderung, die geeigneten Tests auszuwählen und zu interpretieren. Im Kontext dieses Buches suchen wir jedoch nach einfachen, elementaren Tests mit leicht interpretierbaren Ergebnissen und engen altersspezifischen Referenzintervallen.

11. 10. Geroprotektor

    Urs Nydegger, Thomas Lung

    Zusammenfassung

    Geroprotektor ist ein Neologismus für ein Verfahren, das seit Jahrhunderten existiert: die Herstellung von Medikamenten, die die Seneszenz verlangsamen/verzögern können. Beide Zustände sind gleichermaßen betroffen: Altern und altersbedingte Krankheiten. Melatonin, Nicotinamid-Mononukleotid und Carnosin sollen die Lebensspanne von Tieren verlängern. Einige mögliche Geroprotektoren, die neu diskutiert werden, sind Ziele von Rapamycin, und dieser Inhibitor der Proteinkinase mTOR (Mechanistic Target of Rapamycin) wirkt als Integrator von Nährstoffsignalwegen. In den letzten zehn Jahren hat die genetische und pharmazeutische Hemmung der mTOR-Signalwege die Langlebigkeit bei Hefe, Würmern, Fliegen und Mäusen gefördert. Rapamycin als Anti-Aging-Verbindung oder die Mechanismen, durch die Rapamycin die Lebensspanne verlängern kann, werden diskutiert.

12. 11. Hannibal ante portas

    Urs Nydegger, Thomas Lung

    Zusammenfassung

    Die Verlangsamung des Alterns sowie die Verjüngung sind mit ethischen Problemen verbunden. Angesichts der Vielfalt der Kulturen, der religiösen Überzeugungen und der Einkommen von uns Menschen rund um den Globus ist es schwierig, ethische Regeln auf internationaler Ebene umzusetzen. Wir haben dieses ungeklärte – und lange Zeit unklare – Thema auf ein Kapitelniveau gehoben. Aber wir halten es kurz, um darüber nachzudenken, was passieren würde, wenn Verjüngung eines Tages möglich würde.

13. Backmatter