Das Geheimnis des Alterns: Weshalb will die Natur, dass der Mensch altert und stirbt?

Mit einer Forschungsoffensive verschiedenster Fachrichtungen spüren Wissenschafter den Mechanismen menschlicher Alterung nach – und skizzieren eine Gesellschaft der „jungen Alten“.

Eines der vielen Rätsel des Alterns ist die Frage, warum das überhaupt sein muss: Warum verfällt der Mensch? „Es gibt nämlich durchaus Lebensformen, die der Alterung entkommen können“, erklärt die Berliner Evolutionsbiologin Annette Baudisch. Bäume beispielsweise werden mit jedem neuen Jahr robuster – und manche Arten werden weit über tausend Jahre alt. Sie verjüngen sich durch Größenwachstum, während der Mensch in der Pubertät seine endgültige Größe erreicht und sein Sterberisiko von da an stetig steigt.

Manche Lebewesen sind uns auch in der Regenerationsfähigkeit weit überlegen. Die Meeresqualle Turritopsis nurtricula ist im Alter dazu in der Lage, sich wieder zu verjüngen. Haie können ihre Zähne immer wieder erneuern, der Süßwasserpolyp Hydra kann in viele Teile zerstückelt werden, und aus jedem Fragment wächst wieder ein voll funktionsfähiges Tier heran. Dieses Kunststück funktioniert deshalb, weil Hydra ein Organismus ist, der fast nur aus Stammzellen besteht. Bleibt also die Frage, warum ausgerechnet wir Menschen altern. „Denn eigentlich sollte man ja annehmen“, so Baudisch, „dass Altern im Wettlauf der Evolution ein Nachteil ist.“ Sowohl ein steigendes Sterberisiko als auch eine verminderte Fortpflanzung reduzieren die evolutionäre Fitness. Folglich, schließt Baudisch, sollte das Altern längst ausgestorben sein. Was also sind die Gründe, warum eine auf Optimierung ausgerichtete Natur dennoch daran festgehalten hat?

Die Erklärung liegt in der Fixierung auf die Fortpflanzung. Mutationen, die dabei einen Nachteil bringen, verschwinden rasch wieder aus dem Genpool. Diese Selektion funktioniert aber im niedrigen Alter effektiver als im höheren. Schädliche Mutationen, die erst später auftreten, hatten es in der Evolution demnach leichter zu überleben. Zudem haben manche Genvarianten gegensätzliche Auswirkungen auf die evolutionäre Fitness. Überwiegen die günstigen Effekte in der Jugend, so werden die ungünstigen in Kauf genommen und fallen dann im Alter auf uns zurück.

Reparatur. Ein Beispiel dafür ist das Gen p53, das beschädigten Zellen signalisiert, sich nicht weiter zu teilen. Damit schützt p53 in jungen Jahren vor der Entstehung von Krebs. Im Alter behindert es hingegen die Fähigkeit zur Regeneration und der Reparatur von Zellschäden. Überhaupt scheint es, als habe die Evolution in einer kalten Kosten-Nutzen Rechnung entschieden, dass die stetige Instandhaltung für den Organismus einen zu großen energetischen Aufwand darstelle. „Es lohnt sich einfach nicht, den Körper auf ewig jung zu halten“, resümierte der britische Altersforscher Thomas Kirkwood.

Doch die Evolution lässt den Organismus nicht nur kaltblütig verwahrlosen, sie hilft dem Zerstörungsprozess auch noch nach. Zellen haben mit den so genannten Telomeren eine Art chromosomalen Abrisskalender eingebaut, wo bei jeder Zellteilung auch ein Stück der eigenen Erbsubstanz verloren geht. Das spielt die längste Zeit keine Rolle, weil die DNA der Telomere keine Bauanleitung für Proteine enthält. Doch wenn die mehrere tausend Basen lange Telomer-Sequenz schrittweise kürzer wird und schließlich aufgebraucht ist, folgt unweigerlich der Zelltod.

Als dritte große Ursache der Alterung steht schließlich das Stoffwechsel-Feuerwerk, das fortwährend in den Zellen abläuft und dabei eine ganze Menge schädlicher Abfallprodukte, allen voran die freien Radikale, produziert. Die Gefährlichkeit dieser Atome und Moleküle beruht auf ihrem elektrochemischen Ungleichgewicht. Sie sind mit einem ungepaarten Elektron beladen, das versucht, sich mit dem nächstbesten, mit hoher Elektronendichte ausgestatteten Molekül zu verbinden. „In der Zelle sind dies dann zumeist direkt benachbarte Proteine, Fette oder die Erbsubstanz DNA“, erklärt Franz-Ulrich Hartl, Direktor am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München. „Diese lebenswichtigen Moleküle werden dabei oxidiert und dadurch geschädigt.“

So weit, so schlecht. Dass es neben der schonungslosen Analyse der Ursachen unserer Endlichkeit aber auch eine Menge Fakten gibt, die reale Chancen aufzeigen, beweist nun ein gemeinsamer Report der verschiedensten Fachrichtungen der Deutschen Max-Planck-Gesellschaft, der kürzlich in Buchform erschienen ist („Die Zukunft des Alterns“, Verlag C. H. Beck, 2007). Eine der spannendsten darin gesammelten „Antworten der Wissenschaft“ beschäftigt sich mit den Gegenstrategien zur Zellalterung. Denn wenn Servicearbeiten und die Reparatur der Erbsubstanz auch nicht oberste Priorität der menschlichen Entwicklung waren, so existieren doch einige recht potente Mechanismen, die sich dieser Aufgabe widmen. Da werden chemisch veränderte Basen aus der Erbsubstanz entfernt, ganze DNA-Stücke nachgebaut oder die häufig auftretenden Brüche der Doppelhelix wieder geflickt. Bei der so genannten homologen Rekombination wird gar ein Schwesterchromosom als „Abschreibvorlage“ genützt, um ein beschädigtes Chromosom originalgetreu zu restaurieren.

Schutzengel. Ganz neu ist die Entdeckung, dass nicht nur die Gene selbst, sondern auch die nach ihrer Bauanleitung hergestellten rund 50.000 Proteine mächtige Schutzengel haben. Um ihre vielfältigen biologischen Funktionen ausüben zu können, müssen sich die in der Zelle frisch synthetisierten Proteinketten nämlich zunächst zu einer genau definierten dreidimensionalen Struktur falten. Auf dem Weg zu dieser energetisch stabilsten Form gibt es astronomisch viele falsche Möglichkeiten. Werden diese wahrgenommen, funktionieren die Proteine in der Folge nicht richtig oder verkleben mit anderen Proteinen zu Klumpen. Auch in diesem Bereich steigt die Fehleranfälligkeit mit dem Alter rapide an.

Biochemiker Franz-Ulrich Hartl entdeckte gemeinsam mit seinem Forscherteam, dass speziell die großen Proteine bei ihrer Faltung auf Helfermoleküle – so genannte Chaperone – angewiesen sind. Diese nach dem englischen Ausdruck für Anstandsdamen benannten Moleküle haben die Aufgabe, unerwünschte Kontakte zwischen reaktionsfreudigen Proteinen zu unterbinden und damit deren korrekte Faltung zu ermöglichen. „Ein spezieller Chaperon-Typ bildet sogar einen Hohlzylinder aus, in den ein einzelner Proteinfaden eingeschlossen wird, bis er sich völlig abgeschirmt von der Umgebung, sozusagen in Einzelhaft, gefaltet hat“, erklärt Hartl.

Entwickeln sich Proteine trotz dieser Hilfestellungen nicht richtig, dann sorgen die Chaperone dafür, dass die schadhaften Proteine abgebaut und recyclet werden. Mit dem Alter lässt die Aktivität der Chaperone zwar nach, kann aber in Krisensituationen wieder kräftig angekurbelt werden. „Im Tierexperiment zeigte sich, dass Hitzestress zur Aktivierung der Chaperone führt“, erklärt Hartl. Regelmäßige Saunagänge seien demnach ebenso ein profundes Anti-Aging-Werkzeug wie Temperaturerhöhung durch Fieber. „Das ist der massivste Aktivator der Chaperone überhaupt“, sagt Hartl, „deshalb sollte man das nicht sofort mit Fiebersenkern unterbinden.“ Auch körperliche Aktivität und Muskelstress kurbeln laut Hartl die Chaperone an. „Eine gewisse Belastung hilft uns demnach, gesund alt zu werden.“

Hungerkur. Auch für die richtige Ernährung liefert das Studium der zellulären Alterung wichtige Rückschlüsse. Je langsamer der Stoffwechsel läuft, desto schonender. Weniger Zellteilungen bedeuten geringere Ausreizung der Telomer-Reserve und weniger schädliche Oxidationsprozesse. Unzählige Experimente mit Modell-Organismen wie Fadenwurm, Fruchtfliege oder Maus haben gezeigt, dass die Einschränkung der Ernährung die Lebensdauer bis zum Doppelten erhöhen kann. Es gibt keinen Grund, warum dieser Mechanismus nicht auch beim Menschen funktionieren sollte. Daher hoffen radikale Vertreter der „kalorischen Restriktion“, für die strikte Einhaltung einer Extremdiät und ständiges Hungergefühl mit einem langen Leben bis weit über 100 belohnt zu werden.

Insulin-Komplex. Dass der Motor des Organismus viel einfacher gedrosselt werden kann, zeigten eine Reihe von Untersuchungen, die alle auf einen gemeinsamen Mechanismus hindeuten: die Insulin-Signalübertragung in der Zelle. „Dass der Alterungsprozess reguliert sein könnte, ist natürlich eine faszinierende Vorstellung“, erklärt Adam Antebi, der am Baylor College of Medicine in Houston, Texas, die Langlebigkeit am Modell des Fadenwurms C. elegans studiert. Mit jedem weiteren Experiment zeigte sich, dass die Wissenschaft hier auf der richtigen Spur war, berichtet Antebi: „daf-2, age-1 und daf-16, die wichtigsten bislang bekannten Gene der Langlebigkeit, erwiesen sich alle als Komponenten des Insulin-Komplexes, die durch eine reduzierte Signalübertragung aktiviert werden.“

„Insulin bestimmt die Drehzahl des Stoffwechsel-Motors“, erklärt Hartl. Somit sei eine möglichst schonende Produktion dieses Hormons eine wichtige Vorsorgemaßnahme gegen vorzeitige Alterung. Konkret bedeutet dies in der Ernährung ein Zurückschrauben von Zucker, Weißmehl und anderen hochglykämischen Nahrungsmitteln, die im Stoffwechsel einen regelrechten Insulinschub zur Folge haben, und den Umstieg auf ballaststoffreiche Kohlenhydrate und gesunde Fette, die eine geringe Oxidationsneigung haben (z. B. Olivenöl, Butter).

Sich beim Lebensstil auf alt gewordene Vorfahren zu verlassen, hat sich mittlerweile als trügerisch herausgestellt. In Studien mit eineiigen Zwillingen wurden beträchtliche Unterschiede bezüglich Krankheitsanfälligkeit und Lebensdauer festgestellt. „Vor dem 60. Lebensjahr ist der genetische Einfluss minimal“, erklärt James W. Vaupel, Direktor des Max-Planck-Instituts für demografische Forschung in Rostock. Nach dem derzeitigen Stand des Wissens liegt es nur zu 25 Prozent in unseren Genen, wie alt wir werden. Zehn Prozent hängen von den Lebensbedingungen in den ersten Lebensjahren, die verbleibenden 65 Prozent von den späteren Jahren ab.

Reserve. Je älter wir werden, desto schwieriger wird es, verschiedene Dinge gleichzeitig zu tun. Wenn ältere Menschen in der Straßenbahn stehen und diese in eine ruckelige Kurve fährt, hören sie beispielsweise mit ihrer Unterhaltung auf. Die Jüngeren hingegen sprechen weiter. Unser Körper beansprucht im Alter immer mehr Gehirnarbeit, um gleich bleibend zu funktionieren, er wird zu einer Art Hypothek des Geistes. Je fitter jedoch der Organismus, desto weniger Gehirnkapazität wird davon okkupiert.

Eine entscheidende Rolle für die Lebensqualität im Alter spielt zudem die „Reserve“, die wir im Lauf unseres Lebens durch körperliche oder geistige Aktivität anlegen. Von ihr hängt es ab, ob der Zugewinn an Lebensjahren bloß ein Mehr an kranken Jahren bedeutet. Studien zeigen, dass Menschen ohne diese Sicherheitsreserve im Alter rasch verfallen, sobald erste krankheitsbedingte Rückschläge auftreten. Und geistiges Training bildet eine neurale Reserve für das Alter. Im Kernspintomogramm wird sichtbar, dass ältere Menschen zur Bewältigung einer Aufgabe größere Hirnareale aktivieren müssen als jüngere. Alte Menschen, die geistig aktiv sind, erreichen hingegen eine Aktivierung, die sich von jener der Jüngeren nicht unterscheidet.

Auch die Fähigkeit zu logischem Denken verändert sich im Alter wenig. Gewisse Persönlichkeitsmerkmale werden stärker, der Starrsinn nimmt zu. Obendrein wächst die Neigung, sich immer mehr auf Vertrautes zu beschränken, auf das, was verlässlich Freude macht und wenig Frustrationsrisiko birgt. Ältere Menschen wissen aufgrund ihrer Erfahrungen schon von vornherein besser, was ihnen guttut. Sie müssen nicht alles Neue ausprobieren. Das Talent, sich relativ rasch eine Meinung zu bilden, beinhaltet sicherlich auch die Gefahr der Bildung von Vorurteilen. Der Effekt ist jedoch eindeutig: Enttäuschungen werden auf ein Minimum reduziert. Diese Eigenschaft, in Verbindung mit der Pflege verlässlicher, jahrzehntealter Beziehungen zu gut bekannten Menschen, macht wohl auch die höhere Zufriedenheit älterer Menschen aus, die sich in den meisten Umfragen zeigt.

Ob die Lebenszeit, so wie bisher, pro Jahrzehnt um zwei bis drei Jahre ansteigt oder irgendwann einen Zenit erreicht, ist Thema eines heftigen Disputes zweier wissenschaftlicher Denkschulen. Galt lange Zeit die Abflachung der Kurve als gewiss, halten nun immer mehr Demografen einen weiteren linearen Anstieg des Lebensalters auf bis zu 120 Jahre für möglich. „In den vergangenen Jahrzehnten haben die Prognosen nicht nur die Zunahme der Lebenserwartung unterschätzt, sondern auch das Niveau der Geburtenraten überschätzt“, kritisiert Wolfgang Lutz, der Direktor des Instituts für Demografie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Diese beiden Fehler hätten sich zwar bei der Einwohnerzahl ausgeglichen, bei der Prognose des Alterungsprozesses unserer Gesellschaft allerdings verstärkt. „Dies hat sicher dazu beigetragen, dass notwendige Anpassungen zu spät angegangen wurden.“

Experten versprechen jedenfalls stürmische Zeiten. Die US-Politikwissenschafterin Andrea Louise Campbell beschreibt den überproportionalen Einfluss der Alten auf Parteipolitik und staatliche Entscheidungen als wirkliche Gefahr für die künftige Gesellschaft. Das Rentensystem gilt unter Politikern bereits jetzt als absolutes Tabuthema, nach dem Motto „Touch it and you’re dead“ („Greif’s an und du bist tot“). Campbell verweist auf das neuartige Phänomen, dass die Älteren generell wohlhabender werden, während die Jungen verarmen. „Die Steuerbelastung für die arbeitende Bevölkerung ist aber schon derzeit unerträglich hoch“, sagt Dennis Müller, Volkswirtschaftsexperte an der Universität Wien. „Wenn das über den Aufwand für Renten und Pflege noch weiter steigt, werden die jungen Leute mit den Füßen abstimmen und auswandern.“ Dieses Szenario sei durchaus real, warnt Müller mit Hinweis auf die wesentlich niedrigeren Steuersätze in Tschechien, der Slowakei oder Estland.

Freiheit. Für die Alten selbst brechen jedoch nach Ansicht der meisten Experten goldene Zeiten an. Das so genannte dritte Alter zwischen 65 und 85 wird für die Mehrzahl der Menschen eine bislang nicht bekannte Freiheit und Lebensqualität bringen. Das Marketing stellt sich jetzt bereits massiv auf die Zielgruppe der „jungen Alten“ ein. In den USA boomen seit Langem Seniorenstädte. In Europa zeichnet sich in Spanien eine ähnliche Tendenz ab. Gleichzeitig werden neue Berufe entstehen. Nicht nur in der Altenbetreuung, sondern auch solche, welche die Alten selbst ausüben. Beruflich aktive 70-Jährige werden die Regel, nicht die Ausnahme sein. Das Quasi-Beschäftigungsverbot in der Pension sollte schleunigst aufgehoben werden, fordert Müller. „Warum sollten 70-Jährige nicht für 20 Wochenstunden im Supermarkt arbeiten?“ Das Wichtigste, so Müller, sei jedoch die Vermittlung der Botschaft, dass jeder durch seinen Lebensstil für sein Alter mitverantwortlich ist. „Denn gegen die Belastung, die in der Medizin und Pflege auf die Gesellschaft zukommt, ist das Pensionsproblem eine Kleinigkeit.“

Von Bert Ehgartner