Alterungsuhren können das biologische Alter von Menschen mit hoher Präzision messen. Das biologische Alter kann durch Umweltfaktoren wie Rauchen oder Ernährung beeinflusst werden, und somit vom chronologischen Alter, das anhand des Geburtsdatums berechnet wird, abweichen. Die Genauigkeit dieser Alterungsuhren lässt vermuten, dass der Alterungsprozess einem Programm folgt. Die Wissenschaftler David Meyer und Professor Dr. Björn vom Exzellenzcluster Cellular Stress Responses in Aging–Associated Diseases (CECAD), einem interdisziplinären Forschungsverbund der Universität zu Köln, haben nun entdeckt, dass die Alterungsuhren tatsächlich die Zunahme stochastischer Veränderungen (zufällige Veränderungen über die Zeit) in den Zellen messen. Die Studie ist in Nature Aging veröffentlicht worden.

Wie biologische Alterungsuhren ticken

Mit zunehmendem Alter wird die Kontrolle der in unseren Zellen ablaufenden Prozesse weniger effektiv, was zu mehr stochastischen Ergebnissen führt. Dies zeigt sich insbesondere in der Häufung stochastischer Veränderungen der DNA-Methylierung. Unter Methylierung versteht man jene chemischen Veränderungen, welche die DNA, die Bausteine des Genoms, betreffen. Diese Methylierungsprozesse sind im Körper streng geregelt. Im Laufe des Lebens kommt es jedoch zu zufälligen Veränderungen in den Methylierungsmustern. Die Häufung der Veränderungen ist ein sehr genauer Indikator für das Alter eines Menschen.

Der Verlust der Kontrolle über die Zellen und die Zunahme der stochastischen Variation ist nicht auf die DNA-Methylierung beschränkt. Meyer und Schumacher zeigen, dass die Zunahme der stochastischen Variationen auch in der Genaktivität als Alterungsuhr genutzt werden kann. Anhand der verfügbaren Datensätze zeigten die Wissenschaftler, dass Rauchen die zufälligen Veränderungen beim Menschen verstärkt, und dass „Anti-Aging“-Maßnahmen wie eine geringere Kalorienzufuhr bei Mäusen die Variation der Methylierungsmuster verringern. Sie zeigten auch, dass das stochastische Rauschen sogar durch die Umprogrammierung von Körperzellen zu Stammzellen umkehrbar ist. Die Wissenschaftler verglichen menschliche Fibroblasten aus der Haut, die zu Stammzellen umprogrammiert wurden und sich als Ergebnis der Reprogrammierung verjüngen. Die hohe Schwankung, die auf das Alter der Körperzellen hinweist, wurde tatsächlich in das geringe stochastische Rauschen junger Stammzellen umgekehrt.

Die Forscher hoffen, dass ihre Erkenntnisse über den Verlust der Regulierung und die sich häufenden stochastischen Veränderungen zu neuen Maßnahmen führen werden, die die Ursache des Alterns angehen und sogar zu einer Verjüngung der Zellen führen können. Ein Ziel für solche Eingriffe könnte die Reparatur stochastischer Veränderungen in der DNA oder eine verbesserte Kontrolle der Genexpression sein.

Studie zeigt Zusammenhang zwischen Muskelkraft und biologischem Alter

Lebensstilentscheidungen wie Ernährung und Rauchen sowie Krankheiten tragen dazu bei, das biologische Alter über das chronologische Alter hinaus zu beschleunigen. Mit anderen Worten: Der Körper altert schneller als erwartet. Und zum ersten Mal haben Forscher herausgefunden, dass eine Muskelschwäche, die sich in der Griffstärke zeigt, die stellvertretend für die Gesamtkraftkapazität steht, mit einem beschleunigten biologischen Alter einhergeht. Je schwächer die Griffkraft, desto älter das biologische Alter, so die Ergebnisse, die im Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle veröffentlicht wurden. Die Ergebnisse wurden mit Hilfe von „Altersbeschleunigungsuhren“ auf der Grundlage von DNA-Methylierung ermittelt, einem Prozess, der einen molekularen Biomarker und einen Schätzer für das Alterungstempo darstellt. Den Forschern zufolge könnte die Griffstärke als Mittel zur Früherkennung von Funktionseinbußen, chronischen Krankheiten und früher Sterblichkeit genutzt werden.

Jeder Mensch altert in einem anderen Tempo. Deshalb können zwei 50-Jährige, obwohl sie gleich alt sind, ein unterschiedliches biologisches Alter haben. Das bedeutet, dass eine Vielzahl von inneren und äußeren Faktoren dazu geführt haben, dass sie in unterschiedlichem Tempo altern und ein unterschiedliches Risiko für Krankheiten und einen frühen Tod haben. Forscher von Michigan Medicine rund um Mark Peterson, Ph.D., M.S., Hauptautor der Studie und außerordentlicher Professor für physikalische Medizin und Rehabilitation an der Universität von Michigan, modellierten die Beziehung zwischen dem biologischen Alter und der Greifkraft von 1 274 Erwachsenen mittleren und höheren Alters mit Hilfe von drei „Altersbeschleunigungsuhren“, die auf der DNA-Methylierung basieren, einem Prozess, der einen molekularen Biomarker und einen Schätzer für das Tempo des Alterns darstellt. Die Uhren wurden ursprünglich aus verschiedenen Studien modelliert, in denen Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, körperliche Behinderungen, Alzheimer, Entzündungen und Frühsterblichkeit untersucht wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl ältere Männer als auch Frauen einen Zusammenhang zwischen geringerer Griffkraft und biologischer Altersbeschleunigung über die DNA-Methylierungsuhren hinweg aufwiesen. Dies deutet darauf hin, dass man sich gegen viele häufige altersbedingte Krankheiten schützen kann, wenn man seine Muskelkraft über die gesamte Lebensspanne hinweg aufrechterhält. So ist etwa bekannt, dass Rauchen ein starker Prädiktor für Krankheit und Sterblichkeit sein kann, aber nun wird auch deutlich, dass Muskelschwäche das neue Rauchen sein könnte.

Griffstärke als Prädikator für chronische Krankheiten und frühe Sterblichkeit

Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass eine geringe Griffstärke ein extrem starker Prädiktor für negative gesundheitliche Ereignisse ist. In einer Studie wurde sogar festgestellt, dass sie ein besserer Prädiktor für kardiovaskuläre Ereignisse wie Herzinfarkt ist als der systolische Blutdruck – das klinische Merkmal zur Erkennung von Herzerkrankungen. Peterson und sein Team haben bereits früher einen robusten Zusammenhang zwischen Schwäche und chronischen Krankheiten und Sterblichkeit in verschiedenen Bevölkerungsgruppen nachgewiesen.

Diese Beweise in Verbindung mit den jüngsten Ergebnissen ihrer Studie, so Peterson, zeigen das Potenzial für Kliniker, die Griffstärke als eine Möglichkeit zu nutzen, um Personen auf ein zukünftiges Risiko von Funktionseinbußen, chronischen Krankheiten und sogar früher Sterblichkeit zu untersuchen. Ein Screening der Griffkraft würde laut den Forschern die Möglichkeit bieten, Maßnahmen zu entwickeln, die den Beginn oder das Fortschreiten dieser nachteiligen altersbedingten Gesundheitsereignisse verzögern oder verhindern. Darüber hinaus, so Peterson, müssen sich die Studien darauf konzentrieren, wie sich Lebensstil und Verhaltensfaktoren wie körperliche Aktivität und Ernährung auf die Greifkraft und die Altersbeschleunigung auswirken können.