Die 12 Merkmale des Alterns erklärt: Was macht Sie tatsächlich alt?

Die 12 Kennzeichen des Alterns, die in einer bahnbrechenden Veröffentlichung von López-Otín und Kollegen im Jahr 2023 in der Fachzeitschrift Cell festgelegt wurden, definieren die biologischen Mechanismen, die das Altern auf zellulärer und Gewebeebene vorantreiben. Dazu gehören genomische Instabilität, Telomerverkürzung, epigenetische Veränderungen, Verlust der Proteostase, deregulierte Nährstoffsensorik, mitochondriale Dysfunktion, zelluläre Seneszenz, Erschöpfung der Stammzellen, veränderte interzelluläre Kommunikation, gestörte Makroautophagie, chronische Entzündungen und Dysbiose. Das Verständnis dieser Kennzeichen bietet einen wissenschaftlichen Rahmen für die Bewertung von Langlebigkeitsforschung und -interventionen.

Wichtige Erkenntnisse

• Das Rahmenwerk der Alterungsmerkmale wurde erstmals 2013 von López-Otín et al. veröffentlicht und 2023 in einem Artikel in Cell auf 12 Merkmale erweitert, wobei die ursprünglichen neun um gestörte Makroautophagie, chronische Entzündungen und Dysbiose ergänzt wurden.^1,2
• Die Kennzeichen sind in drei Kategorien unterteilt: primäre (direkte Schadensauslöser), antagonistische (Schutzreaktionen, die mit der Zeit schädlich werden) und integrative (Fehlfunktionen auf Gewebeebene, die aus akkumulierten Schäden entstehen).¹
• Der Telomerverlust ist eines der am besten messbaren Kennzeichen. Eine Metaanalyse von 743.019 Personen über die gesamte Lebensspanne hinweg bestätigte eine konsistente inverse Korrelation zwischen Telomerlänge und chronologischem Alter.³
• Chronische leichte Entzündungen, die als „Inflammaging” bezeichnet werden, sind mittlerweile ein offiziell anerkanntes Merkmal und wurden in mehreren Kohortenstudien bei älteren Menschen mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität in Verbindung gebracht.⁶
• Dysbiose (veränderte Zusammensetzung des Darmmikrobioms) wurde 2023 als neues Kennzeichen hinzugefügt. Studien mit Hundertjährigen in mehreren Ländern zeigen konsistente Unterschiede in der Zusammensetzung des Mikrobioms im Vergleich zu jüngeren Erwachsenen.⁷
• Die Kennzeichen sind eng miteinander verbunden: Eine Beeinträchtigung eines Kennzeichens beschleunigt oft andere und bildet Rückkopplungsschleifen, die sich mit der Zeit verstärken.¹
• Lebensstilfaktoren wie Ernährung, Bewegung, Schlaf und Stressbewältigung wurden in Bezug auf mehrere Kennzeichen gleichzeitig untersucht, wodurch sie für die meisten Menschen die zugänglichsten und am besten durch Beweise gestützten Hebel sind.

Was sind die Kennzeichen des Alterns und warum sind sie wichtig?

Altern ist kein einzelnes Ereignis oder das Ergebnis eines einzelnen fehlgeschlagenen Prozesses. Es ist das kumulative Ergebnis vieler biologischer Mechanismen, die parallel ablaufen, miteinander interagieren und nach und nach die Fähigkeit des Körpers untergraben, die Ordnung auf zellulärer Ebene aufrechtzuerhalten.

Im Jahr 2013 veröffentlichte ein Forscherteam unter der Leitung von Carlos López-Otín in der Fachzeitschrift Cell einen wegweisenden Artikel, in dem versucht wurde, eine einheitliche wissenschaftliche Taxonomie für das Altern zu erstellen. Der Artikel identifizierte neun „Kennzeichen” des Alterns, die als zelluläre und molekulare Merkmale definiert wurden, die gemeinsam zum Alterungsphänotyp beitragen. Um als Kennzeichen zu gelten, musste ein Mechanismus drei Kriterien erfüllen: Er manifestiert sich mit dem chronologischen Altern, seine experimentelle Verschlimmerung beschleunigt das Altern und seine experimentelle Verbesserung verlangsamt, stoppt oder kehrt den Alterungsprozess teilweise um.²

Die Veröffentlichung aus dem Jahr 2013 inspirierte ein Jahrzehnt intensiver Forschung. Im Januar 2023 veröffentlichte dieselbe Forschungsgruppe eine aktualisierte Version in Cell und fügte drei neue Kennzeichen hinzu, für die ausreichende Beweise vorlagen: gestörte Makroautophagie, chronische Entzündung und Dysbiose. Das aktualisierte Rahmenwerk umfasst nun 12 Kennzeichen.¹

Warum ist dieses Rahmenwerk außerhalb der akademischen Biologie von Bedeutung? Weil es eine strukturierte Methode bietet, um zu bewerten, welche Lebensgewohnheiten und Nahrungsergänzungsmittel die plausibelsten biologischen Gründe haben. Wenn ein Forscher sagt, dass Bewegung für das Altern von Vorteil ist, kann er nun auf bestimmte Merkmale verweisen, auf die sie Einfluss hat: Sie unterstützt die Mitochondrienfunktion, moduliert die Nährstoffsensorik, reduziert chronische Entzündungen und scheint die Stammzellenaktivität zu beeinflussen. Das Rahmenwerk der Kennzeichen verwandelt vage Konzepte wie „gut altern” in mechanistisch fundierte Fragen.

Die drei Kategorien von Hallmarks

Die 12 Kennzeichen sind anhand ihrer biologischen Funktion und der Phase, in der sie zum Alterungsprozess beitragen, in drei Gruppen unterteilt.¹

Die primären Kennzeichen sind die ersten Auslöser: Sie verursachen direkte molekulare Schäden. Dazu gehören genomische Instabilität, Telomerverkürzung, epigenetische Veränderungen, Verlust der Proteostase und gestörte Makroautophagie. Dies sind die grundlegenden Ereignisse, aus denen sich viele nachgelagerte Folgen ergeben.

Antagonistische Merkmale sind biologische Reaktionen, die zunächst schützend wirken, aber schädlich werden, wenn sie über ihre nützliche Dauer hinaus andauern oder in übermäßigem Maße auftreten. Deregulierte Nährstoffwahrnehmung, mitochondriale Dysfunktion und zelluläre Seneszenz fallen in diese Kategorie. Die zelluläre Seneszenz beispielsweise ist ein Schutzmechanismus, der die Vermehrung geschädigter Zellen verhindert, aber seneszente Zellen, die sich ansammeln, ohne abgebaut zu werden, beginnen, Entzündungssignale abzusenden, die das umliegende Gewebe schädigen.

Integrative Kennzeichen stehen für Störungen auf Gewebeebene, die aus akkumulierten primären und antagonistischen Schäden resultieren. Stammzellerschöpfung, veränderte interzelluläre Kommunikation, chronische Entzündungen und Dysbiose gehören zu dieser Gruppe. Wenn diese Symptome sichtbar werden, ist der biologische Alterungsprozess auf molekularer Ebene bereits weit fortgeschritten.

Kennzeichen 1–4: Genomische und epigenetische Schäden

1. Genomische Instabilität

Die DNA ist ständigen Herausforderungen ausgesetzt, sowohl durch externe Einflüsse (ultraviolette Strahlung, chemische Belastungen) als auch durch interne Einflüsse (Replikationsfehler, reaktive Sauerstoffspezies und die normalen Nebenprodukte des Zellstoffwechsels). Zellen verfügen über ausgeklügelte Reparaturmechanismen, um diesen Herausforderungen zu begegnen, aber diese Mechanismen werden mit der Zeit weniger effizient. Wenn sich Schäden ansammeln und die Reparaturkapazität abnimmt, nehmen Mutationen und chromosomale Umordnungen zu, wodurch die im Genom kodierten Anweisungen gestört werden. Genomische Instabilität gilt als einer der Hauptfaktoren für zelluläre Dysfunktionen im Alterungsprozess und bildet die Grundlage des gesamten Hallmarks-Frameworks.¹

2. Telomerverkürzung

Telomere sind Schutzkappen an den Enden der Chromosomen, die oft mit den Kunststoffkappen an Schnürsenkeln verglichen werden. Jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, verkürzen sich ihre Telomere geringfügig. Wenn die Telomere kritisch kurz werden, treten die Zellen in einen Zustand der Seneszenz ein oder durchlaufen einen programmierten Zelltod, wodurch ihre Fähigkeit zur Gewebeerneuerung eingeschränkt wird.

Daten zur menschlichen Bevölkerung bestätigen durchweg den Zusammenhang zwischen Telomerlänge und Alter. Eine systematische Überprüfung und Metaanalyse, in der Daten aus 414 Studienproben mit 743.019 Personen zusammengefasst wurden, ergab eine konsistente negative Korrelation zwischen Telomerlänge und chronologischem Alter über die gesamte Lebensspanne des Menschen.³ Die Beziehung zwischen der Telomerlänge und bestimmten Gesundheitsergebnissen ist jedoch komplexer, als einfache Längenmessungen vermuten lassen. Eine groß angelegte Mendel'sche Randomisierungsstudie unter Verwendung von Daten der UK Biobank von 379.758 Teilnehmern ergab, dass eine genetisch bedingte längere Telomerlänge mit einem geringeren Risiko für koronare Herzerkrankungen, aber einem erhöhten Krebsrisiko verbunden war, wobei es kaum eindeutige Hinweise auf einen Zusammenhang mit vielen anderen altersbedingten Ergebnissen gab.⁴ Diese Nuance ist wichtig: Der Telomerverlust ist ein Marker und ein Mechanismus des Alterns, aber die Telomerlänge allein ist kein einfacher Prädiktor für das biologische Alter oder die Gesundheit.

3. Epigenetische Veränderungen

Epigenetische Veränderungen sind Modifikationen der Genexpression, ohne dass die zugrunde liegende DNA-Sequenz verändert wird. Dazu gehören DNA-Methylierungsmuster, Histonmodifikationen und Veränderungen der Chromatinstruktur. Forschungen haben gezeigt, dass charakteristische Muster epigenetischer Veränderungen mit dem Altern des Menschen einhergehen. Diese Beobachtung liegt der Entwicklung von „epigenetischen Uhren” wie der Horvath-Uhr und GrimAge zugrunde, mit denen das biologische Alter anhand von Blut- oder Gewebeproben geschätzt werden kann.¹

Im Gegensatz zu genetischen Mutationen sind epigenetische Veränderungen theoretisch reversibel, was dieses Merkmal zu einem der wissenschaftlich spannendsten Ziele für die Langlebigkeitsforschung macht. Mehrere Lebensstilfaktoren, darunter die Qualität der Ernährung, Bewegung, Schlaf und Stresslevel, stehen in Zusammenhang mit messbaren Unterschieden in den epigenetischen Alterungsraten in Humanstudien, obwohl eine kausale Interpretation eine sorgfältige Studienkonzeption erfordert.

4. Verlust der Proteostase

Proteostase bezieht sich auf die Aufrechterhaltung einer stabilen und funktionsfähigen Proteinpopulation innerhalb von Zellen. Proteine müssen korrekt gefaltet sein, um zu funktionieren. Beschädigte, fehlgefaltete oder aggregierte Proteine werden normalerweise durch Qualitätskontrollsysteme, darunter das Ubiquitin-Proteasom-System und Autophagie-Signalwege, identifiziert und beseitigt. Mit zunehmendem Alter nimmt die Effizienz dieser Qualitätskontrollsysteme ab, sodass sich fehlgefaltete Proteine ansammeln können. Proteinaggregate sind charakteristische Merkmale verschiedener altersbedingter Erkrankungen, darunter neurodegenerative Prozesse.²

Merkmale 5-8: Stoffwechsel- und Zellfunktionsstörungen

5. Deregulierte Nährstofferkennung

Zellen nehmen Nährstoffe nicht einfach passiv auf, sondern erkennen aktiv die Verfügbarkeit von Energie und Makronährstoffen und passen ihr Verhalten entsprechend an. Zu den wichtigsten Nährstoffsensoren gehören Insulin/IGF-1-Signale, mTOR (mechanistisches Ziel von Rapamycin), AMPK (AMP-aktivierte Proteinkinase) und die Sirtuin-Enzymfamilie. Diese Signalwege regulieren das Gleichgewicht zwischen anabolen Prozessen (Aufbau und Wachstum) und katabolen Prozessen (Abbau und Reparatur, einschließlich Autophagie).

In der Jugend sind diese Signalwege streng reguliert. Mit zunehmendem Alter neigen sie dazu, aus dem Gleichgewicht zu geraten. Eine chronische Überaktivierung der wachstumsfördernden Signalwege und eine Unteraktivierung der Erhaltungs- und Reparatur-Signalwege stehen in Zusammenhang mit einer beschleunigten Alterung in mehreren Modellsystemen.¹ Kalorienrestriktion und verschiedene Ernährungsmuster, die die chronische Nährstoffsignalisierung reduzieren, wurden in diesem Zusammenhang ausführlich untersucht, obwohl die Übertragung der Ergebnisse aus Modellorganismen auf robuste Interventionen beim Menschen nach wie vor eine Herausforderung darstellt.

6. Mitochondriale Dysfunktion

Mitochondrien sind die Organellen, die für die Erzeugung des größten Teils der Energieversorgung der Zelle in Form von Adenosintriphosphat (ATP) durch den Prozess der oxidativen Phosphorylierung verantwortlich sind. Sie spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Regulierung des programmierten Zelltods, der Kalzium-Signalübertragung und anderer Zellfunktionen. Die Mitochondrienfunktion nimmt mit zunehmendem Alter in mehreren menschlichen Gewebetypen ab, und dieser Rückgang ist durch Marker wie eine verringerte ATP-Produktionskapazität und eine erhöhte Produktion reaktiver Sauerstoffspezies in den Mitochondrien messbar.

Die mitochondriale Dysfunktion ist eng mit anderen Merkmalen verflochten. Mitochondrien produzieren reaktive Sauerstoffspezies und werden durch diese geschädigt, wodurch dieses Merkmal mit genomischer Instabilität in Verbindung steht. Die mitochondriale Qualitätskontrolle hängt vom autophagischen Clearance-Prozess namens Mitophagie ab, wodurch dieses Merkmal sowohl mit Proteostase als auch mit Makroautophagie in Verbindung steht. In Studien am Menschen wurde durchweg gezeigt, dass Bewegung die mitochondriale Funktion und Biogenese unterstützt und damit eine der am besten belegten Lebensstilinterventionen für dieses Merkmal darstellt.¹

7. Zelluläre Seneszenz

Wenn eine Zelle einen Schaden erleidet, der nicht repariert werden kann, kann sie in einen Zustand namens zelluläre Seneszenz übergehen: eine dauerhafte Unterbrechung der Zellteilung. Seneszenz ist kein passiver Zelltod. Seneszente Zellen bleiben metabolisch aktiv und scheiden eine komplexe Mischung aus entzündlichen Zytokinen, matrixabbauenden Enzymen und Wachstumsfaktoren aus, die zusammen als seneszenzassoziierter sekretorischer Phänotyp (SASP) bezeichnet werden. In der Jugend und während der Wundheilung spielen seneszente Zellen eine konstruktive Rolle und werden vom Immunsystem effizient beseitigt. Mit zunehmendem Alter nimmt sowohl die Ansammlung seneszenter Zellen zu als auch die Effizienz der Immunabwehr ab.

Studien an menschlichem Gewebe haben bestätigt, dass sich Zellen, die Seneszenzmarker wie p16INK4A und p21 exprimieren, mit zunehmendem chronologischen Alter progressiv in mehreren Organen ansammeln, darunter Haut, Bauchspeicheldrüse, Niere, Leber, Gehirn und Milz.⁵ Das von diesen Zellen abgesonderte SASP trägt zu der mit dem Altern verbundenen chronischen Entzündungsumgebung bei und kann zu einer Funktionsverschlechterung des umgebenden Gewebes führen. Die Forschung zu „senolytischen” Verbindungen, die selektiv seneszente Zellen eliminieren, ist im Gange, aber dies ist nach wie vor ein aktives Forschungsgebiet und kein etablierter klinischer Ansatz.

8. Erschöpfung der Stammzellen

Stammzellen sind spezialisierte Zellen, die sich sowohl selbst erneuern als auch in verschiedene gewebespezifische Zelltypen differenzieren können. Sie dienen als Reserve für die Erhaltung und Reparatur von Geweben im gesamten Körper. Die Regenerationsfähigkeit von Stammzellen ist für den Ersatz beschädigter Zellen und die Aufrechterhaltung der Gewebehomöostase unerlässlich.

Mit zunehmendem Alter nehmen die Anzahl und die Funktionsfähigkeit mehrerer Stammzellpopulationen ab. Hämatopoetische (blutbildende) Stammzellen verlieren ihre Multipotenz und tendieren zunehmend zu bestimmten Linien. Muskel-Satellitenzellen, die die Reparatur der Skelettmuskulatur unterstützen, zeigen eine verminderte Aktivität. Diese Erschöpfung der Regenerationsreserven bedeutet, dass altersbedingte Gewebeschäden zunehmend unzureichend repariert werden, was die Auswirkungen anderer Kennzeichen noch verstärkt.¹

Kennzeichen 9-12: Kommunikation, Entzündung und Mikrobiom

9. Veränderte interzelluläre Kommunikation

Zellen funktionieren nicht isoliert. Sie kommunizieren miteinander über eine Reihe von Signalmolekülen, darunter Hormone, Wachstumsfaktoren, Entzündungsmediatoren und extrazelluläre Vesikel. Mit zunehmendem Alter kommt es zu einer Dysregulation dieser Kommunikationsnetzwerke. Einige Signale, die die Erhaltung und Reparatur von Gewebe fördern, nehmen ab, während proinflammatorische und proaging-Signale zunehmen. Untersuchungen haben gezeigt, dass Faktoren, die im Blut älterer Organismen zirkulieren, die Biologie jüngerer Gewebe beeinflussen können und umgekehrt. Diese Erkenntnis hat das Interesse am Potenzial blutübertragbarer Faktoren in der Alterungsbiologie geweckt.²

Eine veränderte interzelluläre Kommunikation steht in engem Zusammenhang mit chronischen Entzündungen (Merkmal 11) und wird durch die Ansammlung von SASP aus seneszenten Zellen (Merkmal 7) beeinflusst, wodurch ein sich selbst verstärkender Kreislauf der Dysregulation auf Gewebeebene entsteht.

10. Deaktivierte Makroautophagie

Makroautophagie (allgemein einfach als Autophagie bezeichnet) ist der zelluläre Prozess, bei dem beschädigte Organellen, fehlgefaltete Proteine und andere Zelltrümmer in speziellen Vesikeln eingekapselt und zur Abbau und Wiederverwertung an Lysosomen abgegeben werden. Sie fungiert als einer der primären Reinigungsmechanismen der Zelle. Autophagie unterstützt die Proteostase, die Qualitätskontrolle der Mitochondrien und die Reaktion der Zelle auf verschiedene Stressfaktoren.

Die Autophagieaktivität nimmt mit zunehmendem Alter bei Menschen und Modellorganismen ab. Die Aktualisierung der Kennzeichen für 2023 hat die Beeinträchtigung der Autophagie von einem Teil des Verlusts der Proteostase zu einem eigenständigen primären Kennzeichen erhoben, was die wachsende Zahl von Belegen widerspiegelt, die zeigen, dass eine Autophagie-Dysfunktion unabhängig von anderen Proteostase-Mechanismen spezifisch die Alterungsmerkmale beschleunigt.¹ Intermittierendes Fasten und Bewegung gehören zu den Lebensstilfaktoren, die hinsichtlich ihres Potenzials zur Unterstützung der Autophagieaktivität beim Menschen untersucht wurden, obwohl die Messung der Autophagie bei lebenden Menschen erhebliche technische Herausforderungen mit sich bringt.

11. Chronische Entzündung (Inflammaging)

Chronische, sterile Entzündungen geringer Intensität, in der wissenschaftlichen Literatur als „Inflammaging” bezeichnet, sind eines der klinisch bedeutendsten Kennzeichen des Alterns. Im Gegensatz zu akuten Entzündungen, die für Infektionen oder Verletzungen charakteristisch sind, handelt es sich bei Inflammaging um einen anhaltenden, systemischen Entzündungszustand geringer Intensität, der sich im Laufe des Lebens ohne erkennbaren äußeren Auslöser progressiv entwickelt.

Inflammaging ist durch erhöhte Konzentrationen von proinflammatorischen Markern im Blutkreislauf gekennzeichnet, darunter Interleukin-6 (IL-6), Tumornekrosefaktor alpha (TNF-alpha) und C-reaktives Protein (CRP). Diese Marker wurden in großen Kohortenstudien beim Menschen mit mehreren altersbedingten Erkrankungen in Verbindung gebracht. Die Cell-Veröffentlichung aus dem Jahr 2023 formalisierte chronische Entzündungen als eigenständiges Kennzeichen und erkannte an, dass sie durch bidirektionale Rückkopplungsbeziehungen sowohl die meisten anderen Kennzeichen antreiben als auch von ihnen angetrieben werden.^5a

Eine umfassende immunmetabolische Analyse von Inflammaging beschrieb es als das Ergebnis mehrerer gleichzeitiger Einflüsse: akkumulierte intrazelluläre Schadenssignale (aufgrund genomischer Instabilität und fehlgeschlagener Proteostase), SASP aus seneszenten Zellen, veränderte mikrobielle Produkte aus Dysbiose und chronische geringe Immunaktivierung.⁶ Die Qualität der Ernährung, körperliche Aktivität, ausreichender Schlaf und soziale Kontakte wurden als veränderbare Faktoren untersucht, die mit Entzündungsmarkern in der menschlichen Bevölkerung in Verbindung stehen.

12. Dysbiose

Dysbiose bezieht sich auf Veränderungen in der Zusammensetzung und Funktion des Darmmikrobioms. Das Darmmikrobiom ist eine Gemeinschaft von Billionen von Mikroorganismen, die hauptsächlich im Dickdarm leben und eine wichtige Rolle bei der Verdauung, der Immunregulation, der Produktion von kurzkettigen Fettsäuren, der Synthese bestimmter Vitamine und der Modulation systemischer Entzündungen spielen.

Das Mikrobiom unterliegt mit zunehmendem Alter gut dokumentierten Veränderungen in seiner Zusammensetzung. Studien am Menschen, in denen die Mikrobiomprofile verschiedener Altersgruppen verglichen wurden, zeigen durchweg eine verringerte Vielfalt und Verschiebungen in der Verteilung der Bakterienarten bei älteren Erwachsenen im Vergleich zu jüngeren Personen. Eine systematische Überprüfung von neun Studien, in denen die Zusammensetzung des Darmmikrobioms bei langlebigen Personen untersucht wurde, ergab, dass Hundertjährige aus verschiedenen geografischen Populationen bestimmte Mikrobiommerkmale aufweisen, die sich von denen jüngerer älterer Menschen unterscheiden, darunter bestimmte Muster der mikrobiellen Vielfalt und spezifische Bakterientaxa.⁷

Wichtig ist, dass Dysbiose nicht einfach eine passive Folge anderer Alterungsprozesse ist. Das Mikrobiom beeinflusst aktiv die Entzündungsalterung, indem es Immunreaktionen reguliert und Metaboliten produziert, die in den systemischen Kreislauf gelangen. Diese Bidirektionalität war ein wichtiger Grund für die Aufnahme als neues Kennzeichen im Jahr 2023.¹

Was Sie tun können: Eine Karte für Lebensstil und Nahrungsergänzungsmittel über die 12 Kennzeichen hinweg

Kein Nahrungsergänzungsmittel und keine Intervention wirkt isoliert auf ein einzelnes Kennzeichen. Die Kennzeichen sind eng miteinander verbunden, und die am besten untersuchten Interventionen beeinflussen in der Regel mehrere Kennzeichen gleichzeitig, was möglicherweise ein Grund dafür ist, dass sie in der Langlebigkeitsforschung immer wieder auftauchen.

Die folgende Übersicht ordnet wichtige, durch Beweise belegte Lebensstilfaktoren und untersuchte Nahrungsergänzungsmittel-Inhaltsstoffe den Merkmalen zu, mit denen sie am häufigsten in Verbindung gebracht werden, und zwar eher im Rahmen eines informativen Kontextes als in Form von gesundheitsbezogenen Angaben.

Bewegung wurde im Zusammenhang mit der Mitochondrienfunktion, der Telomererhaltung, Markern für zelluläre Seneszenz, Stammzellenaktivität, Entzündungsmarkern und der Vielfalt des Mikrobioms untersucht. Es handelt sich um eine der konsistentesten Interventionen, die durch Daten aus Humanstudien gestützt wird.

Die Qualität der Ernährung beeinflusst die Kalibrierung der Nährstoffsensorik, die Entzündungsmediatorwerte, die Zusammensetzung des Mikrobioms, die Marker für oxidativen Stress (im Zusammenhang mit genomischer Instabilität) und die Autophagieaktivität. Die mediterrane Ernährungsweise und andere Vollwertkost-Ernährungsansätze weisen in mehreren Bereichen aufeinander abgestimmte Belege auf.

Ausreichender Schlaf steht in Zusammenhang mit Proteinklarierungsprozessen (während des Schlafs arbeitet das glymphatische Klärungssystem des Gehirns am aktivsten), Entzündungsregulation, Telomererhaltung und Zellreparatur. Chronischer Schlafmangel verändert nachweislich mehrere Alterungsbiomarker, wie experimentelle Studien am Menschen gezeigt haben.

Stressmanagement beeinflusst die Telomerdynamik, die Entzündungszytokinwerte und epigenetische Marker. Chronischer psychischer Stress wurde in Kohortenstudien beim Menschen mit beschleunigten biologischen Alterungsmarkern in Verbindung gebracht.

In Bezug auf die Inhaltsstoffe von Nahrungsergänzungsmitteln werden in der Forschungsliteratur häufig die folgenden Zusammenhänge diskutiert:

NAD+-Vorläufer (NMN, NR) werden im Zusammenhang mit der Mitochondrienfunktion und der Aufrechterhaltung der genomischen Stabilität durch NAD-abhängige Reparaturenzyme untersucht. Vitamin B3 (Niacin/Niacinamid) trägt zu einem normalen Energiestoffwechsel bei (von der EFSA genehmigte Angabe).

Polyphenole wie Resveratrol und Quercetin wurden in Studien am Menschen im Zusammenhang mit Sirtuin-Signalwegen (Nährstoffsensorik), zellulärer Seneszenz und Entzündungsmarkern untersucht, wobei die Ergebnisse jedoch gemischt sind und die Qualität der Studien variiert.

Omega-3-Fettsäuren (EPA und DHA) haben in mehreren randomisierten kontrollierten Studien am Menschen messbare Auswirkungen auf Entzündungsmarker gezeigt und stellen damit eine der am besten belegten Ernährungsinterventionen für dieses spezifische Merkmal dar.

Coenzym Q10 ist an der Elektronentransportkette der Mitochondrien beteiligt und wurde im Zusammenhang mit der Mitochondrienfunktion untersucht. Vitamin C und Zink tragen zum Schutz der Zellen vor oxidativem Stress bei (von der EFSA genehmigte Angaben) – relevant für die genomische Instabilität, die durch reaktive Sauerstoffspezies verursacht wird. Magnesium, B-Vitamine und Vitamin C tragen zu einem normalen Energiestoffwechsel bei (von der EFSA genehmigte Angaben).

Es ist wichtig, dies klar zu formulieren: Diese Zusammenhänge stammen aus Forschungskontexten, und es gibt keine Nachweise dafür, dass Nahrungsergänzungsmittel das Altern oder eines seiner Kennzeichen „behandeln” oder „umkehren” können. Das Kennzeichen-Framework bietet eine nützliche Perspektive für die Bewertung der biologischen Plausibilität, nicht jedoch für den Nachweis eines klinischen Nutzens.

Fragen und Antworten: Die 12 Kennzeichen des Alterns

Was sind die 12 Kennzeichen des Alterns?

Die 12 Kennzeichen, wie sie in der Veröffentlichung von López-Otín und Kollegen im Jahr 2023 in der Fachzeitschrift Cell definiert wurden, sind: genomische Instabilität, Telomerverkürzung, epigenetische Veränderungen, Verlust der Proteostase, deregulierte Nährstoffsensorik, mitochondriale Dysfunktion, zelluläre Seneszenz, Erschöpfung der Stammzellen, veränderte interzelluläre Kommunikation, gestörte Makroautophagie, chronische Entzündung und Dysbiose.¹

Was ist der Unterschied zwischen den Hallmarks-Papieren von 2013 und 2023?

In der ursprünglichen Veröffentlichung aus dem Jahr 2013 wurden neun Kennzeichen des Alterns identifiziert.² Die Aktualisierung von 2023 durch dieselbe Forschungsgruppe erweiterte das Rahmenwerk auf 12 Kennzeichen, indem drei neue Einträge hinzugefügt wurden: gestörte Makroautophagie (von einer Komponente der Proteostase zu einem eigenen primären Kennzeichen erhoben), chronische Entzündung (Inflammaging) und Dysbiose (Veränderung des Darmmikrobioms).¹

Was ist Entzündungsalterung?

Inflammaging ist der Begriff, der verwendet wird, um die chronische, leichtgradige sterile Entzündung zu beschreiben, die sich mit zunehmendem Alter ohne offensichtliche Infektion oder Verletzung entwickelt. Sie ist durch anhaltend erhöhte Werte proinflammatorischer zirkulierender Marker gekennzeichnet und wird mit einem erhöhten Risiko für verschiedene altersbedingte Erkrankungen in Verbindung gebracht.⁶ Im aktualisierten Rahmenwerk für Kennzeichen von 2023 wird chronische Entzündung offiziell als eines der 12 integrativen Kennzeichen des Alterns anerkannt.

Was ist zelluläre Seneszenz und warum ist sie wichtig?

Zelluläre Seneszenz ist ein Zustand, in dem Zellen nach einer irreparablen Schädigung dauerhaft aufhören, sich zu teilen. Seneszente Zellen sind nicht passiv, sondern sezernieren inflammatorische Zytokine und andere Moleküle (SASP), die das umliegende Gewebe beeinflussen. Während Seneszenz eine konstruktive Rolle bei der Wundheilung und Tumorsuppression spielt, ist die Anhäufung seneszenter Zellen mit zunehmendem Alter mit einer Gewebefunktionsstörung verbunden. Untersuchungen an menschlichem Gewebe bestätigen, dass die Anzahl der Zellen, die Seneszenzmarker exprimieren, mit zunehmendem Alter in mehreren Organarten zunimmt.⁵

Warum wurden 2013 nur neun Kennzeichen identifiziert?

Die drei zusätzlichen Kennzeichen, die 2023 hinzugefügt wurden, spiegeln die in den letzten zehn Jahren gesammelten Erkenntnisse wider. Die Forschung zur Makroautophagie ist so weit fortgeschritten, dass ihre spezifische Rolle beim Altern klar von der allgemeinen Proteostase unterschieden werden kann; für chronische Entzündungen liegen ausreichend direkte mechanistische und epidemiologische Belege vor; und im Bereich des Darmmikrobioms wurden ausreichend konsistente Daten am Menschen gewonnen, um Dysbiose als echten Alterungsfaktor und nicht als sekundäre Folge zu bestätigen.¹

Was bedeutet Telomerverkürzung in einfachen Worten?

Telomere sind Schutzkappen an den Enden der Chromosomen, die sich bei jeder Zellteilung leicht verkürzen. Wenn sie kritisch kurz werden, können sich die Zellen nicht mehr normal teilen, was zur Gewebealterung und Zellalterung beiträgt. Eine Metaanalyse, in der Daten von 743.019 Personen zusammengefasst wurden, bestätigte eine konsistente negative Korrelation zwischen der Telomerlänge und dem chronologischen Alter über die gesamte Lebensspanne des Menschen.³

Wie wird Darmdysbiose zu einem Kennzeichen des Alterns?

Das Darmmikrobiom reguliert aktiv die Immunfunktion und systemische Entzündungen, nicht nur Verdauungsprozesse. Da sich die Zusammensetzung des Mikrobioms mit zunehmendem Alter verändert, werden diese Regulationsfunktionen gestört, was zu Entzündungen und veränderten interzellulären Signalen beiträgt. Untersuchungen an verschiedenen menschlichen Populationen zeigen, dass langlebige Menschen oft andere Mikrobiom-Signaturen aufweisen als jüngere ältere Menschen, was auf einen Zusammenhang zwischen der Gesundheit der Darmmikroben und der Lebenserwartung hindeutet.⁷

Kann das Altern anhand der Kennzeichen gemessen werden?

Mehrere Kennzeichen sind mit messbaren Biomarkern beim Menschen verbunden: Telomerlänge, epigenetische Methylierungsmuster (epigenetische Uhren), Entzündungsmarker (IL-6, CRP, TNF-alpha), seneszenzassoziierte zirkulierende Faktoren (SASP-Komponenten) und Bewertungen der Mikrobiomzusammensetzung. Allerdings gibt es keinen einzelnen Biomarker, der das biologische Alter umfassend erfasst. Die Beurteilung des biologischen Alters ist selbst ein wachsender Forschungsbereich, der in unserem Artikel über biologisches Alter versus chronologisches Alter ausführlich behandelt wird.

Sind die Kennzeichen gleich wichtig?

Die drei Kategorien von Kennzeichen spiegeln unterschiedliche Ebenen biologischer Kausalität wider. Primäre Kennzeichen (einschließlich genomischer Instabilität und Telomerverkürzung) sind grundlegende Schädigungsereignisse; antagonistische Kennzeichen (einschließlich zellulärer Seneszenz) sind Schutzreaktionen, die dysreguliert werden; integrative Kennzeichen (einschließlich Entzündungsalterung und Dysbiose) stellen nachgelagerte, systemische Folgen dar. Alle 12 sind miteinander verbunden und verstärken sich gegenseitig, sodass es schwierig ist, sie einzeln zu priorisieren.¹

Welche Lebensstilfaktoren werden durch die Forschung über mehrere Kennzeichen hinweg am meisten unterstützt?

Regelmäßige körperliche Bewegung hat die breiteste Evidenzbasis unter allen Kennzeichen und steht in menschlichen Studien nachweislich in Zusammenhang mit der Mitochondrienfunktion, Entzündungsmarkern, Stammzellenaktivität und der Vielfalt des Mikrobioms. Die Qualität der Ernährung, ausreichender Schlaf und der Umgang mit chronischem Stress stehen in der menschlichen Forschung ebenfalls in Zusammenhang mit mehreren Kennzeichen. Kein einzelnes Verhalten wirkt isoliert, und die Evidenz spricht im Allgemeinen eher für einen umfassenden Lebensstilansatz als für gezielte Ein-Faktor-Interventionen.

Verändert das Verständnis der Kennzeichen Ihre Herangehensweise bei der Auswahl von Nahrungsergänzungsmitteln?

Es bietet einen nützlichen Rahmen für die Bewertung der biologischen Plausibilität. Bei der Bewertung eines Inhaltsstoffs eines Nahrungsergänzungsmittels lohnt es sich zu fragen: Welche Kennzeichen hat dieser Inhaltsstoff, die in Studien am Menschen nachweislich eine Wirkung zeigen? Sind diese Studien gut konzipiert? Entsprechen die untersuchten Dosierungen dem Inhalt des Produkts? Das Verständnis der Kennzeichen kann den Fokus von vagen „Anti-Aging”-Behauptungen auf spezifischere biologische Fragen verlagern und so fundiertere Entscheidungen unterstützen, ohne bestimmte gesundheitsbezogene Angaben zu machen.

Häufig gestellte Fragen

Referenzen

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2. López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. Die Kennzeichen des Alterns. Cell. 2013;153(6):1194-217. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.039. Auf PubMed anzeigen ↗
3. Sun BB, Kim B, Brody JA, et al. Telomerlänge und chronologisches Alter über die gesamte Lebensspanne des Menschen: Eine systematische Überprüfung und Metaanalyse von 414 Studienproben mit 743.019 Personen . Ageing Res Rev. 2023;90:101986. doi: 10.1016/j.arr.2023.101986. Auf PubMed anzeigen ↗
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