Pathogenese (Krankheitsentstehung)

Die Pathogenese des Alterns ist ein komplexer Prozess, der auf molekularer und zellulärer Ebene stattfindet. Sie umfasst eine Vielzahl von biochemischen, genetischen und umweltbedingten Faktoren, die in einer schrittweisen Abnahme der physiologischen Funktionen resultieren. Im Folgenden werden die Hauptaspekte der Pathophysiologie des Alterns kurz beschrieben.

Das Altern ist in erster Linie mit der Akkumulation von Schäden auf zellulärer Ebene verbunden. Zu den wichtigsten Faktoren gehören:

• DNA-Schäden: Durch endogene (innerhalb der Zelle) und exogene (von außen kommende) Einflüsse können Schäden an der DNA auftreten. Dies führt zu Mutationen und genetischen Veränderungen, die den Alterungsprozess vorantreiben.
• Telomerverkürzung: Die Telomere, die Schutzkappen an den Enden der Chromosomen, verkürzen sich mit jeder Zellteilung. Wenn sie eine kritische Länge erreichen, tritt Zellalterung oder Zelltod ein.
• Oxidativer Stress: Freie Radikale und reaktive Sauerstoffspezies (ROS) können Zellen und Gewebe schädigen, was zu Entzündungen und vorzeitigem Altern führt.
• Beeinträchtigung der Mitochondrienfunktion: Mitochondrien sind zentral für die Energieproduktion in Zellen. Mit der Zeit führen oxidative und mitochondriale DNA-Schäden sowie der Verlust der Proteostase zu ihrer Dysfunktion. Diese beeinträchtigte Funktion ist mit verminderter Energieproduktion, erhöhter Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies und der Aktivierung von Zelltod verbunden, was sie zu einem Schlüsselfaktor im Alterungsprozess und bei der Entstehung altersbedingter Erkrankungen macht.
• Proteostase-Verlust: Dies bezieht sich auf den Verlust der Fähigkeit des Körpers, fehlerhafte Proteine zu eliminieren und korrekte Proteinfunktion aufrechtzuerhalten. Dies kann zu Ablagerungen von fehlerhaften Proteinen führen.
• Verlust der Autophagie: Autophagie ist ein lebenswichtiger zellulärer Prozess, der für die Beseitigung von beschädigten Zellbestandteilen und den Abbau von Proteinaggregaten verantwortlich ist. Mit dem Alter nimmt die Effizienz der Autophagie ab, was zu einer Anhäufung von Zellschäden und zur Beeinträchtigung der zellulären Homöostase führt. Der Verlust der Autophagie-Kapazität spielt eine zentrale Rolle bei der Alterung und bei vielen altersbedingten Erkrankungen.
• Veränderungen in der interzellulären Kommunikation: Mit dem Altern können die Kommunikationssignale zwischen den Zellen gestört werden, was zu einer Dysregulation der zellulären Homöostase, erhöhter Entzündungsneigung und einer beeinträchtigten Gewebefunktion führt. Diese Veränderungen in der Zellkommunikation spielen eine wesentliche Rolle bei der Alterung und tragen zu den typischen Alterserscheinungen und der Entstehung altersassoziierter Krankheiten bei.
• Chronische Inflammation (Entzündung): Eine chronische, niedriggradige Entzündung, oft als "Inflammaging" bezeichnet, ist ein charakteristisches Merkmal des Alterns und steht im Zusammenhang mit verschiedenen altersbedingten Erkrankungen.
• Neurologische Degeneration: Eine der markantesten Manifestationen des Alterns auf zellulärer Ebene ist die neurologische Degeneration, die sich in Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und anderen Formen von Demenz zeigt. Diese Erkrankungen sind durch den fortschreitenden Verlust neuronaler Funktionen und die Akkumulation pathologischer Proteinaggregate im Gehirn gekennzeichnet. Faktoren wie genetische Prädisposition, oxidative Schäden, Entzündungsprozesse und die oben erwähnte Beeinträchtigung der Autophagie tragen zur Pathogenese neurodegenerativer Erkrankungen bei und verstärken den Verlust kognitiver und motorischer Funktionen.

Weitere Faktoren sind:

• Genetische Faktoren: Bestimmte Gene spielen eine Rolle bei der Langlebigkeit (Longevity) und dem Alternsprozess. Beispielsweise sind Gene, die an der DNA-Reparatur, der Telomererhaltung und der Stressantwort beteiligt sind, wesentlich für die Regulierung der Lebensspanne.
• Programmierte epigenomische Veränderungen: Während des Lebens führen Umwelteinflüsse und Lebensstilfaktoren zu epigenetischen Modifikationen, die die Genexpression verändern, ohne die DNA-Sequenz selbst zu ändern. Diese Veränderungen sind programmierbar und reversibel und beeinflussen, wie Gene an- oder ausgeschaltet werden. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Anpassung an die Umwelt und der Entwicklung altersbedingter Erkrankungen. Die Akkumulation epigenetischer Veränderungen kann zur Dysregulation genetischer Netzwerke führen, die für die Aufrechterhaltung der Zellhomöostase und die Reparatur von Schäden wichtig sind, was den Alterungsprozess und die Pathogenese altersassoziierter Krankheiten vorantreibt.
• Zelluläre Seneszenz: Mit zunehmendem Alter sammeln sich in den Geweben seneszente Zellen an. Diese Zellen verlieren die Fähigkeit zur Teilung und schütten proinflammatorische Faktoren aus, was zu einer Beeinträchtigung der Gewebefunktion führt.
  Dieses führt u. a. zur Immunoseneszenz, d. h. das allmähliche Nachlassen der Leistungsfähigkeit des Immunsystems mit zunehmendem Lebensalter.
• Proteinfehlfaltung und -aggregation: Im Alter können Proteine ihre korrekte Struktur verlieren, was zur Bildung von schädlichen Aggregaten führt, wie es bei neurodegenerativen Erkrankungen beobachtet wird.
• Veränderungen im Stoffwechsel und Hormonhaushalt: Hormonelle Veränderungen und eine abnehmende Effizienz des Stoffwechsels sind Schlüsselfaktoren im Alterungsprozess. Insulinresistenz und veränderte Hormonspiegel, wie sinkende Östrogen- und Testosteronwerte, haben weitreichende Auswirkungen.
• Advanced Glycation End Products (AGEs): AGEs sind komplexe Moleküle, die entstehen, wenn Zucker wie Glucose, Fructose, Galaktose und Ribose nicht-enzymatisch mit Proteinen oder Lipiden reagieren. Ihre Akkumulation im Körper trägt wesentlich zu Alterungsprozessen und altersbedingten Krankheiten bei. AGEs entstehen durch interne Stoffwechselvorgänge und den Verzehr hitzebehandelter Lebensmittel. Sie fördern oxidative Schäden und Entzündungsreaktionen, was zelluläre und Gewebefunktionen beeinträchtigt.
• Stammzellalterung: Die Abnahme der Stammzellfunktion im Alter führt zu einer reduzierten Regenerationsfähigkeit der Gewebe.
• Veränderungen im Mikrobiom: Altersbedingte Veränderungen im Mikrobiom können die Immunfunktion, Entzündungsreaktionen und sogar die Stimmung beeinflussen.

Ätiologie (Ursachen)

Biographische Ursachen

• Genetische Belastung durch Eltern, Großeltern
  • Genetische Belastung: Die Veranlagung für bestimmte Alterserkrankungen kann von den Eltern oder Großeltern vererbt werden. Genetische Polymorphismen, wie ACE-Genvarianten, können das Risiko für Krankheiten beeinflussen.
  • Genetische Erkrankungen: Bestimmte genetische Erkrankungen, wie das Hutchinson-Gilford-Progerie-Syndrom, beschleunigen den Alterungsprozess.
• Familienanamnese: Die Familiengeschichte kann Hinweise auf das Risiko für bestimmte Erkrankungen im Alter geben.
• Anatomische Varianten: Unterschiedliche anatomische Merkmale und Variationen können das Risiko für bestimmte Alterserkrankungen erhöhen.
• Blutgruppe: Es wurden einige Studien durchgeführt, die darauf hinweisen, dass die Blutgruppe mit bestimmten Krankheiten in Verbindung stehen kann. Hier sind einige Beispiele:
  • Herzkrankheiten: Einige Forschungsergebnisse legen nahe, dass Menschen mit bestimmten Blutgruppen ein höheres Risiko für Herzkrankheiten haben könnten. Blutgruppe AB kann ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen darstellen.
  • Magengeschwüre: Es wurden Studien durchgeführt, die einen Zusammenhang zwischen bestimmten Blutgruppen, insbesondere Blutgruppe O, und einem geringeren Risiko für Magengeschwüre zeigen. Personen mit Blutgruppe O könnten eine geringere Anfälligkeit für Helicobacter pylori-Infektionen haben, die Magengeschwüre verursachen können.
• Hauttyp: Diese Hauttypen werden oft anhand der sogenannten Fitzpatrick-Skala klassifiziert, die sechs verschiedene Hauttypen identifiziert. Die Empfindlichkeit der Haut gegenüber Sonneneinstrahlung ist ein wichtiger Faktor bei der Entstehung von Hauterkrankungen, insbesondere von Hautkrebs. Menschen mit heller Haut sollten besonders vorsichtig sein und Sonnenschutzmaßnahmen ergreifen, um ihr Risiko zu minimieren.
• Ethnische Herkunft: Die ethnische Zugehörigkeit kann das Risiko für bestimmte Erkrankungen beeinflussen.
• Körpergröße: Einige Studien legen nahe, dass Menschen mit größerer Körpergröße ein leicht erhöhtes Risiko für bestimmte Krebsarten, wie Mammakarzinom (Brustkrebs) und Kolonkarzinom (Darmkrebs), haben könnten. Es wird vermutet, dass dies mit hormonellen Unterschieden zusammenhängen könnte, da Wachstumshormone während des Wachstumsprozesses eine Rolle spielen und das Krebsrisiko beeinflussen könnten.
• Lebensalter: Das zunehmende Alter selbst ist eine wichtige ätiologische Ursache für viele altersbedingte Erkrankungen.
• Sozioökonomische Faktoren: Diese können das Alterungsrisiko beeinflussen.

Verhaltensbedingte Ursachen

• Ernährung
  • Ernährung, die reich ist an
    • Zucker und zuckerhaltigen Lebensmitteln: Ein hoher Zuckerkonsum kann zu Entzündungen führen, die den Alterungsprozess beschleunigen können. 
    • rotem Fleisch und verarbeiteten Fleischprodukten: Dieses kann das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs erhöhen
    • Natrium und Kochsalz: Dieses kann den Blutdruck erhöhen und das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen steigern.
    • fettreicher Ernährung, insbesondere tierische Fette, kann zu Übergewicht und erhöhten Cholesterinwerten führen.
    • gesättigten Fettsäuren, die in fettreichen Fleischsorten und verarbeiteten Lebensmitteln vorkommen, können zu Entzündungen und Herz-Kreislauf-Problemen beitragen.
    • Transfette: Transfette, die oft in verarbeiteten Lebensmitteln wie Fast Food, Gebäck und Snacks vorkommen, sind mit einem erhöhten Risiko für Herzkrankheiten und Entzündungen verbunden, die den Alterungsprozess beschleunigen können.
  • Ernährung, die arm ist an Mikronährstoffen (z. B. Antioxidantien), kann das Risiko für altersbedingte Krankheiten erhöhen.
  • Missverhältnis zwischen Omega-6- und Omega-3-Fettsäuren: Die ideale Zielsetzung ist ein Verhältnis von Omega-6- zu Omega-3-Fettsäuren von etwa 2:1 bis 4:1. In vielen modernen Ernährungsweisen liegt das Verhältnis jedoch oft bei 10:1 oder sogar höher.
    Beachte: Ein übermäßiger Konsum von Omega-6-Fettsäuren, wie sie in pflanzlichen Ölen wie Sonnenblumenöl, Sojaöl und Maisöl vorkommen, kann zu chronischen Entzündungen im Körper beitragen. Auf der anderen Seite haben Omega-3-Fettsäuren, die in fettem Fisch (Omega-3-Fettsäuren: Eicosapentaensäure, Docosahexaensäure), Leinsamen, Chiasamen und Walnüssen reichlich vorhanden sind, entzündungshemmende Eigenschaften.
  • Mikronährstoffmangel kann altersbedingte Gesundheitsprobleme verschlimmern.
• Genussmittelkonsum
  • Der übermäßige Konsum von Alkohol, Tabak, Kaffee und Schwarztee kann die Gesundheit im Alter beeinträchtigen.
• Drogenkonsum 
  • Amphetamine, Cannabis 
• Körperliche Aktivität
  • Körperliche Inaktivität und mangelnde Bewegung erhöhen das Risiko für altersbedingte Gesundheitsprobleme.
• Psychosoziale Faktoren
  • Chronischer Stress
  • Soziale Isolation
• Schlaf
  • Schlafdauer: Zu wenig Schlaf (weniger als 7-8 Stunden pro Nacht für die meisten Erwachsenen) kann langfristig zu einer Reihe von Gesundheitsproblemen führen, einschließlich Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und Gewichtszunahme, die alle das biologische Altern beschleunigen können.
  • Schlafqualität: Unterbrochener oder nicht erholsamer Schlaf kann die Produktion von wichtigen Hormonen und die Regulierung des Stoffwechsels stören, was wiederum zu Entzündungen und oxidativem Stress führt – beides Faktoren, die mit vorzeitigem Altern und einer Reihe von altersbedingten Erkrankungen in Verbindung gebracht werden.
• Übergewicht und Untergewicht

Krankheitsbedingte Ursachen

• Depression: Kann den Alterungsprozess beschleunigen.
• Diabetes mellitus: Diabetes mellitus kann zu einer beschleunigten Alterung führen und das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen.
• Dysbiose des Mikrobioms: Ein Ungleichgewicht in der Zusammensetzung der Darmflora, bekannt als Dysbiose, kann den Alterungsprozess beeinflussen. Das Darmmikrobiom spielt eine wesentliche Rolle bei der Regulierung des Immunsystems, der Verdauung und der Produktion von wichtigen Nährstoffen für den Körper.
• Chronische entzündliche Erkrankungen: Chronische Entzündungen im Körper, wie sie bei Erkrankungen wie rheumatoider Arthritis, Lupus und chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) auftreten, können den Alterungsprozess beschleunigen.
• Neurodegenerative Erkrankungen: Krankheiten wie Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson und amyotrophe Lateralsklerose (ALS) führen zu einer Verschlechterung des Nervensystems und beschleunigen den Alterungsprozess.
• Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Dazu gehören Erkrankungen wie Hypertonie (Bluthochdruck), Atherosklerose (Arteriosklerose, Arterienverkalkung), Myokardinfarkt (Herzinfarkt) und Apoplex (Schlaganfall). Diese Erkrankungen können zu vorzeitiger Alterung führen, da sie die Blutgefäße schädigen und die Durchblutung beeinträchtigen.
• Lungenkrankheiten: Chronische obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und andere Lungenerkrankungen können die Atmungsfunktion beeinträchtigen und den Alterungsprozess beschleunigen.
• Nierenerkrankungen: Chronische Nierenerkrankungen (CKD) können die Ausscheidung von Abfallstoffen aus dem Körper beeinträchtigen und zu vorzeitigem Altern beitragen.
• Metabolisches Syndrom: Dieses Syndrom umfasst Faktoren wie Adipositas (Fettleibigkeit), Insulinresistenz (verminderte oder aufgehobene Wirkung des Hormons Insulin)/Diabetes mellitus und Hypertonie (Bluthochdruck), die gemeinsam den Alterungsprozess beeinflussen können.
• Krebserkrankungen: Bestimmte Krebsarten, insbesondere solche, die das Immunsystem beeinträchtigen oder aggressive Behandlungen erfordern, können zu vorzeitiger Alterung führen.

Labordiagnosen

• Bestimmte Laborparameter, wie u. a. erhöhte Glucose- (Blutzucker), HbA1c (Glykosyliertes Hämoglobin), Cholesterinwerte, Triglyceride und C-reaktives Protein (CRP) gelten als unabhängige Risikofaktoren für altersbedingte Erkrankungen.
• Weitere spezifische Marker, die Einblick in die biologischen Prozesse des Alterns und die damit verbundenen Risikofaktoren bieten:
  
  • Telomerlänge: Die Länge der Telomere in Leukozyten kann als Indikator für die zelluläre Alterung und das biologische Alter einer Person dienen. Kurze Telomere sind mit einer erhöhten Anfälligkeit für altersbedingte Erkrankungen und einer verringerten Lebenserwartung assoziiert.
  • Entzündungsmarker: Neben CRP können weitere spezifische Entzündungsmarker wie Interleukin-6 (IL-6) und Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α) wichtige Hinweise auf chronische Entzündungsprozesse geben, die mit dem Altern und der Entwicklung von altersassoziierten Krankheiten in Verbindung stehen.
  • Oxidativer Stress: Marker für oxidativen Stress, wie z. B. Malondialdehyd (MDA) oder 8-Oxo-2’-Desoxyguanosin (8-oxo-dG), können die Belastung durch freie Radikale anzeigen, die zu zellulären Schäden und zum Altern beitragen.
  • Insulin-Sensitivitätsmarker: Insulinresistenz ist ein Schlüsselfaktor bei der Entwicklung von Typ-2-Diabetes und wird auch mit anderen altersbedingten Erkrankungen in Verbindung gebracht. Marker wie der HOMA-Index (Homeostatic Model Assessment) können zur Bewertung der Insulinsensitivität herangezogen werden.
  • Hormone: Hormone wie DHEA (Dehydroepiandrosteron), IGF-1 (Insulin-like Growth Factor 1) und Melatonin spielen eine Rolle in der Regulierung von Wachstum, Stoffwechsel und Schlaf und ändern sich mit dem Altern. Veränderungen in diesen Hormonen können auf altersbedingte Veränderungen im Körper hinweisen.

Medikamente

• Anticholinergika: Medikamente mit anticholinergen Eigenschaften, die zur Behandlung von Allergien, Reizdarmsyndrom und anderen Erkrankungen eingesetzt werden, können bei älteren Menschen das Risiko von Gedächtnisproblemen und kognitiven Beeinträchtigungen erhöhen.
• Benzodiazepine: Langfristige Anwendung von Benzodiazepinen zur Behandlung von Schlafstörungen oder Angstzuständen kann das Risiko von Abhängigkeit und Gedächtnisproblemen erhöhen.
• Chemotherapien
• Glucocorticoide: Langfristige Anwendung von Glukokortikoiden (wie Prednison) zur Behandlung von Entzündungen und Autoimmunerkrankungen kann das Risiko von Knochenschwund (Osteoporose) erhöhen, was im Alter zu einem erhöhten Frakturrisiko (Knochenbruchrisiko) führen kann.
• Immunsuppressiva
• u. v. m.

Operationen

• Organtransplantationen

Umweltbelastungen

• UV-Strahlung
• Luftschadstoffe: Feinstaub, Ozon
• Pestizide
• Schwermetalle

Weitere Ursachen

• Es gibt weitere, nicht in die oben genannten Kategorien passende Ursachen, die das Alterungsrisiko beeinflussen können. Diese können von individuellen Gesundheitszuständen bis zu unbekannten Faktoren reichen.

Ein umfassendes Verständnis dieser vielfältigen Einflüsse auf den Alterungsprozess ist entscheidend, um gezielte Präventions- und Behandlungsstrategien zu entwickeln und die Gesundheit im Alter zu fördern.

Es ist anzumerken, dass das Altern ein natürlicher Prozess ist, der von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst wird, und es in der Wissenschaft weiterhin Forschung und Entdeckungen gibt, die unser Verständnis darüber vertiefen, wie wir den Alterungsprozess verlangsamen und die Lebensqualität im Alter verbessern können.

© Deutsche Klinik für Prävention, Bad Münder