Tick, Tock ... Wie Stress die Alterungsuhr Ihrer Chromosomen beschleunigt

Tick, Tock ... Wie Stress die Alterungsuhr Ihrer Chromosomen beschleunigt Auf molekularer Ebene können Stress und Belastungen Ihre Körperuhr in einen Sprint verwandeln. Lichtfeder / Shutterstock

Altern ist für alle lebenden Organismen unvermeidlich, und obwohl wir immer noch nicht genau wissen, warum unser Körper nach und nach immer altersschwacher wird, beginnen wir zu begreifen, wie es geschieht.

Unsere neue Forschung, veröffentlicht in Ecology Lettersortet Faktoren, die einen der wichtigsten Aspekte des Alterungsprozesses beeinflussen, auf der fundamentalen Ebene unserer DNA. Es deutet darauf hin, wie Stress dazu führen kann, dass die in unseren Chromosomen eingebaute biochemische Körperuhr schneller tickt.

DNA - das genetische Material in unseren Zellen - schwebt nicht frei in den Zellkernen, sondern ist in Klumpen organisiert, die als Chromosomen bezeichnet werden. Wenn sich eine Zelle teilt und ein Replikat von sich selbst produziert, muss sie eine Kopie ihrer DNA erstellen. Aufgrund der Funktionsweise dieses Prozesses geht immer ein kleiner Teil an einem Ende jedes DNA-Moleküls verloren.

Um wichtige Teile der DNA vor dem Verlust zu schützen, werden die Enden der Chromosomen mit speziellen Sequenzen, den so genannten Sequenzen, abgedeckt Telomere. Diese werden während aufeinanderfolgender Zellteilungen allmählich weggeschnitten.

Tick, Tock ... Wie Stress die Alterungsuhr Ihrer Chromosomen beschleunigt Telomere (weiß hervorgehoben) sind wie molekulare Puffer für Ihre Chromosomen. US Department of Energy Humangenomprogramm

Dieser allmähliche Verlust von Telomeren wirkt wie eine zellulare Uhr: Mit jeder Replikation werden sie kürzer, und zu einem bestimmten Zeitpunkt werden sie zu kurz, wodurch die Zelle in einen programmierten Todesprozess gezwungen wird. Die Schlüsselfrage ist, was dieser Prozess, der sich auf zellulärer Ebene abspielt, tatsächlich für unsere Sterblichkeit bedeutet. Ist das Schicksal einzelner Zellen wirklich so wichtig? Zählt die tickende Telomeruhr wirklich die verbleibende Zeit, die unser Körper zu leben hat?

Zellalterung ist nur eine von vielen Komponenten des Alterns - aber eine der wichtigsten. Die allmähliche Verschlechterung des Körpergewebes und der irreversible Tod unserer Zellen sind für die auffälligsten Auswirkungen des Alterns wie den Verlust der körperlichen Fitness, die Verschlechterung des Bindegewebes, die zu Hautfalten führt, oder neurodegenerative Erkrankungen wie die Parkinson-Krankheit verantwortlich.


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Was bringt uns zum Ticken?

Eine weitere entscheidende Frage ist: Gibt es Faktoren, die den Verlust unserer tickenden Telomere beschleunigen oder verlangsamen?

Bisher sind unsere Antworten auf diese Frage unvollständig. Studien haben Einblicke in mögliche Mechanismen geliefert, die darauf hindeuten, dass Dinge wie Infektionen oder der Reproduktion zusätzliche Energie widmen könnte die Verkürzung der Telomere beschleunigen und die Zellalterung beschleunigen.

Diese Beweise sind nur vereinzelt, aber all diese Faktoren scheinen eines gemeinsam zu haben: Sie verursachen „physiologischen Stress“. Im Großen und Ganzen sind unsere Zellen gestresst, wenn ihre biochemischen Prozesse entweder durch mangelnde Ressourcen oder aus einem anderen Grund gestört werden. Wenn Zellen zum Beispiel zu viel Wasser verlieren, könnte man sagen, dass sie sich in „Dehydrationsstress“ befinden.

Auch bekanntere Arten von Stress zählen. Müdigkeit und Überanstrengung setzen uns chronisch unter Stress, ebenso wie die Angst vor längeren Perioden. Mangel an Schlaf or emotionalem Stress kann die internen Zellwege, einschließlich der Telomerfunktion, verändern.

In diesem Sinne haben wir uns eine einfache Frage gestellt. Können verschiedene Arten von Stress, die eine Person erlebt, ihre Alterungsrate tatsächlich beschleunigen?

Stress und Belastung

In unserer Forschung unter der Leitung meiner Kollegin Marion Chatelain von der Universität Warschau (derzeit Universität Innsbruck) haben wir uns entschlossen, diese Frage so umfassend wie möglich zu behandeln. Viele Studien haben sich mit diesem Problem bei bestimmten Arten wie Mäusen, Ratten und verschiedenen Fisch- und Vogelarten (sowohl wild als auch im Labor) befasst. Wir haben die verfügbaren Nachweise zu einer Zusammenfassung des vorhandenen Wissens über alle bisher untersuchten Wirbeltierorganismen zusammengestellt.

Das sich abzeichnende Bild zeigt deutlich, dass der Telomerverlust stark von Stress beeinflusst wird. Wenn alles andere gleich ist, beschleunigt Stress tatsächlich den Telomerverlust und beschleunigt die innere Zellularuhr.

Wichtig ist, dass die Art des Stresses eine Rolle spielt: Der mit Abstand stärkste negative Einfluss wird durch Erregerinfektionen, Konkurrenz um Ressourcen und intensive Investitionen in die Fortpflanzung verursacht.

Andere Stressfaktoren wie schlechte Ernährung, Störungen des menschlichen Lebens oder städtisches Leben beschleunigten ebenfalls das Altern der Zellen, wenn auch in geringerem Maße.

Radikal werden

Es stellt sich natürlich die Frage, warum Stress die Uhren so stark beeinflusst. Gibt es einen oder mehrere Mechanismen? Unsere Analyse hat möglicherweise einen möglichen Kandidaten identifiziert: „oxidativen Stress“.

Wenn Zellen gestresst sind, manifestiert sich dies häufig durch eine Anhäufung oxidierender Moleküle, wie z Freie Radikale. Telomere, die sich an den exponierten Enden unserer Chromosomen befinden, sind perfekte Angriffsziele für diese chemisch reaktiven Moleküle.

Unsere Analyse legt nahe, dass dieser oxidative Stress unabhängig von der Art des erlebten Stresses der eigentliche biochemische Prozess ist, der Stress und Telomerverlust verbindet. Ob dies bedeutet, dass wir mehr essen sollten Antioxidantien Um unsere Telomere zu schützen, sind sicherlich weitere Untersuchungen erforderlich.

Ich weiß, was Sie sich fragen: Bedeutet dies, dass wir das Geheimnis des Alterns entdeckt haben? Können wir dieses Wissen nutzen, um den Alterungsprozess zu verlangsamen oder zu stoppen? Die kurze Antwort lautet: nein.

Altern ist für unsere Biologie zu grundlegend, um es vollständig loszuwerden. Unsere Studie unterstreicht jedoch eine wichtige Wahrheit: Indem wir Stress abbauen, können wir unserem Körper einen großen Gefallen tun.

In der modernen Welt ist es schwierig, dem Stress vollständig zu entkommen, aber wir können alltägliche Entscheidungen treffen, um ihn zu reduzieren. Holen Sie sich genug Schlaf, trinken Sie genug Wasser, essen Sie gesund und drücken Sie sich nicht zu stark. Es wird dir kein ewiges Leben kaufen, aber es sollte deine Zellen schön ticken lassen.

Über den Autor

Szymek Drobniak, DECRA-Stipendiat, UNSW .. Der Autor dankt seinen Kollegen Marion Chatelain und Marta Szulkin für ihre Beiträge zu diesem Artikel und die Forschungsergebnisse, auf denen er basiert.Das Gespräch

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.


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