Hallo,
mir stellte sich neulich die Frage, warum man denn überhaupt altern muss.
Der Körper ist doch in der Lage ständig die alten Zellen durch neue zu ersetzen. Das geht zwar im Alter langsamer, aber warum ist das so?
Von der Kindheit bis zur Jugend muss man sich ja zum Erwachsenen entwickeln. Aber warum kann man dann nicht auf seinem Stand bleiben und warum muss man sich dann quasi wieder zurückentwickeln?
Auf die Antwort bin ich sehr gespannt
Tim
Auch hallo.
mir stellte sich neulich die Frage, warum man denn überhaupt
altern muss.
Wenn man nicht gerade in der Theologie nach Antworten sucht, kann der Begriff „Telomere“ als Erklärungsansatz dienen: http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/gutzuwissen/…, http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/237942…
Oder eben der Bericht in der Wikipedia.
mfg M.L.
Hallo!
Ähhm, ich meine, viele Mauszellen weisen Telomeraseaktivität auf. Das ist auch der Grund, weshalb sich Mauszellen leichter transformieren lassen als menschliche.
Man darf auch nicht vergessen, dass sich im Körper viele Zellen kaum oder nicht mehr regenerieren können wie Herzmuskelzellen oder Neurone.
Auch sammeln sich im Körper mit dem Alter bestimmte problematische nicht abbaubare Produkte an wie z.B. als Lipofuszingranula, Proteinaggregate im Nervensystem, quervernetzte Proteine usw.
Das Verlorengehen der Teilungsfähigkeit von vielen Stammzellen im Körper z.B. der Skelettmuskulatur ist oft NICHT mit einer dramatischen Telomerverkürzung verbunden.
Außerdem haben zumindest manche adulte Stammzellen hTERT-Aktivität.
Gruß, Stefan
Hallo,
wissenschaftlich ist die Frage nicht schlüssig geklärt.
Die Telomere, wie Markus unten anmerkte, sind jedoch sicher kein Erklärungsansatz. Ihre Zellteilungs-bedingte Verkürzung in einigen Zelltypen ist ein Schutzschalter gegen die Entartung von Zellen (-> Krebsentstehung).
Biologisch gesehen ist dein Körper nur eine Verpackung, um das Erbgut in die nächste Generation zu „retten“. Die Zellen, über die das geschieht, sind die Keimzellen und die Zell-Linie von Keimzellen über die Generationen hinweg wird auch als Keimbahn bezeichnet. Die Zellen der Keimbahn sind also im Prinzip tatsächlich unsterblich, wobei man natürlich hier das Problem mit der Zell-Identität hat, wo sich doch Keimzellen verschmelzen (zur Zygote) und diese sich dann wieder teilt und bestimmte „Tochterzellen“ dann wieder mit anderen verschmelzen usw…
Diese Verpackung, dein Körper, verbrät dazu eine Menge Energie im Stoffwechsel. Bei diesem Stoffwechsel entstehen immer auch Produkte, welche die Zellen schädigen (Bsp: reaktive [radikalische] Sauerstoffverbindungen, ROS). Außerdem steht natürlich er im Kontakt zur Umwelt und bekommt zB. UV-Strahlung und andere Schädliche Einflüsse ab (wobei er die Keimzellen genau davor schützt). Schädigungen können in den Zellstrukturen (Proteinen und Lipiden [auch in der RNA]) sowie auch im Erbgut (DNA) passieren.
Natürlich wird wiederum Energie aufgewändet, um die Schäden zu reparieren. Proteine, Lipide und RNA werden ständig mehr oder weniger schnell nachgebildet, defekte Bestandteile werden aussortiert. Bei der DNA ist das schwieriger, weil sie die Information für alle Komponenten enthält. Ist die Information in einem Teil der DNA durch einen Schaden komplett unleserlich geworden, kann ihn die Zelle nicht mehr reparieren. Dazu kommt: Je mehr Schäden ausgebessert werden sollen, desto mehr Energie wird dafür verbraucht. Weil der Energieumsatz selbst aber wieder neue Schäden verursacht, steigt der Preis mit dem Anspruch an Schadensfreihet exponentiell an. Insgesamt scheint es also nicht zu lohnen, ALLE Schäden zu reparieren. Stattdessen scheint es günstiger, „die Verpackung“ langsam kaputtgehen zu lassen und zu verwerfen.
Letzlich bestimmt die Balance aus Schadensentstehung und -reparatur das Altern der Zellen. Mit einer Zunehmenden Zahl an irreparablen Schäden in der DNA können die Zellen ihre Aufgaben im Gewebe nicht mehr richtig ausführen, mithin verliert das Gewebe und das Organ zunehmend an Funktion. Der Funktionsausfall lebenswichtiger Organe führt dann schließlich zu Tod.
Die Geschwindigkeit, mit der Schäden in der DNA angehäuft werden, hängt von sehr vielen Faktoren ab: Zelltyp, Teilungsrate, Stoffwechselaktivität, Effizienz der Reparatursysteme, … um nur einige zu nennen.
Die Theorie, dass Altern letzlich die Folge einer DNA-Schädigung ist, wird durch verschiedene Beobachtungen gestützt:
(1) Man hat inzwischen Gene identifiziert, welche sich auf den Alterungsprozess auswirken. Die meisten dieser Gene haben entweder einen Einfluß auf die Stoffwechselrate der Zelle oder auf die Entgiftung schädigender Stoffwechselprodukte (ROS).
(2) Es gibt genetisch bedingte Krankheiten, bei welchen die Betroffenen schneller Altern (Progerie, Werner-Syndrom) oder bestimmte Organe - hauptsächlich die Haut - schneller Altern (Xeroderma pigmentosum, Ataxia telnangiectasia). Alle diese Krankheiten können auf Defekte in den zelleigenen DNA-Reparatursystemen zurückgeführt werden.
(3) Eine Diät mit starker Kalorienreduktion verlangsamt die Alterungsprozesse und verlängert das leben (im Tierversuch mit Mäusen, Ratten und Schweinen gezeigt). Weniger Kalorien -> weniger Stoffwechsel -> weniger ROS -> weniger DNA-Schäden.
(4) Die Kühlung von wechselwarmen Tieren wirkt wie die Kalorienreduktion.
Das große Problem mit dieser Theorie bzw. Hypothese ist (noch), dass sich die Ansammlung der DNA-Schäden bisher technisch nicht messen läßt. Irgendwann werden unsere Methoden aber hinreichend gut sein, um das messen zu können. Zeigt sich dann keine altersbedingte Änderung der DNA-Integrität, ist die Hypothese widerlegt. Sieht man aber sowas, dann ist es ein weiteres Indiz, was für ihre Richtigkeit spricht.
LG
Jochen
Hallo,
mir stellte sich neulich die Frage, warum man denn überhaupt
altern muss.
Der Körper ist doch in der Lage ständig die alten Zellen durch
neue zu ersetzen. Das geht zwar im Alter langsamer, aber warum
ist das so?
Von der Kindheit bis zur Jugend muss man sich ja zum
Erwachsenen entwickeln. Aber warum kann man dann nicht auf
seinem Stand bleiben und warum muss man sich dann quasi wieder
zurückentwickeln?
Die Evolution hat das als zweckmäßig erkannt: Nachkommen zu haben gibt die Chance neuer Eigenschaften und der Anpassung auf geänderte Umweltbedingungen. Ewiges Leben wäre ein ständiger Verdrängungskampf um Ressourcen ohne neue Ideen und ohne Fortschritte. Mit Nachkommen und gleichzeitig ewigem Leben der schon vorhandenen Populationen entstünde ein Chaos und Ausrottungskampf. Nichts wäre in der Evolution vorangekommen: Wir hätten das Aussehen bestenfalls von (Archae-)Bakterien.
Udo Becker
Letzlich bestimmt die Balance aus Schadensentstehung und
-reparatur das Altern der Zellen. Mit einer Zunehmenden Zahl
an irreparablen Schäden in der DNA können die Zellen ihre
Aufgaben im Gewebe nicht mehr richtig ausführen, mithin
verliert das Gewebe und das Organ zunehmend an Funktion. Der
Funktionsausfall lebenswichtiger Organe führt dann schließlich
zu Tod.
Also muss man altern, weil man von Geburt an quasi durch die Umwelt Schaden nimmt. Und man diesen nie ganz beseitigen kann, weil ja der Körper selbst schädigende Stoffwechselprodukte liefert.
Das Altern ist also noch eine Schwäche des Körpers. Kann es also sein, dass irgendwann der Mensch an sich buw. Mehrzeller sich so weit weiterentwickelt haben, dass sie keine Schadstoffe mehr produzieren und sich so an die Umwelt angepasst haben, sodass sie die Einflüsse von ihr beseitigen können, ohne sich selbst zu schädigen?
Des weiteren kann es irgendwann sein, dass sie auch die Fähigkeit entwickelt haben, dass sich alles Geweben, also auch Neurone vermehren können und sich so auswechseln können, falls sie geschädigt sind?
Wenn doch beim Stoffwechsel Schadstoffe gebildet werden, warum gibt es dann so wenig Krebs in der Pupatät? Da wird doch einiges im Körper umgebaut unter sehr viel Energieaufwand? Folglich müssten auch sehr viele Radikale gebildet werden?
Ok, der Alterungsprozess ist also eine Einrichtung der Evolution.
Wie wird denn das gesteuert, ab wann man altern muss.
Wo werden die Botenstoffe dafür hergestellt?
Also muss man altern, weil man von Geburt an quasi durch die
Umwelt Schaden nimmt.
Jup.
Und man diesen nie ganz beseitigen kann,
weil ja der Körper selbst schädigende Stoffwechselprodukte
liefert.
Jup.
Das Altern ist also noch eine Schwäche des Körpers.
Dass das eine Schwäche sein soll, interpretierst Du hinein. Defakto haben sich alternde Arten zumindest bei den Vielzellern evolutiv durchgesetzt.
Kann es
also sein, dass irgendwann der Mensch an sich buw. Mehrzeller
sich so weit weiterentwickelt haben, dass sie keine
Schadstoffe mehr produzieren und sich so an die Umwelt
angepasst haben, sodass sie die Einflüsse von ihr beseitigen
können, ohne sich selbst zu schädigen?
Man soll niemals nie sagen. Die Natur ist immer ein Stück erfinderischer, als wir es und ausdenken können…
Einige Annahmen kann man aber haben, wenn man mal davon ausgeht, dass es (in Äonen mal) sowas geben sollte:
wahrscheinlich ist diese Liste noch nicht komplett. Jedenfalls ist wohl jetzt schon klar, das diese Form des „Lebens“ wirklich nichts mehr mit dem zu tun hat, was wir uns überhaupt vorstellen können.
Wenn doch beim Stoffwechsel Schadstoffe gebildet werden, warum
gibt es dann so wenig Krebs in der Pupatät? Da wird doch
einiges im Körper umgebaut unter sehr viel Energieaufwand?
Damit Krebs entsteht, müssen mehrere Dinge zusammenkommen. Die Zahl der Schäden in der DNA muss idR schon relativ groß sein, damit eine Zelle entartet. Außerdem müssen mehrere „passende“ Schäden in einer Zelle zusammenkommen. Eine solche Menge an Schäden sammeln sich nicht schon in den ersten Lebensjahren an. Darum steigt die Wahrscheinlichkeit für Krebs im Alter an.
Zudem: In der Pupertät wird zwar einiges umgebaut, aber der Zellstoffwechsel ist deshalb nicht viel größer als im Erwachsenenalter. Das macht nicht so viel aus. Wenn dem so wäre, dann müßten jugendliche ja locker viermal oder zehnmal so viel Essen wie Erwachsene. Tun sie aber nicht.
LG
Jochen
Hallo Tim,
mir stellte sich neulich die Frage, warum man denn überhaupt
altern muss.
Der Körper ist doch in der Lage ständig die alten Zellen durch
neue zu ersetzen. Das geht zwar im Alter langsamer, aber warum
ist das so?
Aus Sicht der Evolution:
Damit du lernen kannst und dich an das Gelernte erinnern kannst.
Beim Lernen werden ja im Gehirn Synapsen mit einander verschaltet. Ersetzt du nun ein Neuron durch ein neues, gehen diese Verschaltungen verloren …
Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, dass die Neuronen nicht dauernd durch neue ersetzt werden können. Somit hast du ein zentrales „Bauteil“ welches altert.
Ein lebendiger Körper ohne funktionierendes Gehirn bringt aber keine Vorteile, somit macht es keinen Sinn das restliche System für eine unbegrenzte Lebensdauer auszulegen.
MfG Peter(TOO)
Hallo Tim,
muss man garnicht, es hat sich aber als praktisch erwiesen - ewig lebende Organismen könnten sich ja nie an sich ändernde Umweltbedingungen anpassen. So aber wird in jeder Generation ein neuer Gen-Mix an den Start gebracht, und da sind dann immer Versionen dabei, die mit den neuen Bedingungen zurechtkommen. Beispielsweise wird die Klimaänderung sicher dazu führen, dass die Bevölkerung in Deutschland dunkelhäutiger wird (muss ja nicht gleich schwarz sein, vielleicht kriegen wir den CO2-Ausstoss ja doch noch in den Griff). Einfach dadurch, dass immer auch ein paar dunklere Typen dabei sind, und bei höherer Sonneneinstrahlung haben die einige Vorteile.
Es geht dabei natürlich nicht um die Interessen des Individuums, sondern um die der Art, bzw. der Gene und letztlich um die Interessen des Lebens überhaupt, nicht auszusterben. Du als Individuum bist überflüssig geworden, sobald du deine Gene weitergegeben hast.
Wäre das anders, würden die Organismen sicher weit perfektere Reparaturmechanismen entwickeln. Es gibt ja welche die ewig leben: alle die sich statt Sex teilen (Bakterien usw.), sterben ja nie am Alter.
D.h. nicht das Altern ist sinnvoll, sondern das Sterben. Ausserdem, wer soll deine Rente bezahlen?
Gruss Reinhard
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo Reinhard,
Du als Individuum bist überflüssig geworden,
sobald du deine Gene weitergegeben hast.
Und evtl, auch den nachfolgenden Bestand und Weitergabe noch gesichert hast. Dazu kann es durchaus sinnvoll sein, nach der eigenen Fortpflanzung noch lange zu leben, um das erfolgreiche Überleben der eigenen Kinder und Enkel noch zu unterstützen.
Es gibt ja welche die ewig
leben: alle die sich statt Sex teilen (Bakterien usw.),
sterben ja nie am Alter.
So einfach ist das nicht. Bei Einzellern, die sich turch äquale Teilung fortpflanzen, ist das mit der Individualität ein Problem. Schon bei Einzellern mit inäqualer Teilung ist nicht untersucht, ob die „Mutterzelle“ tatsächlich überlebt. Bei Hefen, die sich durch Knospung vermehrer, vernarbt die Zellwand der Mutterzelle im laufe ihres Lebens, so dass sie schließlich die Teilungen einstellen muss und auch stirbt. Verschiedene zellphysiologische Parameter zeigen an, dass die Zelle während dieser Zeit auch tatsächlich zu altern scheint.
LG
Jochen
Moin Peter,
Aus Sicht der Evolution:
Damit du lernen kannst und dich an das Gelernte erinnern
kannst.
Dein Argument ist gut.
Allerdings mußt du zugeben, dass es durchaus prinzipiell denkbar ist, etablierte Netzwerke von Neuronen zu ersetzen. Die Natur könnte da sicher eine Lösung finden (vielleicht erst mit neuen Neuronen als „nicht-funktioneller“ Beipass über bestehende Synapsen, die überleben, wenn sie ihre Feuerfrequenz mit den kontaktierten Zellen synchronisieren und dann deren Funktion übernehmen…).
Abgesehen davon ist es ja auch so, dass Organismen mit vollständig genetisch festgelegten neuronalen Strukturen altern und sterben. Hierzu zählen v.a. viele Würmer (Rund-, Faden-, Plattwürmer bis hin zu Anneliden und Oligo- und Polychaeten). Sicher gibt es sowas auch bei vielen Insekten und Spinnen.
LG
Jochen
Beispielsweise wird die Klimaänderung sicher
dazu führen, dass die Bevölkerung in Deutschland
dunkelhäutiger wird (muss ja nicht gleich schwarz sein,
vielleicht kriegen wir den CO2-Ausstoss ja doch noch in den
Griff). Einfach dadurch, dass immer auch ein paar dunklere
Typen dabei sind, und bei höherer Sonneneinstrahlung haben die
einige Vorteile.
Hallo Reinhard,
wie kommst du zu dem Schluss, dass mehr CO2 zu mehr Sonnenstrahlung führt?
Grüße
Ulf
Hallo Jochen,
Allerdings mußt du zugeben, dass es durchaus prinzipiell
denkbar ist, etablierte Netzwerke von Neuronen zu
ersetzen. Die Natur könnte da sicher eine Lösung finden
(vielleicht erst mit neuen Neuronen als „nicht-funktioneller“
Beipass über bestehende Synapsen, die überleben, wenn sie ihre
Feuerfrequenz mit den kontaktierten Zellen synchronisieren und
dann deren Funktion übernehmen…).
Diese Überlegung habe ich auch angestellt.
Das würde aber bedingen, dass du dich dauernd an alles erinnerst oder es müsste eine Testschaltung im Gehirn geben, welche alle Neuronen stimulieren kann, damit das neue Neuron programmiert werden kann.
Wenn du also 20 Jahre nicht Farad fährst, müssen da einige Neuronen ersetzt und programmiert werden.
Die andere Frage ist, wie störanfällig das ganze wäre. Die alte Zelle müsste ja ein Signal abgeben, solange sie noch garantiert eine bestimmte Restzeit fehlerfrei funktioniert. Grundsätzlich kopiert aber die Natur nicht immer fehlerfrei (Mutation), entweder ist dann die Information verfälscht oder es müsste noch eine zweiten, oder dritten Versuch geben. Die andere technische Möglichkeit wäre Redundanzen einzubauen, wodurch das Gehirn komplexer und grösser würde, aber nicht Leistungsfähiger. Zudem würde auch der Energieverbrauch des Gehirns zunehmen. Beim Menschen verbraucht aber das Gehirn jetzt schon um die 20% der Gesamtenergie.
Elefanten erinnern sich auch nach 80 Jahren noch an Wasserlöcher, zu denen sie ihre Mutter einmal geführt hatte. Wenn sich da Fehler im Gedächtnis einschleichen, wird das Überleben schwierig.
MfG Peter(TOO)
Hallo!
Man sollte ja nicht völlig außer Acht lassen, dass in der Evolution von den Fischen zu den Säugetieren die Plastizität des adulten Gehirns, bzw. zumindest die Regerationsfähigkeit deutlich zurück gegangen ist. Ich meine jetzt im speziellen die Aussprossung von Axonen.
Mutter Natur wird das nicht zum Spaß gemacht haben.
Gruß, Stefan
Ok, der Alterungsprozess ist also eine Einrichtung der
Evolution.
Wie wird denn das gesteuert, ab wann man altern muss.
Wo werden die Botenstoffe dafür hergestellt?
Das Abschalten oder Vernachlässigen von Reparaturmechanismen. Die Erhaltungsmechanismen müssen nur so lange halten, bis ausreichend Nachwuchs erzeugt wurde. Das kann nach einer einmaligen Vermehrung (Lachs) sein oder nach vielen Jahren der Fruchtbarkeit. Beim Menschen und Tieren mit Familienstruktur bzw kultureller Evolution kann noch ein kultureller Faktor dazu kommen, der den Erhaltungsprozess verzögert. Das Überleben der Brut (Kinder) oder der Gruppe wird durch die Großeltern oder eine alte Leitkuh (Erfahrung) verbessert. In diesen Gesellschaften werden die Individuen älter als es ihrer Fruchtbarkeitsphase entspricht. Wie bei einer Waschmaschine ist auch ein Lebewesen nach der mindestens erforderlichen Lebensdauer konstruiert.
Über Botenstoffe kann ich nichts sagen.
Udo Becker
Wenn Du annimmst, das man altert, weil die Natur noch nicht perfekt genug ist das zu verhindern, bist Du auf dem ganz falschen Dampfer: Der Egoismus der Gene verlangt einfach, dass Du abtrittst, wenn Du keinen Beitrag zur Erhaltung der Art mehr liefern kannst. Siehe weiter unten.
Udo Becker
MOD: Überflüssiges Ganzkörperzitat entfernt.
Hallo Peter,
Ich denke, ich sehe deinen Punkt und glaube, du hast den meinen nicht ganz verstanden. Es ging mir nicht darum, zu zeigen, dass und wie sowas machbar wäre (ich wollte nur mal so einen Denkansatz, etwas halbweg Konkretes, in den Raum stellen), sondern darum, dass die Natur prinzipiell schon geniale Lösungen auf viele Probleme gefunden hat, die unseren besten Ingenieuren so nicht in den Sinn gekommen wären. Ich würde daher nir _prinzipiell_ ausschließen, dass die Natur eine Lösung für ein „Problem“ finden kann, wo wir nichtmal einen Lösungsansatz sehen. Stell dir vor, wir lebten als (intelligente?) Ur(Knorpel-)fisch in einer Zeit, in der es noch keine Knochenfische und erstrecht keine Landwirbeltiere gab. Wir hätten sicher beide ganz wehement abgestitten, dass eine Landbesiedelung mal möglich wäre (wie auch - mit einer Wasserduchlässigen Haut, ohne Nieren (Nieren - was ist das?) , mit Kiemen, die an der Luft verkleben (ob man die mit Stützgewebe stabilisieren kann?), mit kaum Möglichkeit der Fortbewegung (naja, vielleicht könnte man sich mit den Flossen über den Boden ziehen; dann muss man die Bausseite vor Verletzungen/Aufschürfungen schützen; vielleicht mit einem Panzer, der am besten außen glitschig ist, dammit man besser rutscht…) und und und.
Ach ja, und noch ein Punkt: Neue Eigenschaften ÄNDERN eine Art. Menschen mit Regenerationsfähigkeit des Körpers und insbesondere des Zentralnervensystems INKLUSIVE des Gedächstnisses haben gänzlich andere Möglichkeiten als wir und sie werden auch ganz anders leben als wir. Wie, das ist kaum vorstellbar. Jedenfalls werden das dann ebensowenige „Menschen“ sein, wie wir „Fische“ sind.
Vielleicht ist ja jetzt klarer, was ich meinte…
LG
Jochen
Hallo Jochen,
Vielleicht ist ja jetzt klarer, was ich meinte…
Ich bin auch deiner Meinung.
Vermutlich liegt es daran, dass ich Entwickler bin. Da hat man halt sofort Ideen wie man das auch anders lösen könnte, aber auch welche neuen Probleme dies aufwirft. Dadurch erkennt man eben auch, wie genial eine schon bestehende Lösung ist 
Eigentlich hatte ich mich vorher noch gar nie mit dieser frage beschäftigt und das tippen meiner Antwort hat länger gedauert als das Überlegen.
MfG Peter(TOO)
Hallo,
und das tippen meiner Antwort hat länger gedauert
als das Überlegen.
-)
Das kenn’ ich…
LG
Jochen