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Letzte änderung
2011-03-07 21:18:14 UTC

Die biologische überalterung

Mehr als eine wirkliche Forschungsarbeit zu sein, was folgt wieder aufnimmt eher frei die Ideen, die Professor Steven Austad in seinem spannenden Buch [1] anführt, von dem ich sehr die Lektüre jedem empfehle, der am Thema interessiert ist.

Taufliege	0,1
Maus	3
Aal	6
Truthahn	12,5
Ziege	18
Vampirfledermaus	19,5
Katze	21
Kanarienvogel	24
Befleckter Ofen	25
Löwe	29
Rind	30
Grizzly	31
Kleine braune Fledermaus	32
Hund	34
Taube	35
Schimpanse	37
Stör	50
Alligator	56
Elefant	57
Pferd	62
Ara	64
Mann	90
Riesige Schildkröte	177

Festgestelltes Höchstlanges Lebensdauer (in Jahren) einiger Tierarten
(Quellen: Encyclopædia Britannica, Quid et [1])

Überalterung und langes Lebensdauer

Es handelt sich zunächst darum, die biologische überalterung genau zu definieren, daß man auch das Altern nennt, und davon verläßliche Indikatoren zu geben. Steven N. Austad [1], gibt die folgende Definition der überalterung: die progressive Verschlechterung der Quasitotalität der Funktionen des Organismus im Laufe der Zeit.

Das erste Kriterium, das zum Geist kommt, um die überalterung zu charakterisieren, scheint das lange Lebensdauer oder Lebenserwartung zu sein, das heißt die durchschnittliche Lebensdauer eines Individuums. Jedoch ist es klar, daß diese Daten nicht nur von der überalterung, sondern auch von Umweltkriterien abhängt. Erwägen, wie es machte der Medizinnobelpreis Peter Medawar, das hypothetische Beispiel, reiche in Unterricht, einer Bevölkerung von Versuchsröhren in einem Laboratorium. Wenn man die Riße vernachlässigt, die eventuell ihre Zerbrechlichkeit betreffen können, altern diese Röhren „nicht“. Jedoch wird der Umweltdruck, der hier durch die Handhabungen von den Forschern und Laboranten dargestellt wurde, schwerwiegend zum Zerschlagen von jeder der Versuchsröhren führen. Man kann also ganz über das lange Lebensdauer einer Versuchsröhre sprechen, aber dieses hat keine Verbindung mit irgendeinen eigentlichen überalterung, aber hängt ausschließlich von der Geschicklichkeit der Prüfer ab. Somit nach den Laboratorien kann die Lebenserwartung auf eine Versuchsröhre mit zehn multipliziert werden. Das gleiche gilt für die Tierbevölkerungen. Zwei Gruppen von Individuen derselben Art, die also eine ähnliche biologische überalterung vorstellen müssen, können ein sehr anderes langes Lebensdauer, jenachdem er in der Natur oder in Gefangenschaft ist nach der Anzahl der Räuber haben, usw. er notwendig ist uns also darauf zu verzichten, das einfache Kriterium des langen Lebensdauer zu benutzen, um die biologische überalterung zu charakterisieren.

Man könnte dann versucht werden, sportliche Mutmaßnahmen zu benutzen: es ist zum Beispiel klar, daß ein älterer Mensch nicht auf einem rivalisieren kann 100 Meter mit einem jungen Mann. Jedoch ist die überalterung nicht die Ursache allein eines möglichen Rückgangs der Leistungen: ein Athlet, der beginnt, seine Ernährung nicht mehr zu rauchen und zu überwachen, wird zweifellos seine Ergebnisse sehen spektakulär sinken, ohne daß das auf die überalterung seines Organismus zurückzuführen ist. Ähnliche Probleme kommen vor, wenn man sich für andere Funktionen des Organismus als das Gedächtnis interessiert oder die Fruchtbarkeit.

In der Tat scheint ein guter Indikator der überalterung die Entwicklung der Sterblichkeitsziffers zu sein, die man an der Wahrscheinlichkeit identifizieren kann, im Jahr zu sterben, das kommt, in einem bestimmten Alter. Die Sterblichkeitsrate folgt im erwachsenen Alter einem Exponentialwachstum: wenn sie von 1% auf 2% in einer bestimmten Zeit übergeht, wird sie von 2% auf 4% in derselben Zeit übergehen. Offensichtlich hängen die präzisen Sterblichkeitsratensätze von Individuen ein und derselben Art von zahlreichen Faktoren ab. Ein Mann wird zum Beispiel eine schwächere Wahrscheinlichkeit haben zu sterben, wenn er in einer industrialisierten und höchst médicalisée Gesellschaft lebt, die, wenn es in einer Gesellschaft erlebt, die auf der Landwirtschaft basiert, und die stark auf die Epidemien empfindlich reagiert. Ebenso sind diese Daten von verschieden in Kriegszeit oder in Friedenszeit, oder je nachdem ob man Mann oder Frau ist (die Frauen stellen in der Quasitotalität Länder der Sterblichkeitsziffer vor, die niedriger sind als jene der Männer, aus nicht soziologischen, aber noch schlecht umfaßten Gründen zweifellos biologischen und). Jedoch scheint die Zeit der Verdoppelung der Sterblichkeitsziffers eine fast Konstante innerhalb einer Art zu sein. Bei den Männern liegt sie bei fast acht Jahren. Sie kann in der Tat von 7 bis 26 Jahre variieren, aber, wenn man nur die Männer über 40 Jahre in Betracht zieht und daß man die Toten eliminiert, die nicht auf natürliche Gründe zurückzuführen sind, erhält man Daten, die noch weniger variieren können.

Somit gibt die Zeit der Verdoppelung der Sterblichkeitsziffers uns einen einschlägigen Indikator, um die Geschwindigkeit der überalterung zu messen und die verschiedenen Tierarten zu vergleichen: zehn Tage für die Taufliegen drei Monate für die Laboratoriummäuse und acht Jahre für das menschliche Wesen. Innerhalb ein und derselben Art scheinen Ungleichheiten angesichts der überalterung jedoch zu erscheinen: zum Beispiel gibt es Familien, deren Mitglieder oft ein großes langes Lebensdauer haben. Obwohl man davon nicht sicher sein kann, könnte er sich nur dort um einen besseren Widerstand handeln, der durch die Gene an bestimmten Krankheiten und nicht die Verlangsamung der überalterung übermittelt wurde. Man kennt auch Krankheiten wie das Syndrom von Hutchinson-Gilford oder das Syndrom von Werner, die scheinen, die überalterung der Personen zu beschleunigen, die davon erreicht werden: Haarfall größeres Risiko bestimmter kardiovaskulärer Krankheiten größeres Krebsrisiko für das Syndrom von Werner. Jedoch erscheinen alle Zeichen des Alterns nicht: die Patienten werden nicht besonders durch den Diabetes oder die Krankheit von Alzheimer berührt. Es würde sich also nicht dort um eine wirkliche beschleunigte überalterung, sondern um das Aufkommen einiger spektakulärer und tragischer Symptome handeln.

, weswegen von der überalterung

Die Anzahl der Theorien, die sich im Bereich der überalterung bekämpfen, ist beeindruckend: russisches gérontologue Zhores Medvedev hat davon mehr als 300 gezählt. Jedoch interessieren sich eine große Zahl unter ihnen nicht wirklich für die Ursachen, sondern eher für die Mechanik des Alterns. In diesem Sinn sind sie, und können nicht notwendigerweise einfach mehrere Aspekte ein und desselben Phänomens widersprüchlich beschreiben.

Hinsichtlich der Theorie weswegen von der überalterung nur drei ernsthafte Hypothesen sich bekämpft haben und der zwei unter ihnen als falsch erwiesen haben. Das bedeutet nicht leider, daß das Dritte das gute sei, die Forscher haben immer Daten über die Ursache der überalterung nicht.

Die Theorie des Gutes der Art

Die Entwicklung einer Art via der natürlichen Auswahl kann vorkommen nur, wenn es eine Erneuerung der Generationen gibt. Es ist in der Tat nur durch die Reproduktion, daß neue Genkombinationen erscheinen, die neuer Eigenschaften einem Individuum liefert, das so besser an seine Umwelt in fortwährender änderung angepaßt werden kann. Die Theorie des Gutes der Art besteht darin zu sagen, daß die überalterung gerade diese Erneuerung der Generationen erlaube, die ältesten Individuen sterben, um den Jugendlichen Stelle zu lassen. Es ist also für das Gut der Art und nicht für sauberes seines, daß ein Individuum altert.

Eine der Tatsachen, die mehr scheinen, zugunsten dieser Theorie zu sein, ist der Fall der Arten als der Lachs oder die marsupiale Maus Antechinus. Diese Tiere reproduzieren sich nur ein Mal im Laufe ihres Lebens und erfahren sofort nach einer beschleunigten überalterung, die schnell ihren Tod bewirkt (nur die Männchen im Falle von Antechinus). Es scheint natürlich, das durch die Theorie des Gutes der Art zu erklären: die überalterung ist nicht, während eine natürliche Etappe des Lebens wie die Geburt oder die Reproduktion, diese Etappe, die erlauben, den Tod des Individuums und also zu beschleunigen die Erneuerung der Generationen zu vereinfachen.

Jedoch wirft diese Theorie ein großes Problem auf: sie nimmt an, daß die Entwicklung die Eigenschaften auswählt, die die Gruppe und nicht das Individuum begünstigen. Aber das geht im Gegensatz zu den Grundsätzen der Biologie der Entwicklung. Stellen sich zum Beispiel eine Bevölkerung vor, in der jedes Weibchen Geburt zwei Kindern im Laufe seines Lebens gibt ein Männchen und ein Weibchen, und daß alle Individuen an natürlichem Tod sterben. Diese Bevölkerung wird vollkommen ausbalanciert. Die bleibende Bevölkerung konstanter Größe kommen die Mittel nicht zu fehlen, und die Erneuerung der Generationen erfolgt ohne Probleme. Nehmen jetzt an, daß eine Veränderung vorkommt, und daß bei einem Weibchen ein Gen erscheint, das das lange Lebensdauer und also die Anzahl der Kinder verdoppelt. Dieses Gen ist für die Gruppe offensichtlich schlecht, da, wenn er sich verbreitet, die Bevölkerung einem Exponentialwachstum folgen wird, was das Problem des Mangels an Mitteln darstellen wird. Jedoch ist dieses Gen für das Individuum gut, das länger lebt und mehr Kindern sein Erbgut übermittelt. Das, was die Entwicklung vorhersagt, ist es, daß dieses neue Gen sich verbreitet, da je nach der Generationen der Teil der Individuen Träger- von diesem Gen immer wichtiger sein wird. Die Auswahl erfolgt also beim Individuum, und nicht von der Gruppe und die Theorie des Gutes der Art ist invalidiert.

Die Theorie des Lebenssatzes

Der Metabolismus schafft Nebenprodukte (insbesondere die freien Radikalen), die fähig sind, die Zellen zu beschädigen, und die zweifellos einer der wichtigen Mechanismen der überalterung sind. Man kann also denken, daß die Geschwindigkeit des Metabolismus eines Individuums daß man seines Lebenssatzes bedarf kann - seine überalterung konditioniert. Jede Zelle von irgendeiner Tierart, daß sie ist, so hätte dasselbe „metabolische Kapital“, das man als sein Verbrauch im Bereich der Energie sehen kann. Die Zellen würden und also der Organismus so je nach des Verbrauchs dieses Kapitals altern.

Eine große Anzahl von Feststellungen erscheint, diese Theorie zu unterstützen: mehr ist ein Tier groß, mehr hat er Zellen, und mehr lebt er alt (was in erster Schätzung bedeutet, daß er langsam altert). Taufliegen, die man in eine kältere Umwelt setzt (was gleichermaßen die interne Temperatur dieser Tiere auf kaltes Blut reduziert), leben länger, und man weiß, daß ein Rückgang der Temperatur eine Verlangsamung der chemischen Reaktionen verursacht, die des Metabolismus zugrunde liegen. Schließlich hat eine Erfahrung gezeigt, daß, wenn man Ratten unterernährte, oder Laboratoriummäuse von 30% bis 40% durch Bericht eine nicht begrenzte Ernährung, aber indem sie die schlechte Ernährung diese Tiere vermieden 20% bis 40% lebten älter. Das kann sich durch die Theorie des Lebenssatzes durch eine verlangsamte überalterung erklären, mangels der Brennstoffe am Metabolismus.

Die Folge, die diese Theorie gehabt hätte auf dem menschlichen Wesen, wenn sie sich als wahr erwiesen hätte, ist ziemlich erstaunlich: man müßte daraus folgern, daß, um langsamer zu altern und also länger zu leben man sehr wenig, aber genügend essen und jede physische übung vermeiden müßte großer Energieverbraucher!

Allerdings schienen einige Tiere, Ausnahme an dieser Theorie zu machen. Die Fledermäuse zunächst nahen in Größe einer großen Anzahl kleiner Erdsäugetiere leben viel älter als diese Letzten (während eine Maus nur einige Jahre lebt, eine Fledermaus kann mehr als zwanzig oder dreißig Jahre nach ihrer Art leben). Diese Besonderheit hatte zunächst durch die Tatsache erklärt, daß einige Fledermausarten überwintern, und haben also einen Metabolismus, der sehr während einer großen Periode ihres Lebens verlangsamt wurde. Die Erklärung kann jedoch nicht halten, denn man hat gemerkt, daß andere Fledermausarten, die dasselbe lange Lebensdauer vorstellen, nicht überwinterten. Ein anderes Gegenbeispiel an der Theorie des Lebenssatzes kommt von den Vögeln, die an entsprech Größe metabolische Sätze und eine Körpertemperatur haben höher als jene der Säugetiere. Jedoch können die Vögel in einem sehr fortgeschrittenen Alter leben: Konsolen oder Papageien von mehr als 50 Jahren sind nicht selten, und es würde sogar scheinen, daß einige Papageien die hundert Jahre überschritten haben. Schließlich hat man festgestellt, daß die unterernährten Ratten in der Tat nicht langfristig ihren Metabolismus verminderten. Die Theorie des Satzes ganz verführerischen Lebens an müßig, daß sie sein kann, ist also nicht gültig.

Die evolutionnistische Theorie der überalterung

Die Krankheit von Huntington ist eine genetische Geisteskrankheit an später Auslösung, die zum Wahnsinn dann zum Tod die erreichten Individuen führt, und deren Studie berühmtem Biologen Haldane erlaubt hat, einen wichtigen Punkt für die Studie der Ursachen der überalterung aufzudecken. Er hat festgestellt, daß diese Krankheit ungewöhnlich verbreitet war, da sie eine Person auf 15.000 in den europäischen Bevölkerungen berührt. Die natürliche Auswahl müßte fast es eliminieren es auf Sätze senkend wie beispielsweise das Syndrom von Hutchinson-Gilford, das eine Person auf acht Millionen berührt. In der Tat ist die Besonderheit dieser Krankheit, daß, zum Zeitpunkt, wo sie die Träger des betreffenden Gens schlägt, diese bereits praktisch alle Kinder gehabt haben, daß sie gehabt hätten, wenn sie nicht erreicht worden wären. Die Krankheit, die im allgemeinen nur nach der Zeugungsperiode handelt, kann die natürliche Auswahl nicht oben handeln, was die hohe Anzahl der Träger erklärt.

Um das Phänomen gut zu begreifen nehmen das Beispiel der Bevölkerung von Versuchsröhren wieder auf. Nehmen an, daß jede Röhre einem Baby Geburt gibt tube, jedes Jahr seine Existenz. Selbst wenn die Röhren nicht altern, werden sie unausweichlich gebrochen. Zum Beispiel beläuft sich der Zerschlagsatz pro Jahr auf 50%. Eine Röhre hat dann ein Glück sechzehn 4 Jahre zu leben und ein Glück auf 1024 zehn Jahre zu leben. Nehmen schließlich an, daß ein Gen „Selbstmord“ erscheint, das die Explosion seines Trägers im Alter von 4 Jahren verursacht. Da eine nicht unerhebliche Anzahl von Röhren bis zu diesem Alter überlebt haben wird und daß sie noch in der Lage sein werden zu zeugen, wird dieses Gen zweifellos durch die natürliche Auswahl eliminiert. Dagegen, wenn das Alter der Explosion an 10 Jahren verzögert wird, wird sein Einfluß auf die Bevölkerung fast-kein sein, und die natürliche Auswahl wird dieses Gen begünstigen noch benachteiligen. Es ist was sich für die Krankheit von Huntington ereignet, es ist auch, was sich für die überalterung ereignen könnte: dieser war gewissermaßen nicht durch die Entwicklung, seine erscheinenden Folgen vorgesehen worden nur, weil wir in einer sur-protégé Umwelt leben.

Es ist auch möglich, wie die Mechanismen (negativ), assoziiert mit der überalterung die Gegenleistung positiver Mechanismen sind, die früher im Leben stattfinden. Somit haben Erfahrungen auf indischen Schweinen gezeigt, daß die männlichen Hormone wie testostérone am Anfang von Krebsen in einem fortgeschrittenen Alter sein könnten. Es könnte also Kosten an der Reproduktion geben. Es ist im übrigen infolge einer Periode zügelloser Kupplungen, daß das Männchen Antenichus, über das wir weiter oben gesprochen haben, meurt brutal.

Diese evolutionnistische Theorie der überalterung hat einige Folgen: es sind die Tiere, die einen starken Umweltdruck erfahren, die am schnellsten altern. Es wäre für sie absurd, von der Energie zu verschwenden, die Mechanismen des Alterns zu entgegnen, während sie schnell am Bein eines Räubers sterben können zum Beispiel. Es ist also natürlich, daß die großen Tiere langsamer altern als die kleinen als die Vögel und Fledermäuse, die über die Stärke verfügen, die der Flug ist, leben länger als die Erdsäugetiere. Und in der Tat merkt man, daß die Vögel, die nicht gut sind Diebe wie das Geflügel der Strauß oder die Pinguine, ein an ihrer Größe wiedergegebenes, weniger großes langes Lebensdauer haben, daß die anderen Vögel (zum Beispiel das lange Lebensdauer des Truthahnes und der Taube in der obigen Tabelle zu vergleichen). Schließlich stirbt der Lachs nach ihrer Reproduktion, denn es war, um sie besser ihre Energie der Zeugung zu widmen, eher, als zu hoffen, ein Jahr mehr zu überleben. Die evolutionnistische Theorie der überalterung scheint also zu erklären, weswegen die Natur mehr keine Verteidigungen gegen die Mechanismen des Alterns gestellt hat.

Die Mechanismen der überalterung

Quelle: The Tallahassee Democrat

Einer der bekannten Hauptmechanismen der überalterung ergibt sich aus der Bildung im Laufe des Metabolismus von Oxydationsmitteln, darunter die freien Radikalen. Diese Letzten sind Atome oder Moleküle, die ein Elektron haben, das nicht auf ihrer externen Schicht gepaart wurde, und die also sehr stark mit anderen Molekülen reagieren, um sich zu stabilisieren und neue freie Radikale zu bilden. Dieser Oxydationsvorgang kann irgendeinen Teil der Zelle als mitochondries, die der Sitz des Metabolismus oder ADN sind, Sitz der genetischen Information beschädigen. Veränderungen können so verursacht werden, und man weiß, daß es solche Veränderungen sind, die am Anfang der Bildung unsterblicher Zellen sind, das heißt ein Krebs. Angesichts dieser Bedrohung produziert der Organismus eine wichtige Quantität censés Antioxydationsmittel, die freien Radikalen zu stabilisieren. Man weiß, daß die Vitamine A, C und E von guten Antioxydationsmitteln sind, aber ihr Interesse in vivo in der Bekämpfung der überalterung ist nicht erwiesen als. Der Organismus verteidigt sich ebenfalls, indem er die beschädigten Sequenzen ADN repariert (das ist möglich, denn die Bißchen ADN kommen durch Paar, die Sequenz eines Bißchens, das sich von der Sequenz der anderen abzieht). Jedoch, wenn die Reparatur die Zeit nicht hat, sich vor einem dédoublemement der Zelle (eine Mitose) zu machen, wird die Veränderung unheilbar.

Ein anderer durch die überalterung aufs Spiel gesetzter Vorgang ist die Reaktion des glycosylation, die von französischem Chemiker Louis Maillard aufgedeckt wurde: die gegenwärtigen Glukosemoleküle im Organismus können sich an verschiedenen Proteinen kombinieren, die so ihre Struktur ändern. Wenn man weiß, daß die Funktionen der Proteine gerade den mehr Teil von der Zeit ihrer Struktur abhängen, begreift man die Schäden, die verursacht werden können. Es ist, würde es scheinen, dieser Mechanismus, der in der Krankheit von Alzheimer auf dem Spiel stände. Dort noch hat der Körper Verteidigungen vorgesehen: einige Freßzellen scheinen in der Zerstörung der beschädigten spezialisiert Proteine. Man muß feststellen, daß die zwei vorher erwähnten Mechanismen um Konzert handeln, die freien Radikalen beschleunigen das glycosylation und letzteren, die freie Radikale verursachen können.

Schlußfolgerung - Perspektiven

Die Studie der überalterung ist noch ein junger und vielversprechender wissenschaftlicher Bereich. Wenn eine große Anzahl von Hypothesen hervorgebracht worden ist, hat man eine klare kausale Theorie nicht. Was mögliche medizinische Anwendungen in der Verlangsamung der überalterung betrifft sind wir davon nicht dort noch. Die Wunderprodukte die spektakuläre Wirkungen in dieser Direktion versprechen, haben genausoviel wissenschaftliche Gültigkeit nur der Jungbrunnen. Jedoch sind alle Hoffnungen in diesem Bereich in vollem Kochen erlaubt. Daß es wünschenswert ist éthiquement oder nicht, ist der Mensch von 150 Jahren sicherlich nicht für morgen, sondern vielleicht für übermorgen…

Bibliographie

1. Austad, Steven N.; Why we age; New York; John Wiley & Sons, Inc. ; 1997.
2. „Akte“; Die Forschung; juillet-août 1999; n°322.

Danke an Jacques Tréton für seine bibliographischen Räte und an Édouard Maurel-Segala für seine zweite Lektüre.

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