Viele Menschen sind mit dem Wort „Seneszenz“ einigermaßen vertraut und setzen den Begriff mit dem Altern gleich. Schließlich ist der Wortstamm „sen-“ alt und auch der Stamm des Wortes „senil“, was natürlich charakteristisch für das hohe Alter bedeutet.
Wenn Biologen jedoch von zellulärer Seneszenz sprechen, meinen sie nicht genau das Altern, wie die Menschen normalerweise über diesen Prozess denken. Je nach Gewebeart leben die Zellen in Ihrem Körper unterschiedlich lange. Weiße Blutkörperchen haben eine Lebensdauer von etwa 13 Tagen, verglichen mit den 120 Tagen, die ein rotes Blutkörperchen lebt. Fettzellen leben etwa acht Jahre und Darmzellen (ohne die Auskleidung) leben fast 16 Jahre.
Wenn Körperzellen das Ende ihres natürlichen Lebens erreichen, sterben sie einen vorprogrammierten Tod durch einen Prozess namens Apoptose (sagen Sie „a-pop-TOE-sis“), der so gestaltet ist, dass keine benachbarten Zellen beschädigt werden. Oder vielleicht ist eine Zelle jung oder in der Mitte ihres Lebens und auf irgendeine Weise beschädigt. Oftmals kann dieser Schaden repariert werden und die Zelle nimmt ihre normale Funktion wieder auf. Wenn der Schaden zu schwerwiegend ist, unterzieht sich die Zelle erneut der Apoptose und wird zerstört.
Normalerweise unterliegen Zellen einer ständigen Teilung, sowohl um abgestorbene Zellen zu ersetzen als auch um bei der Reparatur zu helfen, wie zum Beispiel beim Wachstum neuer Hautzellen zur Schließung einer Wunde. Manchmal, wenn die zelluläre DNA beschädigt ist, werden diese Zellen krebsartig und geraten in eine unkontrollierte Vermehrung.
Verständnis der zellulären Seneszenz
Die andere Möglichkeit, wie Zellen auf Schäden reagieren, die nicht so schwerwiegend sind, dass sie Apoptose auslösen, besteht darin, seneszent zu werden. Das bedeutet, dass sie anstatt in unkontrollierte Proliferation zu geraten, einfach aufhören sich zu teilen und der normale Zellzyklus endet. Viele Wissenschaftler glauben, dass diese Fähigkeit, in einen seneszenten Zustand zu gehen, der Versuch des Körpers ist, zu verhindern, dass diese beschädigten Zellen krebsartig werden.
Obwohl diese seneszenten Zellen sich nicht aktiv teilen, sind sie keineswegs tot. Die seneszenten Zellen sind immer noch sehr metabolisch aktiv und sezernieren eine Reihe von Proteinen und anderen Molekülen, die als SASP (senescence-associated secretory phenotype) bezeichnet werden und Entzündungen verursachen können. Auf diese Weise können die seneszenten Zellen Immunzellen signalisieren, hereinzukommen, um Schäden zu beseitigen und bei der Gewebereparatur zu helfen. Bisher sieht das nach einer guten Sache aus.
Aber obwohl das SASP bei der Gewebereparatur hilft, können einige der Proteine und Moleküle, die dieses Array ausmachen, schädliche Auswirkungen haben. Mit zunehmendem Alter beginnen sich seneszente Zellen im Körper, einschließlich des Gehirns, anzusammeln. Diese seneszenten Zellen produzieren alle die entzündlichen Moleküle und Proteine des SASP, die tatsächlich das Altern selbst beschleunigen und altersbedingte Erkrankungen wie Herzkrankheiten und Alzheimer verschlimmern können. Außerdem kann eine fortlaufende Exposition gegenüber dem SASP tatsächlich Seneszenz in ansonsten gesunden Zellen induzieren.
Beseitigung seneszenter Zellen aus dem Körper
Was wäre, wenn diese seneszenten Zellen zusammen mit den toxischen entzündlichen SASP-Proteinen und -Molekülen, die sie produzieren, aus dem Körper entfernt werden könnten? Es wurde bereits gezeigt, dass in einem Mausmodell einer neurodegenerativen Erkrankung die Entfernung seneszenter Zellen die Gehirnfunktion dieser Tiere verbessert hat.
Aber was nicht bekannt war, ist dies: Könnte die Entfernung seneszenter Zellen aus dem Körper dazu beitragen, die Gehirnalterung und den kognitiven Abbau, der mit normalem Altern einhergeht, zu lindern? Jüngste Forschungen, die von Wissenschaftlern des Robert and Arlene Kogod Center on Aging der Mayo Clinic geleitet wurden und in der Ausgabe vom 21. Januar 2021 der Zeitschrift Aging Cell veröffentlicht wurden, versuchten, diese Frage zu beantworten.
Die Forscher wandten sich erneut einem Mausmodell zu, um diese Frage zu beantworten. Das Team verwendete transgene Mäuse. Diese Mäuse werden speziell für die medizinische Forschung gezüchtet und haben „fremde“ DNA in den Zellkern eines befruchteten Mauseis eingefügt. Wenn die Maus sich entwickelt, wird die fremde DNA Teil jeder Zelle. Diese speziell gezüchteten Mäuse ermöglichten es dem Team, ein Medikament zu verwenden, das selektiv Zellen abtötet, die P16ink4a exprimieren, ein Protein, das an der Zellzyklusregulation beteiligt ist und die Zellteilung verlangsamt.
Mit zunehmendem Alter der Organismen steigt die Expression des P16ink4a-Proteins. Dies hilft dem Körper, die Proliferation von Stammzellen zu reduzieren, was das Krebsrisiko verringert, aber gleichzeitig macht es den Körper anfällig für die Auswirkungen der SASP-Proteine und anderer Moleküle, die diese seneszenten Zellen produzieren. Da dieser Ansatz nicht garantieren konnte, dass alle seneszenten Zellen zerstört werden, verwendeten die Forscher auch einen Kombinationsmedikamentencocktail, um die verbleibenden seneszenten Zellen in den Mäusen zu bekämpfen. Die Forscher verwendeten mehrere Kohorten gealterter Mäuse (25 bis 29 Monate) sowie eine jüngere Gruppe zum Vergleich.
Die Ergebnisse waren ziemlich klar: Die Entfernung seneszenter Zellen in den Körpern und Gehirnen der gealterten Mäuse führte zur Linderung altersbedingter kognitiver Beeinträchtigungen, insbesondere von Störungen des räumlichen Gedächtnisses. Die Ergebnisse zeigten auch eine Verringerung der Marker für Seneszenz in den Neuronen des Hippocampus, einem Teil des Gehirns, der speziell mit Gedächtnis und Kognition assoziiert ist und der im Alter fortschreitendem Verfall unterliegt.
Die Beseitigung der seneszenten Zellen reduzierte auch signifikant Marker für Gehirnentzündungen, die eindeutig mit altersbedingten kognitiven Beeinträchtigungen in Verbindung gebracht wurden. Während die Autoren betonen, dass es noch nicht vollständig klar ist, wie genau zelluläre Seneszenz das Altern des Gehirns beeinflusst, zeigen die Ergebnisse ihrer Studie eindeutig, dass Therapien zur Beseitigung seneszenter Zellen einen vielversprechenden Ansatz zur Verjüngung des alternden Gehirns sowie zur Verbesserung des Gedächtnisses bei älteren Menschen bieten.
NAD und zelluläre Seneszenz
Wie wir in früheren Artikeln berichtet haben, hat NAD (Nicotinamidadenindinukleotid), das im Körper als wichtiges Coenzym oder Kofaktor wirkt und mit dem Alter auf natürliche Weise abnimmt, sehr vielversprechende Ergebnisse im Bereich der Anti-Aging-Forschung gezeigt, einschließlich des Bereichs der zellulären Seneszenz. Forschungsergebnisse der University of Queensland, Australien, veröffentlicht in der Ausgabe von Cell Reports vom 18. Februar 2020, zeigten, dass relativ niedrige Dosen von NMN wirksam bei der Wiederherstellung der Eizellenqualität bei gealterten Mäusen waren. Obwohl die anfängliche Forschung an Mäusen durchgeführt wurde, sind die Forscher sehr optimistisch hinsichtlich des Potenzials dieser Wirkstoffe bei der Behandlung der menschlichen Fruchtbarkeit.
Forscher haben in Mausmodellen eindeutig gezeigt, dass die Behandlung mit NAD starke Anti-Aging-Effekte auf das neurovaskuläre System verleiht, einschließlich verbesserter kognitiver Leistung. Darüber hinaus zeigte die Behandlung von Gefäßzellen alter Ratten (das biologische Alter von 24 Monate alten Mäusen entspricht etwa dem eines 60-jährigen Menschen), die fünf Tage lang mit NMN behandelt wurden, eine Wiederherstellung jugendlicher NAD-Werte und die Rückkehr der mitochondrialen Funktion. Wir haben auch an anderer Stelle diskutiert, dass NAD eine entscheidende Rolle für die optimale Funktion der Sirtuine (ausgesprochen „sir-TWO-ins“) spielt, einer Familie von Proteinen, die als Langlebigkeitsgene bekannt sind und die zelluläre Alterung regulieren.
Obwohl Praktiken wie Kalorienrestriktion und Fasten gezeigt haben, dass sie die NAD-Spiegel erhöhen, ist die tägliche Einnahme eines hochwertigen NAD+-Ergänzungsmittels der zuverlässigste, praktischste und effektivste Weg, um sicherzustellen, dass Sie Ihren NAD-Bedarf decken.
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Referenzen:
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