Longevity – Faktoren für ein langes, gesundes Leben

Die Idee, das Leben zu verlängern und die Lebensqualität im Alter zu erhalten, fasziniert die Menschheit seit Jahrhunderten.

In den letzten Jahrzehnten haben Wissenschaftler bedeutende Fortschritte im Bereich der Longevity bzw. Langlebigkeits-Forschung gemacht. Dabei wird zunehmend deutlich, dass unser Körper über eine Reihe von biologischen Mechanismen verfügt, die uns vor den negativen Auswirkungen des Alterns schützen können. Doch wie genau funktionieren diese Schutzmechanismen, und wie können wir sie aktiv unterstützen, um länger jung und vital zu bleiben? 

Im Laufe unseres Lebens sind unsere Zellen und insbesondere unsere DNA ständig schädigenden Reizen ausgesetzt, sei es durch äußere Einflüsse wie UV-Strahlen und Umwelttoxinen oder durch endogene Körperprozesse als Folge von vermehrter körperlicher Aktivität, Nährstoffüberladung oder Stress. 

Autophagie – Die Müllabfuhr der Zelle

Um dem entgegenzuwirken, verfügt unser Körper über verschiedene Hilfsmechanismen. Einer dieser Mechanismen ist die Autophagie, unsere körpereigene zelluläre Müllabfuhr.

Die Autophagie ist ein Prozess, bei dem beschädigte Zellbestandteile wie fehlgefaltete Proteine oder beschädigte Zellorganellen recycelt und in neue, funktionsfähige Strukturen umgebaut werden. Dieser „Aufräumprozess“ sorgt dafür, dass Zellen effizient arbeiten und Schadstoffe beseitigt werden. Studien zeigen, dass die Autophagie mit einer verlängerten Lebensspanne in Verbindung steht – je effektiver dieser Mechanismus funktioniert, desto länger bleiben Zellen gesund und vital.

Einer der am besten untersuchten Einflussfaktoren auf die Autophagie ist eine Kalorienrestriktion von mindestens 14 Stunden. Für diese Entdeckung erhielt der Japaner Yoshinoro Ohsumi 2016 den Nobelpreis. Das zugrundeliegende Wirkprinzip ist die dadurch ausgelöste Hemmung des sogenannten mTOR-Signalwegs. mTOR ist ein Stoffwechselschalter, der für anabole Prozesse wie die Regulation des Zellwachstums, der Zellproliferation oder den Aufbau von Biomasse entscheidend ist.

Die Aktivierung dieses Schalters erfolgt in erster Linie durch das Vorhandensein wichtiger Nährstoff- oder Energiequellen wie Glukose, Lipide, Aminosäuren oder ATP. 

Auch Wachstumsfaktoren wie Insulin oder IGF-1 sind wichtige Stimulatoren der mTOR-Aktivität, weshalb eine Überstimulation häufig mit der Entwicklung einer Insulinresistenz einhergeht. Diese wiederum wird mit vorzeitiger Alterung, Entzündungen und Immunschwäche in Verbindung gebracht. 

Eine Kalorienrestriktion verringert die Menge an verfügbarer Energie im Körper und induziert über die Aktivierung eines anderes Stoffwechselschalters, der so genannten AMP-aktivierten Proteinkinase (AMPK) eine Hemmung der mTOR Aktivität. Dementsprechend sind Maßnahmen wie intermittierendes Fasten, time-restricted feeding oder eine generelle Kalorienrestriktion wesentliche Faktoren, um Langlebigkeitseffekte auszulösen. Dabei scheint eine dauerhafte hypokalorische Ernährungsweise in Sachen Langlebigkeit vorteilhafter zu sein als intermittierende Fastenperioden.

Telomere als Schutzfunktion unserer Zelle

Dennoch unterliegen einige Recyclingprozesse unserer Zellen bestimmten Obergrenzen. Eine dieser Grenzen ist das so genannte „Hayflick-Limit“.

Schon in den sechziger Jahren entdeckte Leonard Hayflick, ein amerikanischer Gerontologe, dass normale menschliche Zellen in Zellkultur sich nur rund 50-mal teilen können. Diese Grenze an möglichen Zellteilungen ist dabei genetisch vorgegeben. 

Erst später fand die Wissenschaft heraus, wie es zu dieser Limitierung kommt: Wenn sich eine Körperzelle teilt, wird das Erbgut unserer Zellen, die DNA, verdoppelt. Dabei geht jedes Mal ein Stück davon verloren. Die DNA liegt in jeder Zelle in Form von Chromosomen vor. Die Endstücke dieser Chromosomen sind die sogenannten Telomere. Sie bestehen aus nicht-codierter DNA und dienen hauptsächlich dazu, dass das Enzym DNA-Polymerase, dort andocken kann, um das Erbmaterial bei der Zellteilung zu verdoppeln. Bei jeder Zellteilung verkürzen sich die Telomere, bis die DNA-Polymerase keine Andockstelle mehr hat und die Zelle damit nicht mehr teilungsfähig ist. Jede weitere Schädigung könnte nun zur Entartung oder zum Untergang einer Zelle führen. Dieser Prozess kann daher als eine Art biologische „Uhr“ betrachtet werden, die das Altern steuert.

Die gute Nachricht ist, dass es Mechanismen gibt, die unsere Zellen und deren Telomere vor schädigenden Einflüssen schützen und ihre Seneszenz verlangsamen können.

Das Enzym Telomerase spielt hier eine Schlüsselrolle, da es die Telomere wieder aufbauen und so die Lebensdauer der Zellen verlängern kann. Studien zeigen, dass regelmäßige Bewegung, Stressmanagement und eine ausgewogene, kalorienreduzierte Ernährung dazu beitragen können, die Telomerase-Aktivität zu fördern und den Alterungsprozess zu verlangsamen.

Oxidativer Stress als Treiber der zellulären Seneszenz

Damit es gar nicht erst zu einer übermäßigen zellulären Seneszenz und zu einer Schädigung unseres Erbmaterials kommt, sollte sich oxidativer Stress und die körpereigene antioxidative Kapazität die Waage halten.

Das bedeutet auf der einen Seite eine Reduktion prooxidativer Einflüsse, zu denen Toxine wie Alkohol, Rauchen oder Umweltschadstoffe ebenso gehören wie eine hohe Stressbelastung oder übermäßige körperliche Belastung.

Zum anderen kann die körpereigene antioxidative Kapazität durch verschiedene Faktoren verbessert werden. Hier empfiehlt sich eine Kombination aus direkten Antioxidantien aus der Nahrung wie Vitamin C oder Vitamin E, aber auch die Stimulation körpereigener antioxidativer Enzyme wie die Superoxiddismutase (SOD) oder die Katalase. Diese Enzyme können einerseits durch die Zufuhr wichtiger Kofaktoren wie Kupfer oder Selen unterstützt werden, andererseits kann ihre Genexpression durch spezielle Pflanzenstoffe wie Quercetin, Resveratrol oder EGCG gesteigert werden.

Sirtuine: Die Wächter der Langlebigkeit

Ein weiterer wichtiger Akteur ist die Proteinfamilie der Sirtuine. Sirtuine sind eine Gruppe von 7 Enzymen, die ebenfalls als wichtige Langlebigkeitsregulatoren gelten. Sie steuern zellprotektive Mechanismen wie Schutz vor oxidativem Stress, DNA-Reparatur, Proteinfaltung, Energieverwertung und Autophagie. Ihr Hauptwirkungsort sind die Mitochondrien, wo sie vor deren Abbau schützen und die Neubildung fördern. Darüber hinaus haben Sirtuine eine entzündungshemmende Wirkung. Dies schützt die Zellen vor Beschädigung und fördert ihre Langlebigkeit. Der erste Zusammenhang zwischen Sirtuinen und Langlebigkeit wurde bereits vor mehr als 20 Jahren bei Hefepilzen entdeckt und hat seitdem das wissenschaftliche Interesse beflügelt. 

Neben den verschiedenen Maßnahmen der Kalorienrestriktion wurden inzwischen auch zahlreiche pflanzliche Wirkstoffe beschrieben, die einen stimulierenden Einfluss auf Sirtuine haben können. Dazu gehören u.a. die bereits erwähnten Pflanzenstoffe Resveratrol, EGCG, Quercetin oder Curcumin. Auch das Polyamin Spermidin, welches unter anderem in Weizenkeimlingen oder Pilzen zu finden ist, hat einen aktivierenden Einfluss auf Sirtuine. Daneben ist es die einzig bekannte, natürliche Substanz, die die Autophagie aktivieren kann und zusätzlich eine DNA-stabilisierende Wirkung hat. Diese Eigenschaften hat Spermidin bei Longevity-Anhängern zu einer Art magic bullet gemacht.

Immunresilienz als weiterer Schlüsselfaktor

Neben den bereits beschriebenen Langlebigkeits-Mechanismen spielt auch unser Immunsystem bei der Gewährleistung eines langen und gesunden Lebens eine entscheidende Rolle. Unser Immunsystem muss in der Lage sein, infektiöse Eindringlinge oder entartete Zellen schnell und effektiv zu bekämpfen und auch auf alle anderen Arten von Entzündungsprozessen entschieden zu reagieren sowie sich anschließend selbst zu regulieren. Gleichzeitig muss es eine ausreichende Toleranz gegenüber körpereigenem Gewebe oder harmlosen Fremdstoffen aufweisen. Diese gezielte Modulation der Immunantwort wird auch als Immunresilienz bezeichnet und ist ein weiteres wichtiges Merkmal der Langlebigkeit.

Das moderne Leben mit seinen vielen negativen Lebensstilfaktoren hat dazu beigetragen, dass Menschen mit zunehmendem Alter zu chronischen Entzündungsprozessen neigen. Diese beschleunigen den Alterungsprozess und erhöhen das Risiko für altersbedingte Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Demenz. Dieses Phänomen wird oft als „Inflammaging“ bezeichnet, ein Kunstbegriff, der Entzündung und Altern zusammenfasst.

Ein weiterer Schlüsselfaktor für ein langes und gesundes Leben ist daher die Unterstützung des Immunsystems, angefangen bei der Reduzierung negativer Einflussfaktoren bis hin zur Zufuhr von Substanzen, die das Immunsystem bei der Regulierung seiner Immunantwort unterstützen.

Dazu gehört eine entzündungshemmende Ernährung, die reich ist an Antioxidantien, Omega-3-Fettsäuren und wenig verarbeiteten Lebensmitteln, aber auch regelmäßige Bewegung und ausreichend Schlaf. Daneben sollten entzündungsfördernde Einflüsse wie ein hoher Anteil an hoch-verarbeiteten und hoch-kalorischen Lebensmitteln oder chronischer Stress vermieden werden.

Hormetische Reize und ein intermittierender Lifestyle

Zusammenfassend zeigt sich, dass das Verständnis der biologischen Mechanismen, die uns vor dem Altern schützen, in den letzten Jahren erheblich zugenommen hat. Prozesse wie die DNA-Reparatur, Autophagie, Telomerase-Aktivität oder die Reduktion von oxidativem Stress spielen eine zentrale Rolle bei der Erhaltung unserer Gesundheit und Langlebigkeit. 

Einen wesentlichen Beitrag zur positiven Beeinflussung leisten dabei insbesondere die so genannten hormetischen Reize. Darunter versteht man die regelmäßige, aber niedergradige Exposition gegenüber potenziell schädlichen Reizen, die jedoch eine positive und gesundheitsfördernde Anpassungsreaktion in unserem Körper auslösen.

Hierzu zählen unter anderem Fasten, Sport, Hypoxie, Kälte, Hitze oder auch bestimmte Pflanzenstoffe. Sie alle führen zur Aktivierung verschiedener Stoffwechselschalter wie dem Nuclear factor erythroid-2-related factor 2. NRF2 ist ein so genannter Transkriptionsfaktor, der eine entscheidende Rolle bei der Regulation von über 250 Genen spielt, die vor allem an der zellulären Abwehr gegen oxidativen und nitrosativen Stress beteiligt sind. Ein Großteil dieser Gene beeinflusst dabei ebenfalls mitochondriale Funktionen wie die Elektronentransportkette oder die Biogenese. Dadurch spielt NRF2 eine wesentliche Rolle für den Zellschutz und der zellulären Entgiftung und wirkt darüber hinaus antiinflammatorisch und antiapoptotisch. 

Regelmäßige intermittierende Herausforderungen können daher eine wesentliche Strategie darstellen, um Langlebigkeitsprozesse zu fördern. 

Ein aktiver Lebensstil mit geringen Sitzzeiten und regelmäßiger Bewegung stellt dabei eine der wichtigsten Herausforderung dar. Auch hier lässt sich in Untersuchungen eine hormetische Dosis-Wirkung-Beziehung beobachten. Ein sitzender Lebensstil ist im Vergleich mit einem aktiven mit einer deutlich verringerten Lebenserwartung assoziiert. Umgekehrt ist zu beobachten, dass mehr als 10 Stunden intensive körperliche Aktivität diesen Effekt wieder abschwächt. Auch wenn die optimale Trainingsdosis noch unklar ist und wahrscheinlich von Person zu Person variiert, deuten neuere Studien darauf hin, dass 2,5 bis 5 Stunden moderate oder intensive körperliche Aktivität pro Woche den größten Nutzen bringen.

In Summe können regelmäßige, intermittierende Reize, gemeinsam mit regenerativen Strategien wie der Zufuhr bestimmter Nahrungsmittel oder Nährstoffen sowie ausreichendem und erholsamem Schlaf, dem vorzeitigen Alterungsprozess entgegenwirken und dabei helfen ein möglichst langes und gesundes Leben zu führen. 

Und wer weiß, vielleicht können wir es so schon bald mit Methusalem aufnehmen.

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