Höhere Organismen wie wir Menschen bestehen aus Zellen von mehreren hundert verschiedenen Typen, wenn Sie alle symbiotischen Bakterienarten ausschließen, die wir mit uns führen. Die überwiegende Mehrheit der Zellen hat eine kurze endliche Lebensdauer: Sie hören auf zu reproduzieren und zerstören sich selbst oder werden nach einer Reihe von Fortpflanzungsabteilungen seneszent. Möglicherweise kennen Sie das Hayflick-Limit in Bezug auf dieses Thema: es ist die Anzahl der Male, die sich eine Zelle teilt, bevor sie sich aus dem Zellzyklus zu einem Schicksal der Zerstörung oder Seneszenz entfernt. Ebenso haben Sie wahrscheinlich von Telomeren gehört, den sich wiederholenden DNA-Sequenzen am Ende unserer Chromosomen. Die Länge der Telomere verkürzt sich mit jeder Zellteilung und bildet eine Art Countdown-Uhr, und zu kurze Telomere sind einer der Mechanismen, durch die die Zellteilung gestoppt wird.
Die Realität vor Ort ist viel komplexer als diese einfache Ansicht eines Zellteilungs-Countdowns. Einige Zellen teilen sich nicht und halten ein Leben lang, wie viele im Zentralnervensystem. Andere Zellen, wie Stammzellpopulationen, haben ihre Telomere wiederholt durch das Enzym Telomerase erweitert. Verschiedene Zellen in verschiedenen Teilen des Körpers haben sehr unterschiedliche Lebensspannen, und die komplexe Reihe von Prozessen, die diese Lebensspannen bestimmen, ist sehr variabel und reagiert auf die Umwelt und aufeinander.
Nichts davon hat jedoch wirklich viel direkten Einfluss auf die Lebensdauer eines Organismus. Sie können nicht einfach mit einem Zauberstab winken, der das Leben aller Zellen verlängern würde, und erwarten, eine ähnliche Verlängerung des Lebens im Organismus zu sehen – ob dies geschieht oder nicht, hängt von den komplizierten Details der Beziehung der Zellen zu Organen und Systemen ab. Die Lebensdauer der Zellen reicht bis in die Tiefen der Maschine, von internen bis zu Low-Level-Komponenten, die vom Gesamtverhalten der Maschine entkoppelt sind. Es gibt keinen besonderen Grund für die Lebensdauer der Zellen, etwas damit zu tun zu haben, wie lange die Maschine als Ganzes halten kann. Einige unserer Gewebe sind so konzipiert, dass sie alle ihre Zellen innerhalb weniger Tage sehr schnell durchlaufen und ersetzen. Andere Zellen werden nie ersetzt und leben so lange wie wir.
Das Zellverhalten ist den Bedürfnissen des Organs oder Systems untergeordnet, zu dem sie gehören. Die Zellen eines bestimmten Typs entwickelten sich zu ihrem gegenwärtigen Verhalten und ihrer typischen Lebensdauer, da sie, wenn sie als System in Verbindung mit anderen Zelltypen fungieren, ein funktionierendes Organ oder System erzeugen, das einen evolutionären Vorteil bietet. Wenn das mit viel Zellumsatz und kurzer Zelllebensdauer möglich ist, wird es sein. Wenn es mit wenig Zellumsatz und langer Zelllebensdauer möglich ist, wird es auch so sein – aber jeder Weg kann ein langlebiges und zuverlässig funktionierendes Organ hervorbringen. Zu diesem Punkt kommt ein kürzlich erschienener Artikel nach einer Tour durch die Hayflick-Grenze und die Telomerbiologie:
Lust for life: Breaking the 120-year barrier in human aging
Es ist wahr, dass sich unsere Telomere mit zunehmendem Alter verkürzen, aber nur für bestimmte Zellen und nur zu bestimmten Zeiten. Am wichtigsten ist, dass vertrauenswürdige Labormäuse Telomere haben, die fünfmal länger sind als unsere, aber ihr Leben ist 40 mal kürzer. Deshalb ist der Zusammenhang zwischen Telomerlänge und Lebensdauer unklar.
Anscheinend ist die Verwendung der Hayflick-Grenze und der Telomerlänge zur Beurteilung der maximalen menschlichen Lebensdauer vergleichbar mit dem Verständnis des Untergangs des Römischen Reiches durch Untersuchung der Materialeigenschaften des Kolosseums. Rom fiel nicht, weil das Kolosseum erniedrigt wurde; Das Kolosseum erniedrigte sich, weil das Römische Reich fiel.
Im menschlichen Körper altern die meisten Zellen nicht einfach. Sie werden repariert, gereinigt oder durch Stammzellen ersetzt. Ihre Haut verschlechtert sich mit zunehmendem Alter, da Ihr Körper seine normalen Reparatur- und Regenerationsfunktionen nicht ausführen kann.
Die Prozesse, die degeneratives Altern verursachen, treten auf der Ebene der Zellen und spezifischer Proteinmaschinerie innerhalb der Zellen auf und beeinträchtigen deren Fähigkeit, so zu arbeiten, wie sie sollten. Alte, beschädigte Zellen produzieren mehr alte, beschädigte Zellen, wenn sie sich teilen. Alte, beschädigte Stammzellen können einfach nicht mit ihren Aufgaben der Gewebeerhaltung Schritt halten. Langlebige Zellen werden zunehmend geschädigter und unfähiger oder sterben ab, was zu sehr sichtbaren Problemen führt, wenn dies im Nervensystem und im Gehirn geschieht.
Altern ist einfach eine Frage des Schadens. Aber wie dieser Schaden zu einem Systemausfall führt, ist keine einfache Frage von Zellen, die länger leben oder Zellen, die früher sterben – es sei denn, es handelt sich um einige langlebige Zelltypen. Jedes Gewebe versagt durch die gleichen allgemeinen Prozesse, aber diese Prozesse erzeugen eine sehr breite Palette von Versagensmodi, abhängig vom Charakter des Gewebes und der Zellen, aus denen es besteht. Gehen Sie über die vergleichende Einfachheit der Ursachen des Alterns hinaus, und alles wird immer komplexer, wenn Sie sich der Beschreibung der sehr unterschiedlichen Biologie tödlicher altersbedingter Krankheiten zuwenden. Aus diesem Grund ist das Eingreifen in die Ursachen absolut die beste und kostengünstigste Strategie, die einzige, die zu unseren Lebzeiten einen bedeutenden Fortschritt in Richtung menschlicher Verjüngung bewirken kann.
Als letzte Anmerkung, für mein Geld, würde ich wetten, dass Formen der Amyloidose die gegenwärtige äußerste begrenzende Bedingung für die menschliche Lebensspanne sind. Die Beweise deuten darauf hin, dass dies letztendlich Supercentenarians tötet, die widerstandsfähigen Individuen, die es über das Alter von 110 hinaus geschafft haben, alle tödlichen altersbedingten Erkrankungen zu vermeiden oder zu überleben, die ihre Altersgenossen forderten.