Warum sterben wir irgendwann - warum unperfekt?

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5 Antworten

Dass wir eines Tages gehen, ist eine unumstößliche Tatsache, dass wir im Vergleich zu Fruchtfliegen ein geradezu biblisches Alter erreichen auch. Irgendwann segnen selbst so rüstige Lebewesen wie die Galapagos Schildkröte das Zeitliche, und spätestens nach 410 Jahren bricht auch für die Island-Muschel, das bislang älteste bekannte Tier, die letzte Welle. Wir sind also nicht die einzigen Wesen, die Lebewohl sagen müssen - auch wenn das nur ein schwacher Trost ist.

Noch bevor wir als Gesamtorganismus sterben, sterben viele unserer gut 100 Billionen Zellen. Eine Ursache sind die Chromosomenenden - die Telomere: Sie nehmen mit jeder Zellteilung ab, bis sie zu kurz werden, so dass die Zelle nicht mehr teilungsfähig ist und stirbt. Eine weitere Ursache für das Zellsterben findet sich in der Zellerneuerung - auch wenn das paradox klingen mag. So werden unsere Hautzellen beispielsweise alle paar Monate erneuert, unsere Blutzellen im Schnitt alle vier Wochen. Die gealterten bzw. defekten Zellen werden im Gegenzug aus dem Verkehr gezogen. Denn würden sie im Gewebeverband verbleiben, müsste der Organismus irgendwann unter seiner eigenen Last zugrunde gehen. Um dies zu verhindern, haben vielzellige Organismen, zu denen neben Menschen und Tieren auch Pflanzen gehören, sogenannte Zelltodmechanismen entwickelt. Dadurch werden unerwünschte Zellen aus den Geweben entfernt.

Durch Zelltod verschwindet überflüssiges Gewebe

Solche Zelltodmechanismen steuern auch die Entwicklung und Formwerdung von Wirbeltieren. Ein Paradebeispiel dafür sind die Wachstumsstadien eines Frosches: Im Verlauf der Metamorphose verliert die Kaulquappe überflüssige Körperteile, etwa Schwanz und Schwimmhäute. Solche Auflösungsprozesse beruhen auf dem Zelltod.Während die Zellteilung einerseits ein starkes Gewebewachstum auslöst, sorgt der Zelltod dafür, dass überflüssige Gewebe verschwinden, damit aus Zellklumpen lebensfähige Organismen erwachsen.

Gut nachvollziehbar wird dies auch bei der Herausbildung unserer Finger und Zehen. Während die Glieder anfänglich durch Häute verbunden sind, verschwinden diese um den 60. Tag der Schwangerschaft. Mit anderen Worten: Die Zehen, die wir zum Gehen brauchen, haben sich herausgebildet. Die überflüssig gewordenen Häute sind dem Zelltod zum Opfer gefallen. Genauer gesagt dem programmierten Zelltod, auch Apoptose genannt. Die Apoptose wird durch ein zelleigenes Programm initiiert, das jede Zelle besitzt. Enzyme lösen eine Kettenreaktion aus, mit dem Ziel, den Zellkern zu zerstören.

Gestörter Zelltod macht krank

Die Chromosomenenden schrumpfen, bis die Zelle nicht mehr teilungsfähig ist.

Apoptosesignale können z.B. im Rahmen der normalen zellulären Alterung ausgelöst werden, aber auch durch Schädigung der Erbsubstanz, durch fehlerhafte Proteine und infektiöse Mikroorganismen wie Viren und Bakterien. Solche Krankheitserreger alarmieren die Immunabwehr.

Manchmal richtet sich das Immunsystem jedoch gegen den eigenen Körper. Der Grund: Um infizierte Zellen unschädlich zu machen, sendet das Immunsystem Killerzellen aus. Diese können gesunde von infizierten Zellen unterscheiden. Nur: wenn sie falsche Signale erhalten, attackieren sie gesunde statt kranke Zellen. Dies ist eine große Herausforderung für die Forschung. Denn der gestörte Zelltod verursacht nicht nur Autoimmunerkrankungen wie Rheuma oder Darmentzündungen, sondern auch Krebs - noch immer eine der häufigsten Todesursachen in unserer Gesellschaft.

Krebszelle lebt weiter vermehrt sich fleißig

Bei Krebszellen ist der programmierte Zelltod häufig gestört. Anstatt zu sterben, leben die Zellen weiter und vermehren sich so stark, dass sie gesundes Gewebe erdrücken. Um die dafür verantwortlichen Zelltoddefekte zu analysieren, versucht die Krebsdiagnostik herauszufinden, an welcher Stelle das Zelltodprogramm fehlerhaft ist. Häufig wird Krebs durch DNA-Schäden verursacht. Um dies zu überprüfen, wird das betroffene Gewebe einer DNA-Analyse unterzogen. Im Fall einer DNA-Schädigung müsste normalerweise die Apoptose - also der programmierte Zelltod – ausgelöst werden. Tatsächlich ist die Apoptose jedoch häufig gestört. Das hat zur Folge, dass die Krebszelle weiterlebt und sich fleißig vermehrt.

Ein Schwerpunkt der Krebsdiagnostik ist daher die eingehende Untersuchung solcher Störungen, und zwar für jeden einzelnen Tumor. Denn nur wenn klar ist, wodurch der Zelltod verhindert wird, können die Wissenschaftler Therapien entwickeln, die den natürlichen Zelltodmechanismus wieder auslösen.

Menschen werden kaum älter als 120 Jahre

Doch selbst wenn es eines Tages gelingen sollte, den Krebs zu bezwingen, werden wir nicht ewig leben. Warum? Eine mögliche Antwort gibt das sogenannte Hayflick-Limit, benannt nach dem amerikanischen Altersforscher Leonhard Hayflick. Er untersuchte in den 1960er Jahren die Teilungsrate menschlicher Bindegewebszellen und fand heraus, dass sie sich mit zunehmendem Alter immer seltener teilen, bis sie schließlich sterben. Aus den ermittelten Zellteilungen schloss er auf eine maximale Lebenserwartung von rund 120 Jahren.

Tatsächlich überschreiten Menschen kaum die 120er Marke. Die Französin Jeanne Calment, brachte es immerhin auf 122 Jahre.Verantwortlich für die limitierte Zellteilung sind die bereits erwähnten Chromosomenenden, die Telomere, die nach jeder Teilung schrumpfen bis die Zelle nicht mehr teilungsfähig ist und stirbt. Allerdings ist dieser Umstand keineswegs so beklagenswert, wie man vermuten möchte: Telomere sind zum anderen auch ein Schutz der Zellen vor Krebs. Es sieht so aus, als müssten unsere Zellen sterben, um nicht zu entarten.

An die 10.000 DNA-Schäden pro Zelle und Tag

Allerdings sterben die meisten Menschen eher mit 80 als mit 120 Jahren. Wie kommt es zu dieser nicht ganz unerheblichen Differenz von 40 Jahren? Bislang ging die Forschung davon aus, dass bei den meisten Menschen das Altern zu gut 30% von den Genen abhängt und zu etwa 70% vom Lebensstil und von Umweltfaktoren. Wer sich beispielsweise die Sonne auf den Pelz brennen lässt, riskiert nicht nur schmerzhafte Verbrennungen, sondern auch Zellschäden. Auch der zügellose Konsum von Alkohol und Zigaretten fördert nicht gerade die Zellgesundheit. Selbst der Stoffwechsel, im Grunde ein lebensnotwendiges System, geht mit Zellschädigungen einher.

Dies sind nur einige Faktoren, die dazu führen, dass jede Körperzelle an die 10.000 DNA-Schäden an nur einem Tag erleidet. Zwar werden 99,99% dieser Schäden durch zelleigene Reparaturmechanismen behoben. Doch im Laufe des Lebens summieren sich die verbleibenden Schäden so weit auf, dass die Zellen nicht mehr funktionsfähig sind. Und wenn die Zellen altern, altert der gesamte Organismus. Besonders deutlich wird dies an unserer Haut, die schlaff und faltig wird. So schleichen sich im Laufe des Lebens immer mehr Fehler ein. Bis der einst so vitale Körper nur noch mit halber Kraft arbeitet und er schließlich an Altersschwäche gebricht.

Das Altern hat noch eine weitere Ursache

Allerdings scheint die Altersschwäche nicht allein auf den Lebensstil und die damit einhergehenden Zellschäden zurück zu gehen. Dem widersprechen Hundertjährige, die nicht immer nur gesund gelebt haben. Auch Jeanne Calment soll bis zu ihrem 117. Lebensjahr geraucht haben. Und Altbundeskanzler Helmut Schmidt kann man sich ohne Zigarette gar nicht vorstellen. Man geht heute daher davon aus, dass besonders die sehr alten Menschen, also die, die über 100 oder 110 werden, dies nur werden können, wenn sie eine entsprechende genetische Konstitution haben.

Doch das Altern hat noch eine weitere Ursache: Unser Körper verfügt für jedes Organ über sogenannte Stammzellen. Sie sorgen für Nachschub an frischen Zellen, wenn beispielsweise Teile der Leber operativ entfernt wurden. Dann teilen sie sich so oft, bis das Gewebe nachgewachsen ist. Aber auch Stammzellen können altern. Aus defekten Stammzellen kann sich kein gesundes Organ regenerieren, und die Verknappung des Stammzellenpools führt dazu, dass keine Regeneration mehr stattfindet. Insofern hat die Verknappung des Stammzellenpools als unmittelbare Folge Altern und Tod.

Die Evolution hat kein Interesse mehr an uns

Es scheint so, als habe die Natur gute Gründe dafür, dass wir nicht unsterblich sind. Hierzu Prof. Christoph Englert, Altersforscher an der Universität Jena: "Man kann sich natürlich fragen, warum müssen wir eigentlich altern? Und eine mögliche Antwort wäre, dass wir sozusagen zum einen Platz machen müssen für die nächsten Generationen. Wir leben unter begrenzten Ressourcen, die wir teilen. [...] Der zweite Punkt ist, wenn wir unsere reproduktive Aktivität erfüllt haben, sprich: wenn wir Kinder bekommen haben, uns fortgepflanzt haben, dann hat die Natur, in gewisser Weise und auch die Evolution, kein Interesse mehr an uns. Dann sind wir sozusagen, wie das ein Kollege mal ausgedrückt hat, eine Wucherung am Lebensbaum. Nicht sehr erfreulich, aber tatsächlich ist das ein Gedanke, den man haben kann.“

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Kommentar von Kajawizu
10.10.2016, 12:15

wir werden ja auch von Tag zu Tag dümmer, weil täglich Gehirnzellen wiederwillig absterben, so ist es nun mal, vllt. werden wir mal transhumanoide :D

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Der Tod ist die Basis der Evolution. Soll heißen: ohne Tod kann sich nichts Neues entwickeln. Ganz einfach.

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Alterung ist ein sehr komplexer Prozess, aber die Zellteilung spielt da eine große Rolle. Bei jeder Zellteilung verkürzen sich die Enden (Proteine) der Chromosomen, dies ist bei jeder Spezies unterschiedlich. 

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Gott hat die Natur so geschaffen dass sie ewig funktioniert.

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Wir haben uns zu dem entwickelt, was wir sind. Perfekt bedeutet vollendet. Es gibt aber keinen Endzeitpunkt in der Evolution. Sie wirkt fortwährend. Universell perfekt könnten wir gar nicht sein, sondern immer nur auf unser Umfeld bezogen, welches sich stetig mit ändert.

Vergleicht man uns mit Maschinen, sind wir schon sehr gut, sehr weit entwickelt. Welche Maschine hält denn mit Originalbauteilen 70 bis 100 Jahre?

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