1. Alterung.word

1. Alterung
Ausgewählte Themen der Biologie
1. Alterung
Altern ist ein Teil der Embryogenese; es ist die letzte Etappe davon.
DIA 1 Lebensdauer wird durch die Evolution optimiert Unsere Lebensdauer, ähnlich der von
Tieren, ist evolutionär optimiert. Allgemein, die Tiere mit großer Körpergröße leben länger als
kleine, aber es gibt viele Ausnahmen von dieser Regel, wie Schildkröte und Rabe, die lange leben.
DIA 2 Progeria ist eine menschliche Krankheit, die durch eine Punkt-Mutation im laminA Gen
verursacht wird. Die Lamin Proteine bilden sich einen Netzwerk (einen sogenannten Nukleoskelett)
unter dem Zellkernmembran. Betroffene Kinder leben selten mehr als 13 Jahre, und sie zeigen
mehreren Zeichen des Alterns. Ihre Haut ist alt, und es treten kardiovaskuläre Probleme durch
Artherosclerosis auf. Progeria beweist, dass Altern genetisch verschlüsselt wird, aber es bedeutet
nicht notwendigerweise, dass laminA Gen die alleinige Ursache, wenn überhaupt, dafür ist.
DIA 3Werner Syndrom wird durch die Veränderung eines Helikase Gens auf dem Chromosom 8
verursacht. Es ist eine autosomal rezessive Mutation, was bedeutet, dass es in Patienten manifestiert
wird, die zwei Mutationsgene tragen. Betroffene Leute entwickeln sich normal bis zur Pubertät,
aber die sehen im Alter von 40 Jahren viel älter aus als ihr echtes Alter.
DIA 4 Unsere lange Lebensdauer. Die Menschliche Lebensdauer ist länger als die unserer
Verwandten und Tiere mit dem ähnlichen Körpergewicht. Außerdem nahm unsere
Lebenserwartung drastisch im Laufe der letzten Jahrzehnte zu. Lebenserwartung ist durch die
folgenden Faktoren bedingt:
Genetische Ursachen:
- verzögerte Embryogenesis und sexuelle Reifung wegen unseres größeren Schädels.
- Beteiligung von Großeltern an Kindererziehung
Soziologische Ursachen:
- bessere Nahrung
- bessere hygienische Bedingungen
- sichereres Leben (keine Kriege, Menschenrechte)
- Medizin
DIA 5 6 EXTRA ANFORDERUNG “Verdammtes”Alter: Unsere Körper verschlechtern sich, weil sie für die verlängerte Betrieb
nicht entworfen wurden, und weil wir sie drängen, lange über ihre Garantiezeit hinaus zu fungieren. Wenn Evolution den
menschlichen Körper für das gesunde Alter entworfen hatte, würden wir verschiedene Anatomie haben. Wir würden kürzere Statur
haben, sich vorwärts neigenden Rumpf, größere Ohren, vernetztere Augen, einen gebogenen Hals mit vergrößerten Wirbeln, dickeren
Platten und Knochen, Extramuskeln und Fett. Außerdem würde unser Sehnerv der Netzhaut besser anliegen; wir würden mehr
Klappen in den Venen haben, dem besseren Schutz von inneren Organen durch die Rippen haben, stellte Vorsteherdrüse, größeres
Band, stärkeren Wandmuskel und größeren Schließmuskel der Blase.
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Alterungstheorien
DIA 6 Alterungstheorien können in zwei Gruppen in Bezug auf vorgeschlagene Ursachen geteilt
werden. Die erste Gruppe von Theorien nimmt an, dass Altern durch innere (genetische) Ursachen
bedingt ist, um optimale Lebensdauer zur Verfügung zu stellen. Die andere Gruppe von Theorien
behauptet, dass Altern durch äußere Einflüsse verursacht wird. In vielen Theorien ist es schwierig,
die Ursachen zu trennen.
DIA 7 Freie Radikale Theorie, es sagt dass Alterung ensteht, weil Zellen Freie Radikale Schaden
mit der Zeit ansammeln. Für die meisten biologischen Strukturen verursachen die freien Radikale
Oxidativen-Schaden. Wie der Name andeutet, verhindern Antioxidationsmittel wie Vitamin C
Oxydation, weil sie freie Radikale reduzieren. Kürzlich hat die Beziehung zwischen Krankheit und
freien Radikalen zur Formulierung einer größeren Generalisation über die Beziehung zwischen
Altern und freien Radikalen geführt. In seiner "starken" Form stellt die Hypothese fest, dass Altern
per se ein freier radikaler Prozess ist. Die "schwache" Hypothese meint, dass die degenerativen
Krankheiten, die mit dem Altern allgemein vereinigt sind, freie Radikale Prozesse einschließen, und
dass, kumulativ, diese für Alterung verantwortlich sind. Die Letztere wird allgemein akzeptiert,
aber die "starke" Hypothese erwartet weitere Beweise. Die schädlichen Wirkungen können aus den
Mitochondrien stammen, da Mutationen der Mitochondrien die Freisetzung von freien Radikalen
verursachen. Das mitochondriale Genom ist für Mutationen mehr empfindlich, als die
Chromosomen im Zellkern, weil:
(1) Zellatmung findet hier statt; die Mitochondrien produzieren normalerweise freie Radikale
(2) das mitochondriales Genom ist mit Histonproteinen nicht gegen Mutationen geschützt
(3) es gibt kein mitochondriales DNA-Reparaturmechanismus (da, die Mitochondrien stammen von Bakterien)
Die schädlichen Wirkungen verstärken die Freisetzung der freien Radikalen. In Tieren mit langem
Lebensdauer sind die Superoxide-Dismutase Enzymen in einem höheren Konzentration translatiert.
DIA 8 Telomere Theorien (Genetische Uhr Theorie) Wie man experimentell gezeigt hat, sind
Telomere (Strukturen an den Enden von Chromosomen) mit jeder Zellteilung kürzer geworden.
Erklärung:
Die Replikation beginnt immer mit RNA Primer (Okazaki Fragmenten). Am Folgestrang kann
abschließend ein Primer gesetzt werden, aber genau dieser letzte Primer kann nicht mehr korrekt
von dem zweiten DNA-Polymerasekomplex in DNA umgeschrieben werden. Nach dem Entfernen
der RNA fehlt nämlich der Polymerase ein 3'-Ende, um mit der Synthese zu beginnen. Sie fehlt, da
die DNA ja an der Stelle zuende ist. Somit verkürzt sich die DNA mit jeden Replikationsschritt. Da
Telomere aus einer tandemartig-repetitiven Sequenz, also einer hintereinander sich wiederholenden
Sequenz aufgebaut sind (bei Menschen die Sequenz TTAGGG wiederholt sich 2500-mal am Ende
der Chromosomen), die keine Strukturgene beinhaltet, ist ein Verlust bis zu einer gewissen Länge
nicht von großem Nachteil. Man vermutet aber, dass die DNA mit zunehmender Replikationsanzahl
instabiler wird, da die stabilisierende Wirkung der Telomere immer schwächer wird. Eventuell
könnte dies ein genetisches Indiz für das Altern sein. Bei Keimbahnzellen und Stammzellen sowie
auch bei einigen Tumorzellen hat man ein Enzym namens Telomerase entdeckt, welches diesen
Verlust kompensiert. Dies ist eine Reverse Transkriptase, eine RNA-abhängige DNA-Polymerase,
in ihr liegt die repetitive Sequenz als Matrize vor. Sie verlängert den Leitstrang um einige
Sequenzen sodass die DNA-Polymerase nach erfolgtem Priming den Folgestrang synthetisieren
kann.
Weiterhin der Telomerverlust aktiviert das DNA-Reparierungsystem: ein wichtiges
Regulatorprotein, das p53 Protein kontrolliert die Reparierungsmechanismen der DNA, wenn es
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nicht erfolgreich ist, das Protein schaltet das „Selbstmord“ Program der Zelle ein (Apoptose oder
programmiertes Zelltod). Im Jahre 2009, der Nobelpreis in der Medizin wurde für die Entdeckung
dessen zuerkannt, wie Chromosomen durch Telomeren und das Enzym Telomerase geschützt
werden.
Verkürzerte Telomere aktivieren einen Mechanismus, der weitere Zellmultiplikation verhindert.
Das kann ein wichtiger Alterung Mechanismus sein, in Geweben wie Knochenmark, wo aktive
Zellteilung notwendig ist. Wichtig aber, dass die Mäuse, die telomerase fehlen, eine drastisch
reduzierte Lebensspanne nicht zeigen, wie die einfachste Version dieser Theorie voraussagen
würde. Wissenschaftler entdeckten, dass das Schlüsselelement im Wiederaufbau unseres
abbauenden Telomeren das "unsterblich machende" Enzym Telomerase ist, fand ein Enzym nur in
Keimzellen und Krebs-Zellen. Telomerase scheint, Telomer Manipulierung des "Abstoppen"Mechanismus zu reparieren und zu ersetzen, der die “Zellelebensdauer” kontrolliert. Die zukünftige
Entwicklung des telomerase Hemmstoffs kann im Stande sein, Krebs-Zellen zu verhindern, sich zu
teilen und kann sie vermutlich zurück in normale Zellen umwandeln.
DIA 9 Neuro-endokrin Theorie:
Das Neuroendokrinsystem erhält die Homeostase des Organismus. Im Gehirn das Hypothalamus reguliert durch
Relaesing Hormonen die Produzierung der Hypophysehormonen. Diese Hormone mit den anderen kontrollieren die
Hauptfunktionen des Körpers. Im späteren Lebensalter erfüllt das Neuro-endokrin System seine Funktion nicht mehr
vollständig, und die Homeostase erleidet so Schaden.
DIA 10 Abnutzungs Theorie: Unser Körper verschleisst während des Lebens: die Makromolekülen, die Zellen, die
Geweben werden verändert, die Regenerationsfähigkeit des Körpers wird verschlechtert.
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DIA 11 Mutations Theorie: Anhäufung von Mutationen während des Lebens
DIA 12 Akkumulation von Schadstoffen Theorie: Akkumulation von schädlichen
Stoffwechselprodukten während des Lebens verursachen Sörungen im Körpersystem. SäuerungsTheorie (ein Fall der Schadstoff-Akkumulation) sagt, dass einige Lebensmittel (Fleisch, Tomaten)
den Blut-pH übersauern können. Der pH-Wert des Blutes soll in einem optimalischen Grenzen
bleiben, deshalb die schädliche Stoffe werden in den Geweben gelagert. Die Hunza Menschen leben
in Bergen des Nord-Pakistan und trinken immer alkalisches Gletscher-Wasser.
DIA 13 Autoimmun Theorie: Steigerung der Zahl von Auto-Antikörpern gegen eigene Proteine, sie verhindern die
normalen Immunfunktionen. Manche typische Alterskrankheiten haben autoimmunologische Hintergrunden.
(Alzheimer -Krankheit)
DIA 14 Crosslinking” Theorie: In dem Bindegewebe verbinden sich die Moleküle Kollagen und Elastin chemisch:
es verursacht Wasserverlust und Stoffwechselvorgänge werden behindert, die Flexibilität der Geweben sinkt
DIA 15 Stammzell-Theorie: Nach dieser Theorie der Altern ist nicht anders, als die verschiedene Stammzellen
können nicht mehr differenzierte Zellen produzieren.
DIA 16 Evolutions Theorie: Der Körper ist bloss ein Werkzeug um die Gene an die Nachfolger effektiv
weiterzugeben , erfüllt er diese Funktion nicht mehr, ist er aus Hinsicht der Evolution wertlos.
DIA 17 Zusammenfassung: eine Menge von Ursachen beeinflussen die Alterung, aber der
hauptsätzlich der Hauptfaktor ist die vollständige verkürzerung der Telomeren. Aber
Telomerkürzerung und die andere Prozessen können auch im Zusammenhang sein:
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Telomerkürzerung kann zur nicht optimalischen Konditionen in der Zelle führen und so werden die
freie Radikelen aufgesammelt, usw.
Notizen:
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