Longevity, Magazin

8. Regeneration & Reparatur – Hallmarks of Health

Hallmarksofhealth 8 Regeneration

Wer krank ist, braucht Ruhe und Erholung, um den eigenen Körper nicht zu überstrapazieren und nötige Energie zur Bekämpfung der Krankheit zu nutzen. Wenn die Krankheit dann überwunden ist, kann es dennoch etwas dauern, bis der Körper wieder bei 100 Prozent ist. Der Körper muss Regenerieren und die entstandenen Beschädigungen wieder reparieren. Könnte er das nicht, würde er nach und nach Kraft und Funktionalität verlieren. Die Fähigkeit der Regeneration ist entscheidend für die Gesundheit des gesamten Körpers und jeder einzelnen Zelle, denn im schlimmsten Fall kann die fehlende Reparatur zu Erkrankungen führen. Zellen haben verschiedene Systeme für Reparatur und Regeneration. Hier erklären wir die Reparatur von DNA und Proteinen, es gibt jedoch etliche mehr, die alle wichtig sind und nur gemeinsam für einen funktionalen gesunden Körper sorgen können.

DNA

Schäden kommen bei allen wiederkehrenden Synthesemechanismen der Zelle vor. So auch bei der DNA, die bei jeder Zellteilung verdoppelt werden muss. Mögliche Beschädigungen sind falsche Zusammensetzungen auf Ebene der DNA-Sequenz oder falsche Faltungen der DNA. Das kann die Ursache für zahlreiche chronische Erkrankungen und Krebs sein. Sind nun auch noch die Gene bzw. Baupläne der Reparaturmechanismen beschädigt, führt das zu einer beschleunigten Alterung und einem erhöhten Krebsrisiko.

Doch das Immunsystem ist in diesem Fall in der Lage, beschädigte Zellen oder Krebsvorstufen zu erkennen und mittels der Killerzellen zu beseitigen. Das funktioniert bis zu dem Punkt gut, bis zu dem sich der Körper noch anpassen kann und die Homöostase (also das Gleichgewicht) aufrechterhält. Homöostatische Resilienz ist das 6. Hallmark of Health.

Proteine

Um ein funktionierendes Protein herzustellen, braucht es mehrere Schritte. Von der DNA, die in korrekter Form vorliegen muss, über die RNA bis hin zum fertigen Protein können viele Fehler passieren. Enzyme, die für diese Prozesse zuständig sind, können bereits defekt sein und so die Fehler dominoartig weiterverbreiten. Fehlerhafte Proteine können verklumpen und wichtige Versorgungen im Körper durch Verstopfung behindern. So sind viele neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson oder Chorea Huntington das Resultat von defekten Proteinen, die sich anhäufen. Um zu garantieren, dass Proteine richtig synthetisiert, gefaltet, modifiziert, transportiert und umgesetzt werden, wenden die Zellen verschiedene Mechanismen an.

Chaperone sind nach der Bezeichnung für Anstandsdamen bezeichnet und prüfen, ob Proteine richtig gefaltet sind. Ein weiteres System für die Qualitätskontrolle ist das Ubiquitin-Proteasom-System. Dort werden fehlerhafte Proteine vom Ubiquitin markiert – also ubiquitiniert. Die markierten Proteine werden anschließend im Proteasom abgebaut.

Alzheimer Vergesslichkeit Neurodegenerativ

Kommt es in diesen Systemen der Qualitätskontrolle zu Defiziten, werden altersbedingte Krankheiten beschleunigt. Sie können allerdings auch als Ansatz für Therapien verwendet werden. So könnte die Verabreichung von Chaperon-Fragmenten den Abbau der fehlerhaften Proteinaggregate bei Chorea-Huntington unterstützen und so den Krankheitsverlauf verlangsamen.

Regeneration auf allen Ebenen

Zellorganellen wie das Endoplasmatische Retikulum und die Mitochondrien haben Sensoren für fehlerhafte Proteine. Wenn diese Sensoren ein falsch gefaltetes Peptid erkennen, lösen sie über eine Reihe von Signalwegen entweder Reparaturmechanismen oder den eingeleiteten Zelltod aus, falls der Schaden nicht reparierbar ist.

Diese Beispiele der Reparatur und Regeneration spielen sich auf molekularer Ebene ab. Aber auch zelluläre und Geweberegeneration ist möglich. Es gibt Zelltypen, sogenannte Stammzellen, aus denen immer wieder neue verschiedenartige Zellen entstehen können. Durch Stammzellen und die schnelle Anpassung des Körpers ist es zum Beispiel möglich, dass sich eine Leber nach einer Teilentnahme erstaunlich schnell wieder regeneriert. Die Regenerationsfähigkeit ist von Gewebe zu Gewebe unterschiedlich. So ist es nur sehr begrenzt möglich, Neuronen wieder zu regenerieren, weshalb neurodegenerative Erkrankungen nicht geheilt, sondern lediglich verzögert werden können.

Je besser Reparaturmechanismen auf kleiner Ebene im Körper funktionieren, desto besser kann sich der gesamte Körper immer wieder erholen und so größere Schäden vermieden werden. Um dir einen Überblick zu verschaffen, welche Funktionen noch wichtig für einen gesunden Körper sind, schau in unserem Übersichtsartikel zu den Kennzeichen von Gesundheit vorbei.

Literatur:

López-Otín, Carlos, and Guido Kroemer. “Hallmarks of health.” Cell 184.1 (2021): 33-63. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33340459/

Bilder:

Die Bilder wurden unter der Lizenz von Shutterstock bzw. Canva erworben und dementsprechend gekennzeichnet.

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Über Priska Wörl

Priska studierte zunächst Biologie und molekulare Biologie, bevor sie den Master molekulare Medizin begann. Seit sie 13 ist beschäftigt sie sich mit geschriebenen Texten - zunächst als Zeitungsträgerin. Mittlerweile schreibt Priska selbst für unterschiedliche Magazine und beschäftigt sich in ihren Texten neben der Wissenschaft auch mit psychologischen, kulturellen und gesellschaftlichen Themen.

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