krise oder chance€¦ · bristlecone pine: ~ 5000 years some species age slowly, some very...
Post on 04-Aug-2020
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Gerhard WirnsbergerUniversitätsklinik für Innere Medizin Graz
Alter(n) -Krise oder Chance ?
Terminologie
”Altern" = Graduelle bzw. spontane Reifungs-prozesse von der Kindheit bis ins Erwachsenenalter mit Rückbildung im späteren Lebensalter.
"Seneszenz" = Verlust der Kapazität für Zellteilung, Wachstum und Funktionalität im Laufe des Lebens.
Altern ist ein generelles Phänomen !
Dahlia anemone: Non ageing
130 years59 years
Maximum lifespans in mammals
3 years
Bristlecone pine: ~ 5000 years
Some species age slowly,some very quickly.
Maximale Lebenserwartung
Sonnenblumen Vincent van Gogh 1888Mme. Jeanne Calment, 1875 - 1998
Lebenserwartung / Lebensspanne = Zeitperiode typisch für die Lebensdauer einer bestimmten Spezies.
Maximale Lebensspanne (tmax) = die maximale Lebenserwartung für eine bestimmte Spezies.
Terminologie
Mammalian Life Histories
Smallrodents
Dog &cats
Other primates Humans
Maturation is quickFertility is highAdults die young
Maturation is delayedReproduction is slowAdults grow old
Was heisst “Altern”?
Die Alterungsrate hat sich in denletzten tausend Jahren nichtverändert.
Die Lebenserwartung ist …… unabhängig von der Alterungsrate.
… abhängig von den Genen (30%),
bzw. Umwelt und Lebensstil (70%).
Von der Alterspyramidezur Altersurne
http://blog.thomsonreuters.com/index.php/europes-ageing-population-graphic-of-the-day/
Altern und Erwerbsleben
Altern und Erwerbsleben
Wie alt möchten Sie werden ?
Veränderte Grundstruktur (Organe, Muskel, Knochen etc.)
Veränderter Wasserhaushalt
Verminderte Stoffwechselkapazität
Veränderte Organfunktion(Funktionsreserve)
Altern erhöht die Individualität
max. H+ Rate,Muskelmasse, ICF
Körpertemperatur, pH - Wert
Pa02
KörperwasserNierengewicht
max. HarnkonzentrationRenaler BlutflussVO2 Reserve Kardiale Reserve
40
60
80
100
Junger Erwachsener 70 Jahre
% d
es ju
ngen
en E
rwac
hsen
en
Adaptiert nach Kenney et al. 1989
Phänomene des Alterns ...
Leistungsveränderungim Alter
Körperliche Muskelkraft, Herz- Kreislauf
Belastbarkeit Hören, Nahsehen,
Psyche Konzentration
Assoziationsvermögen
Geistig soziale Erfahrung, Weitsicht
Fähigkeiten Entscheidungsfähigkeit
Genetische Faktoren
Oxidativer Stress
Mitochondriale Dysfunktion
Hormonelle Veränderungen
Verkürzung der Telomere (“Hayflick Limit“)
Defekte Abwehrmechanismen
Accumulation von seneszenten Zellen
…
Warum altern wir Menschen ?
Biologie des AlternsDer Fadenwurm …
Genes and Aging
• Stress resistance genes
• Genes targeting inflammation
• Genes that slow basic metabolism, like IGF
• Overall genetic stability
Many genes shown to influence life span are involved in DNA damage repair and protection
Klotho Gen,die molekulare „Lebensspindel“
Die Schicksalsgöttin
Transmembranprotein mit ß-Glucosidase Aktivität.
Co-Rezeptor für das phosphaturische Protein FGF-23.
Hemmt die Insulin und IGF-1 Wirkung.
Mutation / Funktionsverlust verkürzt die Lebens-
erwartung und beschleunigt die Seneszenz
(Wachstumshemmung, Gefässverkalkung, Haut- und
Muskelatrophie, …)
Überexpression erhöht die Lebens-
erwartung (m: + 20-30 %, w: + 20 %)
Early Acting Lethal Gene
• Hutchinson-Gilford’s progeria.
• Starts to affect young children (3 - 5 years of age).
• Kills by 20 years of age.
• Single bad copy of the gene at the Lamin A locus.
• Very rare disease (just 12 progeric children alive at one time).
Life‐Span is Affected by the Environmental Manipulation
Life-span is increased by abstinence from reproduction.
A: normal flies
B: females that lack ovaries
C: virgin females
D: mated but sterilized females
Biology of Aging
Gene ChromosomeFood
Metabolism Oxidants(by-product)
Work(nerve, muscle, etc – function)
“Age is an accumulation of damage caused by oxidants.“
Energy
RNA
Protein
Smoking
Metabolism
Mitochondria
UV- lightRadioactivity
Different Sources of DNA Damaging Agents
Air pollution
A single mammalian cell sustains up to 10.000 oxidative DNA lesions per day
O2.-
O2.-
O2.-
O2.-
O2.-
Cheng et al. 2002
Protein Damage and AGEs Increase with Age
Results of AGEs Accumulation
Normal protein(Collagen)
Hip joint surface
cataract
Lung
Kasper and Funk, 2001
Motor Unit Remodeling with Aging
Motorneuronloss
Centralnervoussystem
Muscle
• Fewer motor units• More fibers/motor unit
AGIN
G
Changes in Strength with Aging
TelomereSubtelomeric region
Subtelomeric region
Telomere
centromereTelomeric DNArepeats (human):(TTAGGG)n
Metaphasechromosome
Telomere Location
Telomere Theory …
Telo
mer
e le
ngth
in b
p (h
uman
blo
od c
ells
)
Telomere length declines in dividing cells as we age
8,000
1,500
3,000
0 35 65Age in years
“Anti ‐ Aging“
“Großmutter Effekt“
Parabiose (“Junges Blut“)
Medikamente- NSARs, Metformin, Statine,TOR-Inhibitoren, ...
Ernährung- Kalorienrestrikton- Rotweineffekt- Antioxidantien
Training (Muskulatur, Gehirn, ...)
Biology of AgingThe Grandmother Effect
Care flows from old to young, increasing fitness of young.
Lahdenpera et al. Nature 2004,428:178-181
Analyzation of multiple generations
Slow growing community
In Finland: 537 women born in period 1702-18236.002 grandchildren
Fast-growing community
In Canada: 3.290 women born in period 1850-1879100.074 grandchildren
Biology of Aging
Reproduction
Lethal gene(s) passed on
Later Generations
Early Life Later Life (post-reproduction)
Lethal gene not passed on
X
Timing of Reproduction Controls the Evolution of Aging
“Parabiose“
Verjüngung von gealterten Progenitorzellen durch Einbeziehung eines jugendlichen Umfelds
Mickey Rooney, 90 a
Conboy et al. Nature 2005,433:760-764
The Immortality Business
Aubrey de Grey Britischer Bioinformatiker und theoretischer Biogerontologe
S6K: S6 kinase AMPK: AMP Kinase.
Kapahi and Vijg NEJM 2009, 361: 2669-70
Target of Rapamycin (TOR) Pathway isa Mediator of Life Span
Caloric Restriction
• 40 % reduction in caloric intake results in healthy, long-lived rodents, birds, fish and primates.
• Biomarkers of aging are altered …
- lower body temperature.
- reduced plasma insulin.
• Gene expression more stable. (sign of senescence delay)
Roth et al. Science 2002,297:81;Mair et al. Science 2003,301:1731.
Wie “altert“ unser Gehirn ?
Gehirn ... 2 % des Körpervolumens, braucht aber 25 % des Energieumsatzes.
Gehirn schrumpft pro Dekade um 2 %.
Abbau setzt ca. mit dem 30. Lebensjahr ein.
Ab dem 40. Lebensjahr sterben ca. 10.000 Nervenzellen pro Tag.
Menge der Neurotransmitter nimmt ab.
Kompensation durch Zunahme von Nervenverbindungen.
Zwei Typen gesellschaftlicher Lebenslaufstruktur
alt
mittel
jung
Alter alters-differenziert
Freizeit
Arbeit
Bildung
alters-integriert
Frei
zeit
Arb
eit
Bild
ung
Nach Baltes und Montada 1996
Altersgerechte Weiterbildung
“Learning by Doing“
Lernen ist nicht vom Altern abhängig, sondern
davon, wie die Weiterbildung organisiert ist.
Mortalitätsraten und Bildungsniveau nach Alter und Geschlecht
Huisman, M et al. J Epidemiol Community Health 2004;58:468-475
Barnett K et al. Lancet 2012,380:37-43.
Multimorbidität und Alter
Age group (years)
Patie
nts(%
)
Senescent Secretory Phenotype
Senescent cells secrete manyinflammatory cytokines (e.g., IL6,IL8), growth factors (e.g., PDGF,heregulin), proteases (e.g.,MMPs)
Inflam - AgingInflam - Aging
Nach Singh et al. Mayo Clin Proc 2008,83:1146-1153
Gesundheit und Funktionalität
Erfolgreiches Altern
Vermeidung von Krankheiten und Langzeitpflege
(Lebensstil/Umwelt)
SozialeNetzwerke /
Positive Lebens-einstellung
KognitiveGesundheit
(Lebenslanges Lernen)
PhysischeGesundheit(GenetischeFaktoren)
Goldie Jean Studlendgehawngeb. am 21. November 1945
Erfolgreich gealtert ...
Rolling Stones reif für ein Pflegeheim ?
Während letzten TourneeVersorgung durch Geriaterwegen häufiger Stürze.
Erfolgreich gealtert ?
• Toronto: 100‐jähriger knackt Rekord
• Marathon in 8h 25min 16sec
• Hat mit 89 mit dem Laufen begonnen
• Sein Geheimnis: Tee und Ingwercurry
Kleine Zeitung, 18. Oktober 2011
Erfolgreich gealtert ...
Healthy Aging ...
1st October 2015 ...
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