Nicht nur Gene zählen: Warum der Stoffwechsel das Tempo der Alterung bestimmt

Wenn jemand sichtbar jünger aussieht als seine Altersgenossen, ist von guten Genen die Rede. Doch diese allein erklären nicht, warum manche schneller altern und andere körperlich und geistig länger leistungsfähig bleiben. Ein wesentlicher Teil der Antwort liegt tiefer, in den Zellen. Dort steuern innere Stoffwechsel-Prozesse, wie zuverlässig sich Gewebe erneuert, wie gut Schäden behoben werden und wie schnell die Alterung voranschreitet.

Die Erkenntnisse stammen aus einer Arbeit der Universitätsmedizin Mannheim, veröffentlicht im Fachjournal Nature Metabolism. Das Team um Professorin Gergana Dobreva hat untersucht, warum Alterungsprozesse in bestimmten Zellen schneller ablaufen.

Stoffwechsel steuert Gene direkt im Zellkern

Der Stoffwechsel wirkt nicht nur als Energiequelle im Körper, er greift auch direkt in die Steuerung von Genen ein. Besonders deutlich zeigt sich dieser Zusammenhang im Herz-Kreislauf-System. Herz und Gefäße stehen ein Leben lang unter hoher Belastung. Schon geringe innere Fehlsteuerungen können ihre Funktion beeinträchtigen.

Entscheidend ist dabei nicht allein das Erbgut. Auch der Zustand des Zellstoffwechsels spielt eine zentrale Rolle. Er wirkt im Zellkern wie ein Regler und beeinflusst, welche Gene aktiv bleiben. Gerät dieses System aus dem Gleichgewicht, beschleunigt sich die Alterung – besonders im Herz-Kreislauf-System.

Im Inneren jeder Zelle liegt der Zellkern. Dort befindet sich die DNA. Sie ist nicht starr abgelegt, sondern flexibel organisiert. Chemische Markierungen steuern, welche Abschnitte gelesen werden. Diese Markierungen verändern sich ständig. Genau an dieser Stelle greift der Stoffwechsel ein: Bestimmte Stoffwechselprodukte gelangen in den Zellkern. Dort beeinflussen sie Enzyme, die diese Markierungen setzen oder entfernen. Fachleute sprechen von epigenetischer Steuerung. Sie entscheidet darüber, wie anpassungsfähig eine Zelle bleibt und wie gut sie Belastungen ausgleicht. Für die Alterung ist dieser Mechanismus entscheidend.

Eine wichtige Rolle spielt dabei ein Strukturprotein namens Lamin A/C. Es stabilisiert den Zellkern und sorgt dafür, dass das Erbgut geordnet bleibt. Gleichzeitig verbindet es den Stoffwechsel mit der Gensteuerung.

Fehlsteuerung im Zellkern beschleunigt Zellschäden

Lamin A/C sitzt an der Hülle des Zellkerns. Es hält die DNA in einer funktionierenden Anordnung und unterstützt Reparaturprozesse. Fällt dieses Protein aus oder arbeitet es fehlerhaft, verliert die Zelle an innerer Ordnung. Das ist von seltenen Erbkrankheiten bekannt. Betroffene entwickeln oft schon früh schwere Herz- oder Muskelschäden.

Die neue Arbeit erklärt nun, warum diese Folgen so gravierend sind. Ohne funktionierendes Lamin A/C gerät der Cystein-Stoffwechsel aus dem Gleichgewicht. Cystein ist eine Aminosäure, die an vielen Stoffwechselwegen beteiligt ist. Steigt ihre Verfügbarkeit, erhöht sich auch der Spiegel von Acetyl-CoA. Dieses Molekül beeinflusst epigenetische Markierungen stark. Gene werden dann dauerhaft falsch reguliert.

Alterung lässt sich über den Stoffwechsel beeinflussen

Die Folgen: Zellen entwickeln sich nicht mehr korrekt. Gene werden zwar verstärkt abgelesen, aber ungeordnet. Reparaturmechanismen arbeiten schlechter, Schäden sammeln sich an, die Zellen verlieren an Funktion oder altern schneller.

Besonders deutlich zeigt sich das im Herzmuskel. Dort müssen Zellen über Jahrzehnte zuverlässig arbeiten. Kleine Fehlsteuerungen summieren sich im Laufe der Zeit. Das erklärt, warum Herz und Gefäße im Alter besonders anfällig werden. Wird der Cystein-Stoffwechsel gedrosselt, stabilisieren sich viele Abläufe. In den Experimenten geschah das auf zwei Wegen:

• durch das gezielte Abschalten von Enzymen, die Cystein bilden oder abbauen
• durch eine verringerte Methionin-Zufuhr, da Methionin als Vorstufe von Cystein dient

In beiden Fällen normalisierte sich die epigenetische Steuerung. Herz- und Gefäßzellen entwickelten sich wieder geordneter. Die DNA-Reparatur verbesserte sich. Marker der Zellalterung nahmen ab.

Ernährung beeinflusst die Gensteuerung langfristig

Die Ergebnisse erklären auch, warum Ernährung langfristig wirkt. Aminosäuren, Energiezufuhr und Stoffwechselzustand beeinflussen direkt, wie Gene in Zellen gesteuert werden. Alterung folgt damit nicht nur dem genetischen Bauplan, sondern auch dem inneren chemischen Gleichgewicht.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Stoffwechsel ein wirkungsvoller Hebel ist, um epigenetische Programme umzugestalten und die Gesundheit über die gesamte Lebensspanne hinweg zu beeinflussen“, sagt Dobreva.

Für Menschen mit sogenannten Laminopathien sind diese Erkenntnisse besonders relevant. Die Erkrankungen sind selten, verlaufen aber oft schwer. Bisher fehlen gezielte Therapien. Die Studie eröffnet zumindest eine Perspektive. Ziel sei es, Wege zu finden, die Lebensqualität der Betroffenen zu verbessern.

Kurz zusammengefasst:

• Der Stoffwechsel beeinflusst die Alterung direkt, weil Stoffwechselprodukte im Zellkern steuern, welche Gene aktiv sind und wie gut Zellen Schäden reparieren.
• Ein Strukturprotein namens Lamin A/C verbindet Stoffwechsel und Gensteuerung; gerät dieses Zusammenspiel aus dem Gleichgewicht, altern Herz- und Gefäßzellen schneller.
• Bestimmte Stoffwechselwege lassen sich beeinflussen, wodurch sich epigenetische Fehlsteuerungen abschwächen und Zellfunktionen stabilisieren können – ein wichtiger Ansatz für gesundes Altern.

Übrigens: Warum manche Menschen trotz ähnlicher Lebensbedingungen deutlich gesünder altern, hängt offenbar nicht nur von Lebensstil oder Medizin ab, sondern auch von sehr alten genetischen Prägungen aus der Frühgeschichte Europas. Neue Daten zeigen, dass solche Unterschiede bis heute die Widerstandskraft im Alter beeinflussen. Mehr dazu in unserem Artikel.

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