Genetiker der Stanford University entdeckten abrupte Umbauprozesse auf molekularer Ebene, die zwischen 45 und 60 Jahren stattfinden. Diese Dynamik deutet darauf hin, dass altersbedingte Erkrankungen zu bestimmten Zeitpunkten im Leben deutlich häufiger auftreten.
Der Prozess des Alterns geht mit physiologischen Veränderungen einher, die stark mit kardiovaskulären Erkrankungen, Diabetes, Neurodegeneration und Krebs verbunden sind. Entscheidend dafür sind molekulare Umgestaltungen an Proteinen, Metaboliten und Zytokinen sowie bei der Transkription.
In einer Longitudinal-Studie mit 108 gesunden Personen im Alter von 25 bis 75 Jahren wurden vierteljährlich Blut- und Stuhlproben sowie Abstriche von Haut, Mund und Nase genommen. Daraus charakterisierte das Wissenschaftlerteam die Gesamtheit der RNA-Moleküle, Proteine, Metaboliten und Lipide (Omics-Daten) und bestimmte Zytokine und Laborparameter sowie das Mikrobiom von Stuhl, Haut, Mundhöhle und Nase. Beobachtete wurde im Median über 1,7 Jahre (mit einem Maximum von 6,8 Jahren). Wie die Analysen zeigten, bilden Tausende von Molekülen während des Alterns wellenförmige, veränderliche Muster. Bemerkenswert waren Scheitelpunkte um das 45. und 65. Lebensjahr. Im ersten Peak fielen fehlregulierte Moleküle im Lipid- und Alkoholmetabolismus auf. Im zweiten Scheitelpunkt waren es Moleküle, die mit der Immunfunktion zusammenhängen und letztendlich auf eine Immunoseneszenz hinwiesen. Betroffen waren auch Moleküle, die für die Nierenfunktion und im Kohlenhydratstoffwechsel wichtig sind. Bei beiden Peaks wurden zudem fehlregulierte Moleküle der Biochemie des Blutes gefunden, und es fiel eine Dysregulation bei der Haut- und Muskelstabilität auf.
Fehlregulierte Transkriptom-Module
Die Veränderungen in den 40er-Jahren waren überraschend. Allerdings war dafür nicht ein übergroßer Einfluss der Menopause bei den Frauen der Kohorte verantwortlich. Es zeigte sich, dass ähnliche Verschiebungen auch bei den Männern dieser Altersklasse auftraten.
Durch spezielle statistische Auswertungen wurden 11 Cluster molekularer Entwicklungspfade identifiziert, welche nicht lineare Veränderungen über die Lebensspanne hinweg zeigten. Bei 3 dieser Cluster ergaben sich klare, nachvollziehbare Muster: Ein Cluster war bis zum Alter von 60 Jahren stabil, dann fiel er rasch ab. Die beiden anderen Cluster schwankten lange, stiegen dann stark an und zeigten einen oberen Wendepunkt bei 55 bis 60 Jahren. Auch beim Krankheitsrisiko wurden nicht lineare Veränderungen festgestellt, wobei Cluster 2 mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf- und Nierenerkrankungen sowie Typ-2-Diabetes nach dem 60. Lebensjahr korrelierte.
In der Studie konnten Moleküle und Funktionswege identifiziert werden, die mit bestimmten Perioden des Alterns assoziiert waren. So änderte sich z. B. die Immunregulation und der Kohlenhydratstoffwechsel beim Übergang in das 6. Lebensjahrzehnt. Veränderungen in der kardiovaskulären Physiologie und im Lipid- und Alkoholstoffwechsel zeigten sich schon in den 40er-Jahren. Die Ergebnisse könnten das Verständnis für altersbedingte Krankheiten verbessern, so das Wissenschaftlerteam.
