Das beste Video über die wissenschaftlichen Grundlagen des Alterns, das uns bekannt ist

Transkript in deutscher Sprache

- 00:00: Lässt sich das Altern aufhalten? Die physikalische Antwort ist zweigeteilt, denn das Altern selbst besteht aus zwei völlig unterschiedlichen Prozessen, die gleichzeitig im Körper ablaufen und kaum jemand trennt. Der eine ist thermodynamischer Natur. Ihr Körper verbraucht 70 Watt Dauerleistung – die Leistung einer Glühbirne – jede Stunde, jeden Tag, ausschließlich für Ihren Erhalt. 10.000 DNA-Schäden in jeder Zelle, täglich, werden erkannt und repariert. Millionen von Natriumionen werden jede Sekunde durch jede Nervenmembran gepumpt.

- 00:36: um die Spannungsdifferenz aufrechtzuerhalten, die es Ihrem Gehirn ermöglicht, diesen Satz zu verarbeiten. Beschädigte Proteine werden identifiziert, abgebaut, recycelt und wiederaufgebaut. Sie sind eine Maschine, die mit jedem Atemzug gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ankämpft. Und nach 60 oder 70 Jahren setzt sich dieser zweite Hauptsatz durch. Dieser Teil des Alterns lässt sich nicht aufhalten. Der andere Teil ist jedoch nicht physikalisch bedingt. Er ist biologisch programmiert. Gezielte Anweisungen Ihres Genoms, Reparatursysteme abzuschalten, die Zellzyklen zu verkürzen und die Energieproduktion zu verlangsamen – nach einem Zeitplan, der für eine Spezies geschrieben wurde, die selten älter als 40 wird. Dieser Teil ist Software. Es gibt ein Tier im Nordatlantik, das vor Newton geboren wurde und dessen Zellen eine andere Version dieser Software tragen. Und 2012 führten Forscher in Harvard ein Experiment mit alten, gebrechlichen und kognitiv nachlassenden Mäusen durch. Und diese Mäuse wurden jünger. Um zu verstehen, warum das für Ihren Körper relevant ist, müssen Sie verstehen, was

Entropie ist der Begriff in der Physik für Unordnung. Und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Unordnung in jedem physikalischen System mit der Zeit zunimmt. Ihr Körper bekämpft dies, indem er Energie für die Aufrechterhaltung aufwendet, und das Ausmaß dieser Aufrechterhaltung ist kaum zu überschätzen. Die 10.000 DNA-Schäden pro Zelle und Tag sind kein Zufall. Dazu gehören Einzelstrangbrüche durch oxidativen Stress, Doppelstrangbrüche durch Replikationsfehler und Basenmodifikationen durch Umweltchemikalien.

- 02:12: Jede dieser Schäden erfordert einen anderen Reparaturweg mit eigenen spezialisierten Enzymen. Die Qualitätskontrolle Ihrer Proteine läuft über drei parallele Systeme: Chaperone, die Fehlfaltungen verhindern, bevor sie entstehen, Proteasomen, die beschädigte Proteine in wiederverwertbare Aminosäuren zerlegen, und Autophagie, ein Prozess, bei dem die Zelle ihre eigenen beschädigten Bestandteile in membrangebundenen Kompartimenten verdaut. All dies läuft ununterbrochen in jeder Zelle ab, ein Leben lang. Ein Fünftel Ihrer Nahrung dient einzig und allein der

- 02:47: Aufrechterhaltung der Spannungsunterschiede an Ihren neuronalen Membranen – den elektrochemischen Gradienten, die die Erregung Ihrer Neuronen ermöglichen. Das ist der metabolische Preis für Leben und Bewusstsein. Diesen Preis zahlen Sie jede Sekunde Ihres Lebens. Und die dafür verantwortlichen Mechanismen verschleißen. Doch auch diese Mechanismen bestehen aus Molekülen, und Moleküle akkumulieren Schäden. Über Jahrzehnte entwickeln die Reparaturenzyme ihre eigenen Kopierfehler. Die Qualitätskontrollsysteme verlieren an Präzision.

- 03:20: Die Kosten für die Aufrechterhaltung der Ordnung steigen. Mehr Energie wird für immer weniger Reparaturen aufgewendet. Dies ist die thermodynamische Untergrenze des Alterns. Es ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, ausgedrückt in der Biologie. Und nichts wird sie jemals unterschreiten. Sterne altern. Berge erodieren. Das Universum selbst altert auf ein endgültiges kaltes Gleichgewicht zu, das so fern ist, dass die gesamte Menschheitsgeschichte dagegen wie ein erster Atemzug erscheint. Ihr Körper ist keine Ausnahme. Wäre Altern nur eine Frage der Thermodynamik, wäre die Geschichte hier zu Ende. Sie würden allmählich,

- 03:56: gleichmäßig verschleißen, und es gäbe nichts zu diskutieren außer der Physik des unausweichlichen Verfalls. Doch 1961 entdeckte ein Biologe etwas, das nicht ins Bild passte. Und seine Entdeckung verändert alles Folgende. Leonard Haflick kultivierte menschliche Zellen am Wistar Institute in Philadelphia. Die gängige Annahme in der Biologie war damals, dass sich normale menschliche Zellen, denen Nährstoffe zugeführt werden, unbegrenzt teilen würden. Diese zelluläre Unsterblichkeit galt als Standard. Haylick beobachtete die Teilung seiner Zellen, und sie verhielten sich nicht wie erwartet.

- 04:28: Sie teilten sich etwa 40 bis 60 Mal und hörten dann auf. Jede Kultur, jede Zelllinie, dasselbe Limit. Er wiederholte die Experimente. Er kontrollierte die Kontamination. Er variierte die Nährstoffe. Das Limit blieb bestehen. Seine Kollegen sagten ihm, seine Technik sei fehlerhaft, gesunde Zellen sollten in Kultur unsterblich sein. Haylick widersprach. Er glaubte, das Limit sei real, in den Zellen selbst angelegt, eine Eigenschaft, kein Fehler. Er veröffentlichte 1961, sah sich jahrelanger Skepsis in Fachkreisen ausgesetzt und sollte sich schließlich als völlig richtig erweisen. Haylick hatte den ersten Beweis dafür gefunden, dass Altern nicht nur thermodynamischer Verschleiß ist. Die Zellen zerfielen nicht durch zufällige Schäden. Sie zählten ihre Teilungen und hörten nach einem Zeitplan auf, als ob etwas in jeder Zelle Buch führte und beim Erreichen einer vorbestimmten Zahl die Bremse zog. Etwas fungierte als Uhr, und diese Uhr war nicht außer Betrieb. 

Das verändert die Frage völlig, denn wenn Altern teilweise ein

- 05:32: Programm ist, eine Reihe von Anweisungen, denen die Zelle folgt, dann stellt sich die Frage, ob diese Anweisungen verändert werden können. Was Hlick entdeckt hatte, war das Telomer, eine sich wiederholende Sequenz von DNA-Basen, die das Ende jedes Chromosoms wie eine Plastikkappe einen Schnürsenkel verschließt. Telomere enthalten keine Gene. Sie sind Schutzpuffer. Jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, verkürzen sich ihre Telomere leicht, da die molekulare Maschinerie, die die DNA kopiert, die allerletzten Nukleotide eines linearen Strangs nicht replizieren kann. Dies ist

- 06:03: eine geometrische Grenze, kein Fehler, eine physikalische Folge der Funktionsweise der DNA-Polymerase. Nach 40 bis 60 Teilungen verkürzen sich die Telomere auf eine kritische Länge, und die Zelle stellt entweder die Teilung ein und tritt in einen Zustand namens Unwissenheit ein oder leitet ihren eigenen Untergang ein. Hayix erklärte diese Grenze auf molekularer Ebene. Dieser Zähler befindet sich in jeder Zelle Ihres Körpers. Er läuft seit Ihrer Geburt. Ihre Immunzellen haben sich im Laufe Ihres Lebens tausendfach geteilt, um jede Infektion zu bekämpfen, die Sie je hatten.

- 06:36: Jede Erkältung, jede Grippe, jede Wunde, die aufplatzte und verheilte. Ihre Haut hat sich etwa alle zwei bis drei Wochen erneuert, und das seit 60 oder 70 Jahren – über tausend vollständige Erneuerungen des größten Organs Ihres Körpers. Ihre Darmschleimhaut erneuert sich alle drei bis fünf Tage und bildet seit Ihrer Geburt mehr als 5.000 Mal eine neue Darmoberfläche. Jede dieser Teilungen verkürzt die Tiumis dieser Zellen messbar. Die Zellen in Ihrem Körper mit 65 Jahren

- 07:10: weisen quantitativ kürzere Tiumis auf als die Zellen mit 30 Jahren. Und die Verkürzung variiert je nach Gewebe. Ihre Immunzellen, die sich am häufigsten geteilt haben, zeigen die stärkste Verkürzung. Ihre Gehirnneuronen, die sich selten teilen, behalten längere Tiumis. Der von Haylick entdeckte Mechanismus befindet sich in Ihrem Körper. Es läuft schon dein ganzes Leben lang und hat in verschiedenen Geweben je nach deren Beanspruchung unterschiedliche Strecken zurückgelegt. Ein Enzym namens Tomeorase kann die Länge der Talomere wiederherstellen, die

- 07:42: sich wiederholenden Sequenzen an die Chromosomenenden anfügen und so den Zähler quasi zurücksetzen. Es ist in deinen Stammzellen und Keimzellen aktiv, weshalb sich diese Zelllinien viel häufiger teilen können als normales Gewebe. In den meisten anderen Zellen deines Körpers ist die Tomeorase bewusst unterdrückt. Der Grund dafür ist ein evolutionärer Kompromiss. Ungehinderte Tomeorase-Aktivität ist genau der Mechanismus, den Krebszellen nutzen, um unsterblich zu werden. Krebszellen reaktivieren die Tomeore und teilen sich

- 08:13: unbegrenzt. Dein Körper unterdrückt die Tomeore in den meisten Zellen, um Krebs in Schach zu halten und akzeptiert eine begrenzte Lebensdauer der Zellen als Preis für die Tumorunterdrückung. Elizabeth Blackburn und Carol Grder erhielten 2009 den Nobelpreis für die Entdeckung der Tomeorase und das Verständnis dieses Kompromisses. Grider war damals Blackburns Doktorand. Sie entdeckten das Enzym im Algenschlamm eines Teichs. Der molekulare Schlüssel zur zellulären Alterung wurde in Einzellern aus einem Teich entdeckt. Alles bis hierhin deutet darauf hin,

- 08:45: dass die Alterung zwei Ebenen hat: eine thermodynamische, unveränderliche und eine programmierte Uhr, die den Zellstillstand ansteuert. Würde man hier aufhören zu lesen, käme man zu dem Schluss, dass die Uhr ein Einwegmechanismus ist. Sie tickt, die Telomere verkürzen sich, die Zellen stellen ihre Aktivität ein, und nichts kann diesen Prozess umkehren. Das glaubte die Biologie jahrzehntelang nach der Entdeckung des Telomers. Dann führte Harvard das Experiment durch. Im Jahr 2012 reaktivierten Forscher der Harvard Medical School die Telomere in Mäusen,

- 09:19: die gentechnisch so verändert worden waren, dass sie vorzeitig alterten. Diese Mäuse entsprachen älteren Menschen: geschrumpftes Gehirn, Organfunktionsstörungen, kognitiver Abbau, dünner werdendes Fell, verminderte Fruchtbarkeit und schlechte Wundheilung. Sie waren alt – messbar, sichtbar, funktionell. Nachdem die Tomeorase in ihren Zellen reaktiviert worden war, kehrte sich der Alterungsprozess um. Milz, Leber und Darm erreichten wieder ihre normale Größe und Funktion. Das Hirnvolumen nahm zu. Die kognitive Leistungsfähigkeit verbesserte sich in Labyrinthtests. Bei zuvor unfruchtbaren Tieren kehrte die Fruchtbarkeit zurück.

– 09:55: Die Mäuse hörten nicht einfach auf zu altern. Sie wurden jünger. Die Uhr war zurückgedreht worden. Man muss sich das erst einmal vorstellen. Haylick entdeckte den Zähler 1961. Fünfzig Jahre lang ging die Biologie davon aus, dass es nur in eine Richtung ginge: Zellen teilen sich, Telmire verkürzen sich, der Zähler läuft ab. Nichts konnte das umkehren. Das Harvard-Experiment widerlegte diese Annahme. Haylicks Uhr. Derselbe Mechanismus der Telmirverkürzung, den er entdeckt hatte, konnte durch die Reaktivierung eines einzigen Enzyms umgekehrt werden. Die Mäuse erhielten weder junge Organe noch Stammzelltransplantationen. Ihre

- 10:29: Eigene Zellen stellten das unterdrückte Enzym wieder her, bauten ihre Telomere wieder auf, nahmen die Zellteilung wieder auf und regenerierten Gewebe, das sich monatelang verschlechtert hatte. Die Voraussetzungen für diese Umkehrung waren die ganze Zeit vorhanden. Sie waren von demselben Genom deaktiviert worden, das sie geschaffen hatte. Dies konnte beim Menschen noch nicht reproduziert werden. Das Krebsrisiko einer breiten Aktivierung der Telomere im menschlichen Körper ist … 

Zentrales ungelöstes Problem: Dasselbe Enzym, das den Alterungsprozess umkehrt, nutzt Krebszellen, um unsterblich zu werden. Doch das Experiment

– 11:01: beweist etwas, was keine Theorie beweisen konnte: Die biologische Uhr ist keine Einbahnstraße. Unter den richtigen Bedingungen läuft sie rückwärts. Die Frage, um die sich das gesamte Forschungsgebiet heute dreht, ist: Wie weit kann sie zurückgehen und in wie vielen Systemen? Das Tielemir-Experiment zeigte, dass Haylicks Uhr zurückgedreht werden kann. Das ist schon radikal genug. Aber die Uhr ist nur ein System. Die Frage, die Haylicks Entdeckung aufwarf – können die Anweisungen verändert werden? –, reicht viel tiefer

– 11:31: als Tielemirs Experiment, denn es gibt eine Ebene von Anweisungen, die über dem gesamten Genom liegt und nicht nur Zellteilungen zählt. Sie steuert, welche Gene aktiv und welche inaktiv sind, welche Reparaturmechanismen laufen und welche abgeschaltet werden. Und sie verändert sich mit dem Alter in einem so konsistenten Muster, dass ein Wissenschaftler der UCLA daraus eine Uhr konstruiert hat. Man kann die Arbeit dieser Ebene spüren. Jede Ihrer Herzmuskelzellen enthält bis zu 5.000 molekulare Turbinen, sogenannte ATP-Synthesizer. Rotierende Motoren mit einem Durchmesser von nur wenigen Nanometern

- 12:03: rotieren mit 9.000 Umdrehungen pro Minute und produzieren so die Energie, die Ihre Zellen benötigen. Wenn Sie 65 Jahre alt sind, haben diese Turbinen etwa zweieinhalb Milliarden Herzschläge ohne Unterbrechung ermöglicht. Eine der längsten und anhaltendsten körperlichen Leistungen im bekannten Universum. Ich finde das bemerkenswert. Ab etwa 40 Jahren nimmt ihre Leistung ab. Sie kennen das Gefühl, diese typische Nachmittags-Dämpfung, die sich von Müdigkeit unterscheidet, eher wie ein etwas gedämpftes Licht in einem Raum. Dieser Rückgang ist nicht

- 12:33: nur mechanischer Verschleiß der Turbinen. Er wird teilweise durch Veränderungen in den Anweisungen auf Ihrer DNA reguliert. Epigenetische Modifikationen, die die Gene unterdrücken, welche die mitochondriale Produktion steuern. Die Hardware funktioniert weiterhin. Die Anweisungen weisen sie lediglich an, langsamer zu arbeiten. Im Jahr 2013 veröffentlichte der Biostatistiker Steve Horvath von der UCLA eine Entdeckung, die der Alternsforschung ihr präzisestes Messinstrument lieferte. Horvath entwickelte eine Methode zur Schätzung des biologischen Alters anhand des Musters von

- 13:05: Methylgruppen – chemischen Markierungen, die sich auf der DNA in Gewebeproben befinden. Die epigenetische Uhr. Sie ist auf wenige Jahre genau und stimmt nicht immer mit dem Kalenderalter überein. Zwei im selben Jahr geborene Personen können ein um ein Jahrzehnt oder mehr unterschiedliches biologisches Alter haben. Der eine ist biologisch 55, der andere biologisch 65, trotz identischer Geburtsurkunden. Diese Differenz ist nicht zufällig. Sie korreliert mit realen funktionellen Unterschieden: Gewebereparaturgeschwindigkeit, Stärke der Immunantwort, kardiovaskuläre Belastbarkeit, kognitive

- 13:41: Erhaltung. Ihr biologisches Alter ist das Alter, in dem Ihre Zellen tatsächlich funktionieren, und spiegelt die kumulative Wirkung aller Einflüsse wider, die Ihr Körper durchgemacht hat. Ihr Körper trägt in dieser Schicht eine biologische Aufzeichnung Ihres gesamten Lebens. Jedes Jahrzehnt körperlicher Aktivität führte zu einer geringeren Methylierung entzündungsfördernder Gene, wodurch diese weniger aktiv blieben und Gewebeentzündungen reduziert wurden. Jedes Jahr ausreichenden Schlafs verbesserte die Zugänglichkeit zirkadianer Gene und erhielt so die Rhythmen aufrecht, die die Reparaturprozesse in den Organen koordinieren.

– 14:13: Jede Phase chronischen Stresses führte zu einer höheren Methylierung stresspuffernder Gene, wodurch diese schwerer zugänglich wurden und die Regeneration verlangsamt wurde. Diese Aufzeichnungen sind spezifisch. Sie sind mit der heutigen Technologie lesbar und sammeln sich in jeder Zelle Ihres Körpers an, während Sie dies hören. Ihr Körper speichert diese Aufzeichnungen Ihr ganzes Leben lang. Die Frage ist, ob sich etwas davon löschen lässt. Im Jahr 2020 veränderte das Labor von David Sinclair an der Harvard-Universität diese Aufzeichnungen grundlegend.

– 14:45: Sie nahmen ältere Mäuse mit nachlassendem Sehvermögen, deren retinale Ganglienzellen mit jahrzehntelangen epigenetischen Markierungen belastet waren, und führten drei Gene, die sogenannten Yamanaka-Faktoren, ein, die den epigenetischen Zustand dieser Zellen teilweise zurücksetzten. Die DNA-Sequenz wurde dabei nicht verändert. Sie veränderten die Markierungen, die auf der DNA lagen, und setzten das epigenetische Programm auf eine frühere Version zurück. Sinclairs Zellen kehrten in einen jüngeren epigenetischen Zustand zurück. Das Sehvermögen der Mäuse verbesserte sich messbar.

– 15:17: Die Augen der gealterten Zellen begannen wieder zu sehen. Die DNA selbst hatte sich nicht verändert. Die darauf liegenden Anweisungen waren neu geschrieben worden. Und die Zellen befolgten diese neuen Anweisungen. Überlegen Sie, was das für die Zellen in Ihrem eigenen Körper bedeutet. Ein Teil des Abbaus, den Sie erleben, ist möglicherweise kein irreversibler thermodynamischer Schaden. Es könnte sich um epigenetische Programmierung handeln, um Anweisungen, denen Ihre Zellen folgen und die prinzipiell überarbeitet werden könnten. Ihre Zellen verhalten sich möglicherweise älter, als ihre DNA es erfordert.

– 15:49: Denn angesammelte epigenetische Markierungen signalisieren ihnen, langsamer zu arbeiten, Reparaturen zu reduzieren und in einem reduzierten Modus zu operieren, den die zugrunde liegende Hardware nicht benötigt. Telmirs zeigte, dass Haylicks Uhr umgekehrt werden kann. Die Epigenetik zeigt, dass das gesamte Betriebsprogramm neu geschrieben werden kann. Aber beides bezieht sich auf die Anweisungen für die Zukunft. Was die Zelle als Nächstes tut. 

Es gibt noch einen weiteren Mechanismus, der etwas anderes bewirkt: den Schaden, den die alten Anweisungen bereits angerichtet haben. Die Trümmer, die sich

- 16:21: über Jahre in Ihrem Gewebe angesammelt haben und mit etwas zusammenhängen, das Sie jeden Morgen in Ihrem Körper spüren. Wenn eine Zelle das Ende ihrer Teilungskapazität erreicht und sich nicht mehr teilt, geht sie in den Szinuszustand über. Eine Szinuszelle stirbt nicht. Sie verbleibt im Gewebe, belegt Platz, verbraucht Ressourcen und wirkt aktiv schädlich, indem sie einen Cocktail aus entzündungsfördernden Molekülen, die sogenannte Szinus, absondert. Der assoziierte sekretorische Phänotyp ist eine kontinuierliche Signalübertragung, die

- 16:52: umliegende gesunde Zellen schädigt und deren Alterung beschleunigt. Forscher nennen sie Zombie-Zellen. Nicht tot, nicht funktionsfähig, aktiv toxisch für ihre Nachbarzellen. In einem jungen Körper beseitigt das Immunsystem sie effizient. In einem älteren Körper verlangsamt sich dieser Prozess, und sie sammeln sich an. In Gelenken, Lunge, Nieren und Haut – ein unterschwelliger Schmerz, den viele Menschen über 65 ständig mit sich herumtragen. Die Gelenke, die nie richtig zur Ruhe kommen. Die Morgen, die länger dauern. Die Erholung, die früher über Nacht erfolgte und sich jetzt

- 17:23: über Tage hinzieht. Das allgemeine Gefühl, dass der Körper nicht mehr so optimal funktioniert wie früher, hat eine messbare zelluläre Komponente. Zellen, die noch im Gewebe eingebettet sind, senden weiterhin Entzündungssignale an die umliegenden gesunden Zellen. Ihr Körper verschleißt nicht nur durch thermischen Abbau. Er wird aktiv durch seine eigenen angesammelten Zombie-Zellen abgebaut, die sich in Ihrem Gelenkknorpel, Ihrem Lungengewebe, Ihren Nieren und Ihrer Haut befinden und Notsignale aussenden, die das

- 17:54: umliegende Gewebe schneller altern lassen. Wenn Sie diese leichte Entzündung spüren, den Schmerz, der nicht von einer Verletzung herrührt, die Steifheit, die nicht durch Anstrengung verursacht wird, dann spüren Sie unter anderem die kumulative Ausstrahlung von Zellen, die sich vor Jahren nicht mehr geteilt haben, aber nie abgestorben sind. Die Wissenschaft kann sie jetzt sehen, zählen und lernt, sie zu entfernen. Eine Medikamentenklasse namens Cenolytika. Aktuell in klinischen Studien am Menschen: Selektive Eliminierung zytotoxischer Zellen unter Schonung gesunden Gewebes.

- 18:26: Bei Mäusen verlängerte eine zynolytische Behandlung die gesunde Lebensspanne, verlangsamte den körperlichen Abbau und verbesserte die Funktion von Gelenken, Lunge, Nieren und Herz-Kreislauf-Gewebe. Die zytotoxischen Zellen können identifiziert, gezielt behandelt und eliminiert werden. Die Wissenschaft zeigt Folgendes: Jedes Ergebnis beantwortet die Frage. Hayicks Entdeckung im Jahr 1961 eröffnete neue Perspektiven. Er fand die innere Uhr. Das Tieamir-Experiment zeigte, dass die Uhr zurückgedreht werden kann. Die Mäuse in Harvard verjüngten sich. Ihre Organe regenerierten sich. Ihr Gehirn wuchs. Das epigenetische Experiment zeigte:

- 19:00: Das Betriebssystem kann umgeschrieben werden. Die blinden Mäuse in Sinclairs Labor erlebten, wie sich ihre Netzhautzellen wieder so verhielten, als wären sie Jahrzehnte jünger. Das zynolytische Experiment zeigte, dass die angesammelten Schäden beseitigt werden können. Die Entzündungssignale reduzierten sich. Der Gewebeabbau verlangsamte sich. Drei separate Mechanismen des Alterns. Jeder einzelne ist programmatisch und nicht thermodynamisch. Jeder dieser Prozesse ist bei Labortieren zumindest teilweise reversibel. Keiner davon ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Sie alle sind

- 19:31: biologische Programmierung. Und die Biologie reagiert, anders als die Thermodynamik, auf Eingriffe. Tom Kirkwood von der Universität Newcastle erklärte, warum diese Programmierung existiert. Seine 1977 veröffentlichte Theorie des „verzichtbaren Sommers“ beschreibt einen Kompromiss, den die natürliche Selektion zu Ihrem Vorteil eingegangen ist. In einer Welt begrenzter Ressourcen muss ein Organismus entscheiden, ob er Energie in die Fortpflanzung oder in die langfristige Erhaltung seines Körpers investiert. In den meisten Phasen der menschlichen Evolutionsgeschichte töteten äußere Bedrohungen Individuen lange bevor

- 20:06: die zelluläre Alterung eine Rolle spielte. Es lohnte sich nicht, den Körper über das 40. Lebensjahr hinaus zu erhalten. Die natürliche Selektion optimierte auf schnelle Fortpflanzung und minimale langfristige Reparatur. Die Evolution hat Ihren Körper zur Fortpflanzung geschaffen, nicht zur Langlebigkeit. Die Tatsache, dass Sie mit 65 Jahren noch leben, noch denken und immer noch Spannungsgradienten in 100 Milliarden Neuronen aufrechterhalten, ist eine technische Leistung, die die ursprünglichen Spezifikationen um Jahrzehnte übertrifft. Die Abschaltanweisungen Ihres Genoms wurden für eine kürzere Welt geschrieben.

- 20:37: Sie laufen noch immer in einer längeren. Die Natur hat bereits gezeigt, dass die biologische Uhr mit radikal unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen kann. Der Grönlandhai Microphilus lebt etwa 400 Jahre. Ein 2016 gefangenes Exemplar wurde per Radiokohlenstoffdatierung auf etwa 392 Jahre datiert; es wurde um 1620 geboren, als Galileo noch publizierte und Newton noch nicht geboren war. Vier Jahrhunderte im selben Körper im tiefen, kalten Wasser des Nordatlantiks. Sein Stoffwechsel lief nahe dem Gefrierpunkt.

- 21:12: Gefrierpunkt. Seine Zellteilungsrate verlangsamte sich auf einen Bruchteil dessen, was warmblütige Wirbeltiere erleben. Seine thermodynamischen Kosten erstreckten sich über einen Zeitraum, der die gesamte Geschichte der modernen Wissenschaft übersteigt. Ein weiterer Beweis liefert der Nacktmull. Er lebt etwa 30 Jahre, 10-mal länger als andere Tiere. 

Nacktmulle sind ähnlich groß und weisen eine Eigenschaft auf, die als vernachlässigbare Wissenschaftlichkeit bezeichnet wird. Ihre Sterblichkeitsrate steigt nicht mit dem Alter. Ein 25-jähriger Nacktmull hat kein höheres Sterberisiko als ein 5-jähriger.

- 21:50: Ihre Proteinkontrollsysteme, die Chaperonnetzwerke, die Fehlfaltungen verhindern, und die Proteasomen, die beschädigte Moleküle abbauen, behalten ihre Präzision weitaus länger bei als die anderer Säugetiere. Trotz der sich während ihres gesamten langen Lebens teilenden Zellen entwickelt sie fast nie Krebs. Die Qualle Turtops doi kann unter Stress von ihrer adulten Form in ihren juvenilen Zustand zurückkehren und so ihre Entwicklungsuhr vollständig zurücksetzen. Dies sind Machbarkeitsnachweise. Die biologische Programmierung des Alterns ist

- 22:24: nicht universell, nicht festgelegt und nicht die einzige Lösung, die das Leben gefunden hat. Verschiedene Organismen lösen dasselbe thermodynamische Problem mit unterschiedlichen Strategien. Die menschliche Strategie war für eine Welt voller Raubtiere, Infektionen und Hungersnöte optimiert. Eine Welt, die nicht mehr existiert. Irgendwo im Nordatlantik gleitet ein Grönlandhai durch kaltes, dunkles Wasser. Vier Jahrhunderte alt, geboren vor Newtons Entdeckung der Schwerkraft, trägt jede Zelle eine biologische Lösung für das Altern in sich. Diese Evolution hat dem Menschen nie das Genom gegeben.

- 22:57: Dieser Hai lebt. Die Mäuse in Harvard wurden jünger. Die Netzhautzellen in Sinclairs Labor begannen wieder zu sehen. Die Zombie-Zellen in den Gelenken der Mäuse wurden beseitigt und die Entzündung ging zurück. Hier verläuft die Grenze. Die thermodynamische Untergrenze lässt sich nicht verschieben. Sterne altern. Das Universum altert. Nichts, was aus Atomen besteht, entgeht dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Aber die biologische Programmierung, die über dieser Untergrenze liegt, die tickenden Uhren, die epigenetischen Markierungen, die den Zellen vorgeben, wie alt sie sich verhalten sollen, die

- 23:32: Zombie-Zellen, die Entzündungssignale aussenden. Diese Ebene ist nicht physikalisch. Sie ist der Kompromiss der Evolution für Bedingungen, die nicht mehr gelten, in einem Körper, der sein vorgesehenes Zeitfenster bereits um Jahrzehnte überschritten hat. Die Frage ist, ob die Wissenschaft diesen Kompromiss im menschlichen Körper neu verhandeln kann. Ob die epigenetischen Markierungen, die einer Maus-Netzhautzelle ihr Alter signalisierten, im menschlichen Auge zurückgesetzt werden können. Ob die Zombie-Zellen in Gelenken und Lunge im menschlichen Gewebe genauso effektiv beseitigt werden können wie in einer Maus.

- 24:05: Ob die Tomeore, die Haylicks Uhr in einem Harvard-Labor umkehrten, im menschlichen Körper aktiviert werden können, ohne Krebs auszulösen. Keine dieser Fragen ist für den Menschen bisher beantwortet. Alle diese Fragen wurden für Mäuse beantwortet. Die Lücke zwischen einer Antwort für die Maus und einer für den Menschen ist das Thema des nächsten Jahrzehnts der Wissenschaft. Die Atome in Ihrem Körper sind etwa 13 Milliarden Jahre alt. Sie haben Supernovae überstanden. Sie waren Teil von Sternen, Ozeanen, Gestein und tausend anderen Lebewesen.

- 24:37: Dinge über Zeiträume hinweg, die ein menschliches Leben unsichtbar machen. Diese besondere Anordnung dieser Atome, diese besondere Person, dieser besondere Körper, dieser besondere Körper hat nur einmal existiert und wird nicht wieder existieren. Wie lange dieser Zustand anhält, hängt teils von der Thermodynamik ab, die sich nicht beeinflussen lässt, teils von der Biologie, deren Funktionsweise wir zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit erforschen. Die Antwort ist noch nicht gefunden. Kann das Altern gestoppt werden? Die physikalische Antwort ist zweigeteilt:

– 00:05: Denn das Altern selbst entpuppt sich als zwei völlig unterschiedliche Prozesse, die gleichzeitig in unserem Körper ablaufen und kaum jemand trennt. Der eine ist thermodynamischer Natur. Unser Körper verbraucht 70 Watt Dauerleistung – die Leistung einer Glühbirne – jede Stunde, jeden Tag, ausschließlich, um uns intakt zu halten. 10.000 DNA-Schäden in jeder Zelle werden täglich erkannt und repariert. Millionen von Natriumionen werden jede Sekunde durch jede Nervenmembran gepumpt, um die Spannungsdifferenz aufrechtzuerhalten, die es unserem Gehirn ermöglicht,

– 00:40: diesen Satz zu verarbeiten. Beschädigte Proteine werden identifiziert, abgebaut, recycelt und wiederaufgebaut. Wir sind eine Maschine, die mit jedem Atemzug gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ankämpft. Und nach 60 oder 70 Jahren setzt sich der zweite Hauptsatz der Thermodynamik durch. Dieser Teil des Alterns lässt sich nicht aufhalten. Der andere Teil ist jedoch nicht physikalisch bedingt. Es handelt sich um biologische Programmierung. Gezielte Anweisungen Ihres Genoms, Reparaturmechanismen abzuschalten, die Zelluhren zu verkürzen und die Energieproduktion nach einem Zeitplan zu verlangsamen, der für eine Spezies vorgegeben ist,

- 01:14: die selten älter als 40 wird. Dieser Teil ist Software. Es gibt ein Tier im Nordatlantik, das vor Newton geboren wurde und dessen Zellen eine andere Version dieser Software tragen. Und 2012 führten Forscher in Harvard ein Experiment mit alten, gebrechlichen und kognitiv nachlassenden Mäusen durch. Und diese Mäuse wurden jünger. Um zu verstehen, warum das für Ihren Körper relevant ist, müssen Sie verstehen, was dadurch umgekehrt wurde. Entropie ist der Begriff in der Physik für Unordnung. Und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt,

- 01:46: dass die Unordnung in jedem physikalischen System mit der Zeit zunimmt. Ihr Körper bekämpft dies, indem er Energie für die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts aufwendet, und das Ausmaß dieser Energieaufnahme ist enorm. 

Die Bedeutung der DNA-Reparatur kann kaum überschätzt werden. Die 10.000 DNA-Schäden pro Zelle und Tag sind kein Zufall. Sie umfassen Einzelstrangbrüche durch oxidativen Stress, Doppelstrangbrüche durch Replikationsfehler und Basenmodifikationen durch Umweltchemikalien. Jede dieser Schäden erfordert einen anderen Reparaturweg mit eigenen spezialisierten Enzymen.

Ihre Protein-Qualitätskontrolle – 02:19: – läuft über drei parallele Systeme: Chaperone, die Fehlfaltungen verhindern, bevor sie entstehen; Proteasomen, die beschädigte Proteine in wiederverwertbare Aminosäuren zerlegen; und Autophagie, ein Prozess, bei dem die Zelle ihre eigenen beschädigten Bestandteile in membrangebundenen Kompartimenten verdaut. All dies läuft ununterbrochen in jeder Zelle, Ihr ganzes Leben lang. Ein Fünftel Ihrer Nahrung dient einzig und allein der Aufrechterhaltung der Spannungsunterschiede an Ihren neuronalen Membranen – den elektrochemischen Gradienten, die es Ihren Neuronen ermöglichen, Aktionspotenziale zu erregen.

Das ist der metabolische Preis für Leben und Bewusstsein. Diesen Preis zahlen Sie jede Sekunde Ihres Lebens. Und die dafür notwendigen Mechanismen verschleißen. Doch die Reparaturmechanismen selbst bestehen aus Molekülen, und Moleküle akkumulieren Schäden. Über Jahrzehnte entwickeln die Reparaturenzyme ihre eigenen Kopierfehler. Die Qualitätskontrollsysteme verlieren an Präzision. Die Kosten für die Aufrechterhaltung der Ordnung steigen. Mehr Energie wird für weniger Reparaturaufwand aufgewendet.

- 03:27: Dies ist die thermodynamische Untergrenze des Alterns. Es ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, ausgedrückt in der Biologie. Und nichts wird sie jemals unterschreiten. Sterne altern. Berge erodieren. Das Universum selbst altert auf ein endgültiges kaltes Gleichgewicht zu, das so fern ist, dass die gesamte Menschheitsgeschichte wie ein erster Atemzug erscheint. Ihr Körper ist keine Ausnahme. Wäre Altern nur eine Frage der Thermodynamik, wäre die Geschichte hier zu Ende. Sie würden allmählich und gleichmäßig verschleißen, und es gäbe nichts zu diskutieren außer der Physik des unvermeidlichen

- 04:00: Verfalls. Doch 1961 entdeckte ein Biologe etwas, das nicht ins Bild passte. Und seine Entdeckung verändert alles Folgende. Leonard Haflick kultivierte menschliche Zellen am Wistar Institute in Philadelphia. Die gängige Annahme in der Biologie war damals, dass sich normale menschliche Zellen, denen Nährstoffe zugeführt werden, unbegrenzt teilen würden. Diese Annahme der zellulären Unsterblichkeit war der Normalfall. Haylick beobachtete die Zellteilung und stellte fest, dass seine Zellen sich nicht so verhielten. Sie teilten sich etwa 40 bis 60 Mal und stellten dann die Teilung ein. Jede Kultur,

- 04:34: jede Zelllinie, dieselbe Grenze. Er wiederholte die Experimente. Er kontrollierte die Kontamination. Er variierte die Nährstoffe. Die Grenze blieb bestehen. Seine Kollegen sagten ihm, seine Methode sei fehlerhaft, gesunde Zellen müssten in Kultur unsterblich sein. Haylick widersprach. Er glaubte, die Grenze sei real, den Zellen selbst innewohnend, eine Eigenschaft, kein Fehler. Er veröffentlichte seine Ergebnisse 1961, sah sich jahrelanger Skepsis in Fachkreisen ausgesetzt und sollte schließlich vollends Recht behalten. Was Haylick entdeckt hatte,

- 05:07: war der erste Beweis dafür, dass Altern nicht nur thermodynamischer Verschleiß ist. Die Zellen zerfielen nicht durch zufällige Schäden. Sie zählten ihre Teilungen und stellten die Teilung nach einem Zeitplan ein, als ob etwas in jeder Zelle Buch führte und bei Erreichen einer vorbestimmten Zahl die Bremse betätigte. Etwas fungierte als Uhr, und diese Uhr war nicht optional. Das verändert die Fragestellung grundlegend, denn wenn Altern teilweise ein Programm ist, eine Reihe von Anweisungen, denen die Zelle folgt, dann lautet die Frage:

- 05:37: ob diese Anweisungen veränderbar sind. Hlick hatte das Telomer entdeckt, eine sich wiederholende Sequenz von DNA-Basen, die das Ende jedes Chromosoms wie eine Plastikkappe einen Schnürsenkel verschließt. Telomere enthalten keine Gene. Sie dienen als Schutzpuffer. Bei jeder Zellteilung verkürzen sich die Telomere leicht, da die molekulare Maschinerie, die die DNA kopiert, die allerletzten Nukleotide eines linearen Strangs nicht replizieren kann. Dies ist eine geometrische Grenze, kein Fehler, sondern eine physikalische Folge der Funktionsweise der DNA-Polymerase.

- 06:08: Nach 40 bis 60 Teilungen erreichen die Telomere eine kritische Länge, und die Zelle stellt entweder die Teilung ein und tritt in einen Zustand der Unsterblichkeit ein oder leitet ihren eigenen Untergang ein. Hlicks Grenze wurde auf molekularer Ebene erklärt. Dieser Zähler befindet sich in jeder Zelle Ihres Körpers. Er läuft bereits seit Ihrer Geburt. Ihre Immunzellen haben sich im Laufe Ihres Lebens tausendfach geteilt, um jede Infektion zu bekämpfen, die Sie je hatten. Jede Erkältung, jede Grippe, jede Wunde, die riss und dann

- 06:41: verheilte. Ihre Haut hat sich in den letzten 60 bis 70 Jahren etwa alle zwei bis drei Wochen erneuert – über tausend vollständige Erneuerungen des größten Organs Ihres Körpers. Ihre Darmschleimhaut hat sich alle drei bis fünf Tage erneuert und seit Ihrer Geburt mehr als 5.000 Mal eine neue Darmoberfläche von Grund auf aufgebaut. Jede dieser Teilungen verkürzt die Tiumis dieser Zellen messbar. Die Zellen Ihres Körpers mit 65 Jahren weisen quantitativ kürzere Tiumis auf als die Zellen mit 30 Jahren. Und die

- 07:15: Verkürzung variiert je nach Gewebe. Ihre Immunzellen, die sich am häufigsten geteilt haben, zeigen die größte Verkürzung. Ihre Gehirnzellen 

Chromosomen, die sich selten teilen, behalten längere Temomere. Der von Haylick entdeckte Mechanismus befindet sich in Ihrem Körper. Er ist Ihr ganzes Leben lang aktiv und hat in verschiedenen Geweben je nach deren Belastung unterschiedliche Längen erreicht. Ein Enzym namens Tomeorase kann die Temomerlänge wiederherstellen, die sich wiederholenden Sequenzen an die Chromosomenenden anfügen und so den Mechanismus effektiv zurücksetzen.

- 07:46: Er ist in Ihren Stammzellen und Ihren Keimzellen aktiv, weshalb sich diese Zelllinien viel häufiger teilen können als normales Gewebe. In den meisten anderen Zellen Ihres Körpers ist die Tomeorase bewusst unterdrückt. Der Grund dafür ist ein evolutionärer Kompromiss. Ungehinderte Tomeorase-Aktivität ist genau der Mechanismus, den Krebszellen nutzen, um unsterblich zu werden. Krebszellen reaktivieren die Tomeore und teilen sich unbegrenzt. Ihr Körper unterdrückt die Tomeore in den meisten Zellen, um Krebszellen in Schach zu halten.

- 08:18: und akzeptiert eine begrenzte Zelllebensdauer als Preis für die Tumorunterdrückung. Elizabeth Blackburn und Carol Grider teilten sich 2009 den Nobelpreis für die Entdeckung der Telomerase und das Verständnis dieses Zusammenhangs. Grider war damals Blackburns Doktorandin. Sie fanden das Enzym in Tetrahimmana-Teichschlamm. Der molekulare Schlüssel zur zellulären Alterung wurde in Einzellerorganismen aus einem Teich entdeckt. Alles bis hierhin deutet darauf hin, dass die Alterung zwei Ebenen hat. Eine thermodynamische, unveränderliche

- 08:49: und eine programmierte Uhr, die den Zellstillstand ansteuert. Würde man hier aufhören, käme man ehrlicherweise zu dem Schluss, dass die Uhr ein Einwegmechanismus ist. Sie tickt, die Telomere verkürzen sich, die Zellen stellen ihren Betrieb ein, und nichts kann diesen Prozess umkehren. Das glaubte die Biologie jahrzehntelang nach der Entdeckung der Telomerase. Dann führte Harvard das Experiment durch. Im Jahr 2012 reaktivierten Forscher der Harvard Medical School die Telomerase in Mäusen, die gentechnisch so verändert worden waren, dass sie vorzeitig alterten. Diese Mäuse entsprachen

- 09:23: älteren Menschen. Verkleinerte Gehirne, Organfunktionsstörungen, kognitiver Abbau, dünner werdendes Fell, verminderte Fruchtbarkeit, schlechte Wundheilung. Sie waren alt – messbar, sichtbar, funktionell. Nachdem die Tomeorase in ihren Zellen reaktiviert worden war, kehrte sich der Alterungsprozess um. Milz, Leber und Darm erreichten wieder ihre normale Größe und Funktion. Das Hirnvolumen nahm zu. Die kognitive Leistungsfähigkeit in Labyrinthtests verbesserte sich. Bei zuvor unfruchtbaren Tieren kehrte die Fruchtbarkeit zurück. Die Mäuse hörten nicht einfach auf zu altern.

- 09:58: Sie wurden jünger. Die Uhr war zurückgedreht worden. Man muss sich das erst einmal vorstellen. Haylick entdeckte den Zähler 1961. Fünfzig Jahre lang ging die Biologie davon aus, dass es nur in eine Richtung ginge. Zellen teilen sich, Telmire verkürzen sich, der Zähler läuft ab. Nichts kann das umkehren. Das Harvard-Experiment widerlegte diese Annahme. Haylicks Uhr. Derselbe Mechanismus der Telmirverkürzung, den er entdeckt hatte, konnte durch die Reaktivierung eines einzigen Enzyms umgekehrt werden. Die Mäuse erhielten weder junge Organe noch Stammzelltransplantationen. Ihre eigenen Zellen gaben das Enzym zurück, das

- 10:31: unterdrückt worden war, bauten ihre Telomere wieder auf, nahmen die Zellteilung wieder auf und regenerierten Gewebe, das sich monatelang verschlechtert hatte. Die Voraussetzungen für die Umkehrung waren die ganze Zeit vorhanden. Sie waren von demselben Genom, das sie geschaffen hatte, deaktiviert worden. Dies konnte beim Menschen noch nicht reproduziert werden. Das Krebsrisiko einer breiten Aktivierung der Telomere im menschlichen Körper ist das zentrale ungelöste Problem. Dasselbe Enzym, das den Alterungsprozess umkehrt, nutzt Krebs, um unsterblich zu werden. Doch das Experiment beweist etwas, was keine Theorie beweisen konnte. Die

- 11:03: biologische Uhr ist keine Einbahnstraße. Unter den richtigen Bedingungen läuft sie rückwärts. Die Frage, um die sich das gesamte Forschungsgebiet nun dreht, ist, wie weit sie zurückgehen kann und in wie vielen Systemen. Nun zeigte das Tielemir-Experiment, dass Haylicks Uhr zurückgedreht werden kann. Das ist radikal genug. Aber die Uhr ist nur ein System. Die Frage, die Haylicks Entdeckung aufwarf, lautet: Können die Anweisungen geändert werden? Es stellt sich heraus, dass es viel tiefer geht als nur die Anzahl der Zellteilungen, denn es gibt eine Ebene von Anweisungen,

- 11:33: die über Ihrem gesamten Genom liegt und nicht nur die Zellteilungen zählt. Sie steuert, welche Gene aktiv und welche inaktiv sind, welche Reparaturmechanismen laufen und welche abgeschaltet werden. Und sie verändert sich mit dem Alter in einem so konsistenten Muster, dass ein Wissenschaftler der UCLA daraus eine Uhr entwickelt hat. Sie können diese Ebene spüren. Jede Ihrer Herzmuskelzellen enthält bis zu 5.000 molekulare Turbinen, sogenannte ATP-Synthes. Rotierende Motoren mit einem Durchmesser von nur wenigen Nanometern, die sich mit 9.000 Umdrehungen pro Minute drehen.

- 12:06: um die Energie zu produzieren, die Ihre Zellen benötigen. Wenn Sie 65 Jahre alt sind, haben diese Turbinen etwa zweieinhalb Milliarden Herzschläge ohne eine einzige Pause ermöglicht. Eine der längsten und nachhaltigsten körperlichen Leistungen im bekannten Universum. Ich finde das bemerkenswert. Ab etwa 40 Jahren nimmt ihre Leistung ab. Sie kennen das Gefühl, diese besondere Nachmittagsmüdigkeit, die sich von normaler Erschöpfung unterscheidet, eher so, als würde das Licht in einem Raum etwas schwächer. Dieser Leistungsabfall ist nicht nur mechanischer Verschleiß.

– 12:36: Er wird teilweise durch Veränderungen der genetischen Informationen in Ihrer DNA reguliert. Epigenetische Modifikationen, die ... 

Die Gene, die die mitochondriale Produktion steuern, funktionieren noch. Die Anweisungen weisen sie jedoch an, langsamer zu arbeiten. Im Jahr 2013 veröffentlichte der Biostatistiker Steve Horvath von der UCLA eine Entdeckung, die der Alternsforschung ihr präzisestes Messinstrument lieferte. Horvath entwickelte eine Methode zur Schätzung des biologischen Alters anhand des Musters von Methylgruppen – chemischen Markierungen – auf der DNA in jeder Gewebeprobe.

- 13:07: Oberfläche der DNA in jeder Gewebeprobe. Die epigenetische Uhr. Sie ist auf wenige Jahre genau und stimmt nicht immer mit dem Kalender überein. Zwei im selben Jahr geborene Personen können biologisch unterschiedliche Alter haben, die sich um ein Jahrzehnt oder mehr unterscheiden. Der eine ist biologisch 55, der andere biologisch 65, trotz identischer Geburtsurkunden. Diese Differenz ist nicht zufällig. Sie korreliert mit realen funktionellen Unterschieden: Geschwindigkeit der Gewebereparatur, Stärke der Immunantwort, kardiovaskuläre Belastbarkeit, kognitive Leistungsfähigkeit. Ihr biologisches Alter ist das

- 13:44: Alter, in dem Ihre Zellen tatsächlich arbeiten, und es spiegelt die kumulative Wirkung aller Einflüsse wider, die Ihr Körper durchgemacht hat. Ihr Körper speichert in dieser Schicht eine Art biologisches Archiv Ihres gesamten Lebens. Jedes Jahrzehnt körperlicher Aktivität führte zu einer geringeren Methylierung entzündungsfördernder Gene, wodurch diese weniger aktiv sind und Gewebeentzündungen reduziert werden. Jedes Jahr mit ausreichendem Schlaf verbesserte die Zugänglichkeit zirkadianer Gene und erhielt so die Rhythmen aufrecht, die die Reparaturprozesse in den Organen koordinieren. Jede Phase chronischen Stresses führte zu einer höheren Methylierung stresspuffernder Gene, wodurch diese schwerer zugänglich werden und die Regeneration verlangsamt wird. Dieses Archiv ist spezifisch. Es ist mit der heutigen Technologie lesbar und sammelt sich in jeder Zelle Ihres Körpers an, während Sie dies hören. Ihr Körper hat dieses Archiv Ihr ganzes Leben lang geführt. Die Frage ist, ob sich etwas davon löschen lässt. Im Jahr 2020 veränderte das Labor von David Sinclair an der Harvard-Universität dieses Archiv auf eine Weise, die das Bild grundlegend verändert. Sie nahmen ältere Mäuse mit

- 14:48: nachlassendem Sehvermögen, deren retinale Ganglienzellen über Jahrzehnte hinweg epigenetische Markierungen angesammelt hatten, und führten drei Gene, die sogenannten Yamanaka-Faktoren, ein, die den epigenetischen Zustand dieser Zellen teilweise zurücksetzten. Sie veränderten nicht die DNA-Sequenz, sondern die darauf liegenden Markierungen und setzten das epigenetische Programm auf eine frühere Version zurück. Sinclairs Zellen kehrten in einen jüngeren epigenetischen Zustand zurück. Das Sehvermögen der Mäuse verbesserte sich messbar.

- 15:20: alternde Augen begannen wieder zu sehen. Die DNA hatte sich nicht verändert. Die darauf liegenden Anweisungen waren neu geschrieben worden. Und die Zellen befolgten diese neuen Anweisungen. Überlegen Sie, was das für die Zellen in Ihrem eigenen Körper bedeutet. Ein Teil des Abbaus, den Sie erleben, ist möglicherweise kein irreversibler thermodynamischer Schaden. Es könnte sich um epigenetische Programmierung handeln, um Anweisungen, denen Ihre Zellen folgen und die prinzipiell überarbeitet werden könnten. Ihre Zellen verhalten sich möglicherweise älter, als ihre DNA es erfordert, weil sich epigenetische Markierungen angesammelt haben.

- 15:52: Diese Markierungen weisen die Zellen an, langsamer zu werden, Reparaturprozesse zu reduzieren und in einem reduzierten Modus zu arbeiten, den die zugrundeliegende Hardware nicht benötigt. Telmirs zeigte, dass Haylicks Uhr umgekehrt werden kann. Die Epigenetik zeigt, dass das gesamte Betriebsprogramm neu geschrieben werden kann. Beide Ansätze beziehen sich jedoch nur auf die zukünftigen Anweisungen, also darauf, was die Zelle als Nächstes tut. Es gibt noch einen weiteren Mechanismus, der etwas anderes betrifft: den Schaden, den die alten Anweisungen bereits verursacht haben, die Trümmer, die sich über Jahre in Ihrem Gewebe angesammelt haben.

- 16:23: Dies hängt mit etwas zusammen, das Sie jeden Morgen in Ihrem Körper spüren. Wenn eine Zelle das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat und sich nicht mehr teilt, tritt sie in den sensibilisierten Zustand ein. Eine sensibilisierte Zelle stirbt nicht. Sie verbleiben im Gewebe, beanspruchen Raum, verbrauchen Ressourcen und wirken aktiv schädlich, indem sie einen Cocktail aus entzündungsfördernden Molekülen, die sogenannte Szinsessenz, sowie den assoziierten sekretorischen Phänotyp absondern. Dieser sendet kontinuierlich Signale aus, die umliegende gesunde Zellen schädigen und deren Alterung beschleunigen.

- 16:54: Forscher nennen sie Zombie-Zellen. Nicht tot, nicht funktionsfähig, sondern aktiv toxisch für ihre Nachbarzellen. In einem jungen Körper werden sie vom Immunsystem effizient beseitigt. In einem älteren Körper verlangsamt sich dieser Prozess, und sie reichern sich an. In Gelenken, Lunge, Nieren und Haut entsteht ein unterschwelliger Schmerz, den viele Menschen über 65 als ständige Belastung mit sich tragen. Gelenke, die nie richtig zur Ruhe kommen. Morgens, die länger brauchen, um in Schwung zu kommen. Die Erholung, die früher über Nacht erfolgte, dauert nun Tage. Das allgemeine Gefühl,

- 17:26: dass der Körper nicht mehr so leistungsfähig ist wie früher, hat eine messbare zelluläre Komponente. Zellen, die noch im Gewebe eingebettet sind und weiterhin entzündungsfördernde Signale an die gesunden Zellen in ihrer Umgebung aussenden. Ihr Körper verschleißt nicht nur durch thermischen Zerfall. Er wird aktiv durch seine eigenen, sich angesammelten Zombie-Zellen abgebaut, die sich in Ihrem Gelenkknorpel, Ihrem Lungengewebe, Ihren Nieren und Ihrer Haut befinden und Stresssignale aussenden, die das umliegende Gewebe schneller altern lassen. Wenn Sie

- 17:57: eine leichte Entzündung, Schmerzen, die keine Verletzung sind, Steifheit verspüren 

Das kommt nicht von Anstrengung; ein Teil dessen, was Sie spüren, ist die kumulative Ausschüttung von Zellen, die sich vor Jahren nicht mehr geteilt haben, aber nie abgestorben sind. Die Wissenschaft kann sie jetzt sehen, zählen und lernt, sie zu entfernen. Eine Medikamentenklasse namens Zönolytika, die sich derzeit in klinischen Studien am Menschen befindet, eliminiert selektiv wissenschaftliche Zellen, während gesundes Gewebe intakt bleibt. Bei Mäusen verlängerte die Behandlung mit Zönolytika die gesunde Lebensspanne, verlangsamte den körperlichen Abbau und verbesserte die Funktion von Gelenken, Lunge, Nieren und Herz-Kreislauf-Gewebe. Die Zombie-Zellen können identifiziert, gezielt behandelt und entfernt werden. Hier ist, was die Wissenschaft jetzt zeigt. Jedes Ergebnis beantwortet die Frage. Hayicks Entdeckung begann 1961. Er fand die innere Uhr. Das Tieamir-Experiment zeigte, dass die Uhr zurückgedreht werden kann. Die Mäuse in Harvard wurden jünger. Ihre Organe regenerierten sich. Ihr Gehirn wuchs. Das epigenetische Experiment zeigte,

das Betriebssystem kann umgeschrieben werden. Die blinden Mäuse in Sinclairs Labor beobachteten, wie sich ihre Netzhautzellen wieder so verhielten, als wären sie Jahrzehnte jünger. Das cenolytische Experiment zeigte, dass die angesammelten Schäden beseitigt werden können. Die Entzündungssignale reduzierten sich. Der Gewebeabbau verlangsamte sich. Drei separate Mechanismen des Alterns. Jeder einzelne ist programmatisch und nicht thermodynamisch. Jeder einzelne ist bei Labortieren zumindest teilweise reversibel. Keiner dieser Mechanismen entspricht dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Alle drei sind

- 19:31: biologische Programmierung. Und die Biologie reagiert, anders als die Thermodynamik, auf Eingriffe. Tom Kirkwood von der Universität Newcastle erklärte, warum diese Programmierung existiert. Seine 1977 veröffentlichte Theorie des „verzichtbaren Sommers“ beschreibt einen Kompromiss, den die natürliche Selektion zu unserem Vorteil eingeht. In einer Welt begrenzter Ressourcen muss ein Organismus entscheiden, ob er Energie in die Fortpflanzung oder in die langfristige Erhaltung seines Körpers investiert. In der menschlichen Evolutionsgeschichte töteten äußere Bedrohungen die Individuen lange bevor

- 20:06: die zelluläre Alterung eine Rolle spielte. Es gab keinen Vorteil darin, den Körper über 40 hinaus zu erhalten. Die natürliche Selektion optimierte auf schnelle Fortpflanzung und minimale langfristige Reparaturprozesse. Die Evolution hat Ihren Körper zur Fortpflanzung geschaffen, nicht für ein langes Leben. Die Tatsache, dass Sie mit 65 noch leben, noch denken und noch immer Spannungsgradienten in 100 Milliarden Neuronen aufrechterhalten, ist eine ingenieurtechnische Leistung, die die ursprüngliche Spezifikation um Jahrzehnte übertrifft. Die Abschaltanweisungen in Ihrem Genom wurden für eine kürzere Welt geschrieben.

- 20:37: Sie laufen noch in einer längeren. Die Natur hat bereits gezeigt, dass die biologische Uhr mit radikal unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen kann. Der Grönlandhai Microphilus lebt etwa 400 Jahre. Ein 2016 gefangenes Exemplar wurde per Radiokohlenstoffdatierung auf etwa 392 Jahre datiert; es wurde um 1620 geboren, als Galileo noch veröffentlichte und Newton noch nicht geboren war. Vier Jahrhunderte im selben Körper im tiefen, kalten Wasser des Nordatlantiks. Sein Stoffwechsel lief nahe dem Gefrierpunkt.

- 21:12: Seine Zellteilungsrate verlangsamte sich auf einen Bruchteil dessen, was bei warmblütigen Wirbeltieren vorkommt. Seine thermodynamischen Kosten erstreckten sich über einen Zeitraum, der die gesamte Geschichte der modernen Wissenschaft übersteigt. Ein weiterer Beweis liefert der Nacktmull. Er lebt etwa 30 Jahre, zehnmal länger als andere Nagetiere ähnlicher Größe, und weist eine Eigenschaft auf, die als vernachlässigbare Wissenschaftlichkeit bezeichnet wird. Seine Sterblichkeitsrate steigt nicht mit dem Alter. Ein 25-jähriger Nacktmull hat kein höheres Sterberisiko als ein 5-jähriger.

- 21:50: Seine Proteinkontrollsysteme, die Chaperonnetzwerke, die Fehlfaltungen verhindern, die Proteasomen, die beschädigte Moleküle abbauen, behalten ihre Präzision weitaus länger bei als die anderer Säugetiere, und er erkrankt trotz seiner sich während seines langen Lebens teilenden Zellen fast nie an Krebs. Die Qualle Turtops doi kann unter Stress von ihrer adulten Form in ihren juvenilen Zustand zurückkehren und so ihre Entwicklungsuhr vollständig zurücksetzen. Dies sind Machbarkeitsnachweise. Die biologische Programmierung des Alterns ist

- 22:24: nicht universell, nicht festgelegt und nicht die einzige Lösung, die das Leben gefunden hat. Verschiedene Organismen lösen dasselbe thermodynamische Problem mit unterschiedlichen Strategien. Die menschliche Strategie war optimiert für eine Welt voller Raubtiere, Infektionen und Hungersnöte. Eine Welt, die nicht mehr existiert. Irgendwo im Nordatlantik gleitet ein Grönlandhai durch kaltes, dunkles Wasser. Vier Jahrhunderte alt, geboren vor Newtons Entdeckung der Schwerkraft, trägt er in jeder Zelle eine biologische Lösung für das Altern. Diese Evolution hat dem Menschen nie das Genom gegeben.

- 22:57: Genom. Dieser Hai lebt. Die Mäuse in Harvard sind jünger geworden. Die Netzhautzellen in Sinclairs Labor konnten wieder sehen. Die Zombiezellen in den Gelenken der Mäuse verschwanden, und die Entzündung ging zurück. Hier ist die Grenze. Die thermodynamische Grenze lässt sich nicht verschieben. Sterne altern. Das Universum altert. Nichts, was aus Atomen besteht, entgeht dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Aber die biologische Programmierung oberhalb dieser Grenze, die tickenden Uhren der Thermodynamik, die epigenetischen Markierungen, die den Zellen signalisieren, wie alt sie sich verhalten sollen, die

- 23:32: Zombiezellen, die Entzündungssignale aussenden. Diese Ebene ist keine Physik. Sie ist der Kompromiss der Evolution für Bedingungen, die nicht mehr gelten, und läuft in einem Körper, der sein vorgesehenes Zeitfenster bereits um Jahrzehnte überschritten hat. Die Frage ist, ob die Wissenschaft diesen Kompromiss im menschlichen Körper neu verhandeln kann. Ob die epigenetischen Markierungen, die einer Netzhautzelle der Maus signalisierten, dass sie alt ist, im menschlichen Auge zurückgesetzt werden können. Ob die Zombie-Zellen in Ihren Gelenken und Lungen in Ihrem Gewebe genauso effektiv beseitigt werden können wie in einer Maus.

- 24:05: Ob die Tomeore, die Haylicks Uhr in einem Harvard-Labor umkehrten, im menschlichen Körper aktiviert werden können, ohne Krebs auszulösen. Keine dieser Fragen ist für den Menschen bisher beantwortet. Alle wurden für Mäuse beantwortet. Die Kluft zwischen einer Antwort für die Maus und einer für den Menschen ist der Bereich, in dem die Wissenschaft im nächsten Jahrzehnt forschen wird. Die Atome in Ihrem Körper sind etwa 13 Milliarden Jahre alt. Sie haben Supernovae überlebt. Sie waren Teil von Sternen, Ozeanen, Gestein und tausend anderen lebenden Dingen.

- 24:37: Dinge über Zeiträume hinweg, die ein menschliches Leben unsichtbar machen. Diese besondere Anordnung von ihnen, diese besondere Person, dieser besondere Körper, dieser besondere Körper hat einmal existiert und wird nicht wieder existieren. Wie lange diese Anordnung Bestand hat, ist teils thermodynamisch unabänderlich, teils biologisch, und wird zum ersten Mal in der Geschichte der Spezies erforscht. Die Antwort ist noch nicht geschrieben. Lässt sich das Altern aufhalten? Die physikalische Antwort ist zweigeteilt.

NEUSTART DER DER ZEITZÄHLUNG

- 22:57: Genom. Dieser Hai lebt. Die Mäuse in Harvard sind jünger geworden. Die Netzhautzellen in Sinclairs Labor konnten wieder sehen. Die Zombiezellen in den Gelenken der Mäuse verschwanden, und die Entzündung ging zurück. Hier ist die Grenze. Die thermodynamische Grenze lässt sich nicht verschieben. Sterne altern. Das Universum altert. Nichts, was aus Atomen besteht, entgeht dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Aber die biologische Programmierung oberhalb dieser Grenze, die tickenden Uhren der Thermodynamik, die epigenetischen Markierungen, die den Zellen signalisieren, wie alt sie sich verhalten sollen, die

- 23:32: Zombiezellen, die Entzündungssignale aussenden. Diese Ebene ist keine Physik. Sie ist der Kompromiss der Evolution für Bedingungen, die nicht mehr gelten, und läuft in einem Körper, der sein vorgesehenes Zeitfenster bereits um Jahrzehnte überschritten hat. Die Frage ist, ob die Wissenschaft diesen Kompromiss im menschlichen Körper neu verhandeln kann. Ob die epigenetischen Markierungen, die einer Netzhautzelle der Maus signalisierten, dass sie alt ist, im menschlichen Auge zurückgesetzt werden können. Ob die Zombie-Zellen in Ihren Gelenken und Lungen in Ihrem Gewebe genauso effektiv beseitigt werden können wie in einer Maus.

- 24:05: Ob die Tomeore, die Haylicks Uhr in einem Harvard-Labor umkehrten, im menschlichen Körper aktiviert werden können, ohne Krebs auszulösen. Keine dieser Fragen ist für den Menschen bisher beantwortet. Alle wurden für Mäuse beantwortet. Die Kluft zwischen einer Antwort für die Maus und einer für den Menschen ist der Bereich, in dem die Wissenschaft im nächsten Jahrzehnt forschen wird. Die Atome in Ihrem Körper sind etwa 13 Milliarden Jahre alt. Sie haben Supernovae überlebt. Sie waren Teil von Sternen, Ozeanen, Gestein und tausend anderen lebenden Dingen.

- 24:37: Dinge über Zeiträume hinweg, die ein menschliches Leben unsichtbar machen. Diese besondere Anordnung von ihnen, diese besondere Person, dieser besondere Körper, dieser besondere Körper hat einmal existiert und wird nicht wieder existieren. Wie lange diese Anordnung Bestand hat, ist teils thermodynamisch unabänderlich, teils biologisch, und wird zum ersten Mal in der Geschichte der Spezies erforscht. Die Antwort ist noch nicht geschrieben. Lässt sich das Altern aufhalten? Die physikalische Antwort ist zweigeteilt.

- 00:05: Denn das Altern selbst entpuppt sich als zwei völlig unterschiedliche Prozesse, die gleichzeitig im Körper ablaufen und kaum jemand trennt. Der eine ist thermodynamischer Natur. Der Körper verbraucht stündlich 70 Watt Leistung – die Lichtleistung einer Glühbirne –, um den Körper intakt zu halten. Täglich werden in jeder Zelle 10.000 DNA-Schäden erkannt und repariert. Millionen von Natriumionen werden sekündlich durch jede Nervenmembran gepumpt, um die Spannungsdifferenz aufrechtzuerhalten, die es dem Gehirn ermöglicht,

- 00:40: diesen Satz zu verarbeiten. Beschädigte Proteine werden identifiziert, abgebaut, recycelt und wiederaufgebaut. Mit jedem Atemzug kämpft man als Maschine gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Und nach 60 oder 70 Jahren setzt sich dieser durch. Dieser Teil des Alterns lässt sich nicht aufhalten. Der andere Teil ist jedoch nicht physikalisch bedingt. Er ist biologisch programmiert. Gezielte Anweisungen Ihres Genoms, Reparaturmechanismen abzuschalten, die Zelluhr zu verkürzen und die Energieproduktion nach einem für eine Spezies festgelegten Zeitplan zu drosseln,

- 01:14: die selten älter als 40 wird. Dieser Teil ist Software. Es gibt ein Tier im Nordatlantik, das vor Newton geboren wurde und dessen Zellen eine andere Version dieser Software tragen. Und 2012 führten Forscher in Harvard ein Experiment mit alten, gebrechlichen und kognitiv nachlassenden Mäusen durch. Diese Mäuse verjüngten sich. Um zu verstehen, warum das für Ihren Körper relevant ist, müssen Sie verstehen, was dadurch umgekehrt wurde. Entropie ist der Begriff in der Physik für Unordnung. Und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt,

- 01:46: dass die Unordnung in jedem physikalischen System mit der Zeit zunimmt. Ihr Körper wirkt dem entgegen, indem er Energie für die Aufrechterhaltung seiner Funktionen aufwendet, und das Ausmaß dieser Aufrechterhaltung ist kaum zu überschätzen. Die 10.000 DNA-Schäden pro Zelle und Tag sind kein Zufall. Dazu gehören Einzelstrangbrüche durch oxidativen Stress, Doppelstrangbrüche durch Replikationsfehler und Basenmodifikationen durch Umweltchemikalien. Jeder dieser Schäden erfordert einen anderen Reparaturweg mit eigenen spezialisierten Enzymen. Ihre Proteinqualitätskontrolle

- 02:19: läuft über drei parallele Systeme: Chaperone, die Fehlfaltungen verhindern, bevor sie entstehen, Proteasomen, die beschädigte Proteine in wiederverwertbare Aminosäuren zerlegen, und Autophagie, ein Prozess, bei dem die Zelle ihre eigenen beschädigten Bestandteile in membrangebundenen Kompartimenten verdaut. All dies läuft ununterbrochen in jeder Zelle, ein Leben lang. Ein Fünftel Ihrer Nahrung dient einzig und allein der Aufrechterhaltung der Spannungsunterschiede an Ihren neuronalen Membranen – den elektrochemischen Gradienten, die es Ihren

- 02:54: Neuronen ermöglichen, Aktionspotenziale zu erregen. Das ist der metabolische Preis für Leben und Bewusstsein. Diesen Preis zahlen Sie Ihr ganzes Leben lang, jede Sekunde. Und die dafür verantwortlichen Mechanismen verschleißen. Doch auch diese Mechanismen bestehen aus Molekülen, und Moleküle akkumulieren Schäden. Über Jahrzehnte entwickeln sich die Reparaturenzyme. 

Ihre eigenen Kopierfehler. Die Qualitätskontrollsysteme verlieren an Präzision. Die Kosten für die Aufrechterhaltung der Ordnung steigen. Mehr Energie wird für weniger Reparaturaufwand aufgewendet.

- 03:27: Dies ist die thermodynamische Untergrenze des Alterns. Es ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, ausgedrückt in der Biologie. Und nichts wird sie jemals unterschreiten. Sterne altern. Berge erodieren. Das Universum selbst altert auf ein endgültiges kaltes Gleichgewicht zu, das so fern ist, dass die gesamte Menschheitsgeschichte dagegen wie ein erster Atemzug erscheint. Ihr Körper ist keine Ausnahme. Wäre Altern nur eine Frage der Thermodynamik, wäre die Geschichte hier zu Ende. Sie würden allmählich und gleichmäßig verschleißen, und es gäbe nichts zu diskutieren außer der Physik des unvermeidlichen

- 04:00: Niedergangs. Doch 1961 entdeckte ein Biologe etwas, das nicht ins Bild passte. Und seine Entdeckung verändert alles Folgende. Leonard Haflick kultivierte menschliche Zellen am Wistar Institute in Philadelphia. Die gängige Annahme in der Biologie war damals, dass sich normale menschliche Zellen, denen Nährstoffe zugeführt werden, unbegrenzt teilen würden. Diese zelluläre Unsterblichkeit galt als Standard. Hayick beobachtete die Zellteilung und stellte fest, dass seine Zellen sich anders verhielten als erwartet. Sie teilten sich etwa 40 bis 60 Mal und stellten dann die Teilung ein.

- 04:34: Jede Zelllinie, dasselbe Ergebnis. Er wiederholte die Experimente. Er kontrollierte die Kontamination. Er variierte die Nährstoffe. Das Ergebnis blieb bestehen. Seine Kollegen hielten seine Methode für fehlerhaft; gesunde Zellen müssten in Kultur unsterblich sein. Hayick widersprach. Er glaubte, dass die Teilungsgrenze real sei, den Zellen selbst innewohne – eine Eigenschaft, kein Fehler. Er veröffentlichte seine Ergebnisse 1961, sah sich jahrelanger Skepsis in Fachkreisen ausgesetzt und sollte schließlich vollends Recht behalten. Hayicks Entdeckung

- 05:07: lieferte den ersten Beweis dafür, dass Altern nicht nur thermodynamischer Verschleiß ist. Die Zellen zerfielen nicht durch zufällige Schäden. Sie zählten ihre Teilungen und stellten die Teilung nach einem festgelegten Zeitplan ein, als ob etwas in jeder Zelle Buch führte und bei Erreichen einer vorbestimmten Zahl die Bremse betätigte. Etwas fungierte als Uhr, und diese Uhr war nicht optional. Das verändert die Fragestellung grundlegend, denn wenn Altern teilweise ein Programm ist, eine Reihe von Anweisungen, denen die Zelle folgt, dann lautet die Frage:

- 05:37: ob diese Anweisungen veränderbar sind. Hlick hatte das Telomer entdeckt, eine sich wiederholende Sequenz von DNA-Basen, die das Ende jedes Chromosoms wie eine Plastikkappe einen Schnürsenkel verschließt. Telomere enthalten keine Gene. Sie dienen als Schutzpuffer. Bei jeder Zellteilung verkürzen sich die Telomere leicht, da die molekulare Maschinerie, die die DNA kopiert, die allerletzten Nukleotide eines linearen Strangs nicht replizieren kann. Dies ist eine geometrische Grenze, kein Fehler, sondern eine physikalische Folge der Funktionsweise der DNA-Polymerase.

- 06:08: Nach 40 bis 60 Teilungen erreichen die Telomere eine kritische Länge, und die Zelle stellt entweder die Teilung ein und tritt in einen Zustand der Unsterblichkeit ein oder leitet ihren eigenen Untergang ein. Hlicks Grenze wurde auf molekularer Ebene erklärt. Dieser Zähler befindet sich in jeder Zelle Ihres Körpers. Er läuft bereits seit Ihrer Geburt. Ihre Immunzellen haben sich im Laufe Ihres Lebens tausendfach geteilt, um jede Infektion zu bekämpfen, die Sie je hatten. Jede Erkältung, jede Grippe, jede Wunde, die riss und dann verheilte.

- 06:41: Ihre Haut hat sich etwa alle zwei bis drei Wochen erneuert, und das seit 60 oder 70 Jahren – über tausend vollständige Erneuerungen des größten Organs Ihres Körpers. Ihre Darmschleimhaut hat sich alle drei bis fünf Tage erneuert und seit Ihrer Geburt mehr als 5.000 Mal eine neue Darmoberfläche von Grund auf aufgebaut. Jede dieser Teilungen verkürzt die Tiumis in diesen Zellen messbar. Die Zellen in Ihrem Körper mit 65 Jahren weisen quantitativ kürzere Tiumis auf als die Zellen, die Sie mit 30 Jahren hatten. Und die

- 07:15: Verkürzung variiert je nach Gewebe. Ihre Immunzellen, die sich am häufigsten geteilt haben, weisen die stärkste Verkürzung auf. Ihre Gehirnneuronen, die sich selten teilen, behalten längere Tiumis. Der von Haylick entdeckte Mechanismus befindet sich in Ihrem Körper. Es läuft schon dein ganzes Leben lang und hat in verschiedenen Geweben je nach deren Belastung unterschiedliche Strecken zurückgelegt. Ein Enzym namens Tomeorase kann die Länge der Talomere wiederherstellen, die sich wiederholenden Sequenzen an die Chromosomenenden anfügen und so den Zähler quasi zurücksetzen.

- 07:46: Es ist in deinen Stammzellen und Keimzellen aktiv, weshalb sich diese Zelllinien viel häufiger teilen können als normales Gewebe. In den meisten anderen Zellen deines Körpers ist die Tomeorase bewusst unterdrückt. Der Grund dafür ist ein evolutionärer Kompromiss. Ungehinderte Tomeorase-Aktivität ist genau der Mechanismus, den Krebszellen nutzen, um unsterblich zu werden. Krebszellen reaktivieren die Talomere und teilen sich unbegrenzt. Dein Körper unterdrückt die Talomere in den meisten Zellen, um den Krebs in Schach zu halten.

- 08:18: Er akzeptiert eine begrenzte Lebensdauer der Zellen als Preis für die Tumorunterdrückung. Elizabeth Blackburn und Carol Grder erhielten 2009 den Nobelpreis für die Entdeckung der Tomeorase und das Verständnis dieses Kompromisses. Grider war damals Blackburns Doktorand. Sie entdeckten das Enzym im Tetrahim-Mana-Teichschlamm. Der molekulare Schlüssel zur zellulären 

Alterungsprozess in einzelligen Organismen aus einem Teich entdeckt. Alles bisher Gesagte deutet darauf hin, dass Alterung zwei Ebenen hat: eine thermodynamische, unveränderliche

- 08:49: und eine programmierte Uhr, die den Zellzyklus bis zum Stillstand laufen lässt. Würde man hier aufhören zu lesen, käme man zu dem Schluss, dass diese Uhr ein Einwegmechanismus ist. Sie tickt, die Telomere verkürzen sich, die Zellen stellen ihren Betrieb ein, und nichts kann diesen Prozess umkehren. Das glaubte die Biologie jahrzehntelang nach der Entdeckung des „Heuschnacks“. Dann führte Harvard das Experiment durch. Im Jahr 2012 reaktivierten Forscher der Harvard Medical School die Tomeorase in Mäusen, die gentechnisch so verändert worden waren, dass sie vorzeitig alterten. Diese Mäuse waren vergleichbar mit

- 09:23: älteren Menschen. Verkleinerte Gehirne, Organfunktionsstörungen, kognitiver Abbau, dünner werdendes Fell, verminderte Fruchtbarkeit, schlechte Wundheilung. Sie waren alt – messbar, sichtbar und funktionell. Nachdem die Tomeorase in ihren Zellen reaktiviert worden war, kehrte sich der Alterungsprozess um. Milz, Leber und Darm erreichten wieder ihre normale Größe und Funktion. Das Hirnvolumen nahm zu. Die kognitive Leistungsfähigkeit in Labyrinthtests verbesserte sich. Unfruchtbare Tiere erlangten ihre Fruchtbarkeit zurück. Die Mäuse hörten nicht einfach auf zu altern.

- 09:58: Sie wurden jünger. Die Uhr war zurückgedreht worden. Man muss sich das erst einmal vorstellen. Haylick entdeckte den Zähler 1961. Fünfzig Jahre lang ging die Biologie davon aus, dass es nur in eine Richtung ginge. Zellen teilen sich, Telomere verkürzen sich, der Zähler läuft ab. Nichts kann das umkehren. Das Harvard-Experiment widerlegte diese Annahme. Haylicks Uhr. Derselbe Mechanismus der Telomerverkürzung, den er entdeckt hatte, konnte durch die Reaktivierung eines einzigen Enzyms umgekehrt werden. Die Mäuse erhielten weder junge Organe noch Stammzelltransplantationen. Ihre eigenen Zellen gaben das Enzym zurück, das

- 10:31: unterdrückt worden war, bauten ihre Telomere wieder auf, nahmen die Zellteilung wieder auf und regenerierten Gewebe, das sich monatelang verschlechtert hatte. Die Voraussetzungen für die Umkehrung waren die ganze Zeit vorhanden. Es war von demselben Genom abgeschaltet worden, das es gebaut hatte. Dies konnte beim Menschen nicht reproduziert werden. Das Krebsrisiko durch die breite Aktivierung von Tomoren im menschlichen Körper ist das zentrale ungelöste Problem. Dasselbe Enzym, das den Alterungsprozess umkehrt, nutzt Krebs, um unsterblich zu werden. Doch das Experiment beweist etwas, was keine Theorie konnte.

- 11:03: Die biologische Uhr ist keine Einbahnstraße. Unter den richtigen Bedingungen läuft sie rückwärts. Die Frage, um die sich das gesamte Forschungsgebiet nun dreht, ist, wie weit sie zurückgehen kann und in wie vielen Systemen. Das Tielemir-Experiment zeigte, dass Haylicks Uhr zurückgedreht werden kann. Das ist radikal genug. Doch die Uhr ist nur ein System. Die Frage, die Haylicks Entdeckung aufwarf – können die Anweisungen geändert werden? –, reicht viel tiefer als Tielemirs Experiment, denn es gibt eine Ebene

- 11:33: von Anweisungen, die über dem gesamten Genom liegt und nicht nur Teilungen zählt. Sie steuert, welche Gene aktiv, welche stillgelegt, welche Reparaturmechanismen laufen und welche abgeschaltet sind. Und es verändert sich mit dem Alter in einem so gleichmäßigen Muster, dass ein Wissenschaftler der UCLA daraus eine Uhr entwickelt hat. Man kann diese Schicht förmlich spüren. Jede Ihrer Herzmuskelzellen enthält bis zu 5.000 molekulare Turbinen, sogenannte ATP-Synthesizer. Rotierende Motoren mit einem Durchmesser von nur wenigen Nanometern, die sich mit 9.000 Umdrehungen pro Minute drehen.

- 12:06: um die Energie zu produzieren, die Ihre Zellen benötigen. Wenn Sie 65 Jahre alt sind, haben diese Turbinen etwa zweieinhalb Milliarden Herzschläge ohne eine einzige Pause ermöglicht. Eine der längsten und anhaltendsten körperlichen Leistungen im bekannten Universum. Ich finde das bemerkenswert. Ab etwa 40 Jahren nimmt ihre Leistung ab. Sie kennen das Gefühl, diese typische Nachmittagsdämpfung, die sich von Müdigkeit unterscheidet, eher wie ein etwas gedämpftes Licht in einem Raum. Dieser Rückgang ist nicht nur auf mechanischen Verschleiß der Turbinen zurückzuführen.

- 12:36: wird teilweise durch Veränderungen der Anweisungen auf Ihrer DNA reguliert. Epigenetische Modifikationen, die die Gene unterdrücken, welche die mitochondriale Produktion steuern. Die Hardware funktioniert aber weiterhin. Die Anweisungen raten ihm, langsamer zu werden. Im Jahr 2013 veröffentlichte der Biostatistiker Steve Horvath von der UCLA eine Entdeckung, die der Alternsforschung ihr präzisestes Messinstrument lieferte. Horvath entwickelte eine Methode zur Schätzung des biologischen Alters anhand des Musters von Methylgruppen – chemischen Markierungen –, die sich auf der

- 13:07: Oberfläche der DNA in jeder Gewebeprobe befinden. Die epigenetische Uhr. Sie ist auf wenige Jahre genau und stimmt nicht immer mit dem Kalender überein. Zwei im selben Jahr geborene Personen können biologisch unterschiedliche Alter haben, die sich um ein Jahrzehnt oder mehr unterscheiden. Der eine ist biologisch 55, der andere biologisch 65, trotz identischer Geburtsurkunden. Diese Differenz ist nicht zufällig. Sie korreliert mit realen funktionellen Unterschieden: Geschwindigkeit der Gewebereparatur, Stärke der Immunantwort, kardiovaskuläre Belastbarkeit, kognitive Leistungsfähigkeit. Ihr biologisches Alter ist das

- 13:44: Alter, in dem Ihre Zellen tatsächlich funktionieren, und es spiegelt die kumulative Wirkung all dessen wider, was Ihr Körper durchgemacht hat. Ihr Körper trägt in dieser Schicht eine biologische Aufzeichnung Ihres gesamten Lebens. Jedes Jahrzehnt körperlicher Aktivität führte zu einer geringeren Methylierung entzündungsfördernder Gene, wodurch diese weniger aktiv blieben und Gewebeentzündungen reduziert wurden. 

Niedrigere Methylierung. Jedes Jahr mit ausreichendem Schlaf wirkte sich positiv auf die Zugänglichkeit zirkadianer Gene aus und erhielt so die Rhythmen aufrecht, die die Reparaturprozesse in den Organen koordinieren. Jede Phase chronischen Stresses führte zu einer

- 14:15: höheren Methylierung von Stresspuffergenen, wodurch diese schwerer zugänglich wurden und die Erholung verlangsamt wurde. Diese Aufzeichnung ist spezifisch. Sie ist mit der heutigen Technologie lesbar und sammelt sich in jeder Zelle Ihres Körpers an, während Sie dies hören. Ihr Körper schreibt diese Aufzeichnung Ihr ganzes Leben lang. Die Frage ist, ob sich etwas davon löschen lässt. Im Jahr 2020 veränderte das Labor von David Sinclair an der Harvard-Universität diese Aufzeichnung grundlegend. Sie nahmen ältere Mäuse mit

- 14:48: nachlassendem Sehvermögen, deren retinale Ganglienzellen mit jahrzehntelang angesammelten epigenetischen Markierungen belastet waren, und führten drei Gene ein, die sogenannten Yamanaka-Faktoren. Diese setzten den epigenetischen Zustand dieser Zellen teilweise zurück. Sie veränderten nicht die DNA-Sequenz, sondern die darüber liegenden Markierungen und setzten das epigenetische Programm auf eine frühere Version zurück. Sinclairs Zellen kehrten in einen jüngeren epigenetischen Zustand zurück. Das Sehvermögen der Mäuse verbesserte sich messbar. Gealterte Augen begannen wieder zu sehen.

- 15:20: Die DNA hatte sich nicht verändert. Die darauf aufbauenden Anweisungen waren neu geschrieben worden. Und die Zellen befolgten die neu geschriebenen Anweisungen. Denken Sie darüber nach, was das für die Zellen in Ihrem eigenen Körper bedeutet. Ein Teil des Abbaus, den Sie erleben, ist möglicherweise kein irreversibler thermodynamischer Schaden. Es könnte sich um epigenetische Programmierung handeln, um Anweisungen, denen Ihre Zellen folgen und die prinzipiell überarbeitet werden könnten. Ihre Zellen verhalten sich möglicherweise älter, als ihre DNA es erfordert, weil angesammelte epigenetische Markierungen

- 15:52: sie anweisen, langsamer zu werden, Reparaturen zu reduzieren und in einem reduzierten Modus zu arbeiten, den die zugrunde liegende Hardware nicht erfordert. Telmirs zeigte, dass Haylicks Uhr umgekehrt werden kann. Die Epigenetik zeigt, dass das gesamte Betriebsprogramm neu geschrieben werden kann. Aber beides befasst sich mit den Anweisungen für die Zukunft. Was die Zelle als Nächstes tut. Es gibt noch einen weiteren Mechanismus, und dieser befasst sich mit etwas anderem. Mit dem Schaden, den die alten Anweisungen bereits verursacht haben. Die Trümmer, die sich über Jahre in Ihrem Gewebe angesammelt haben

- 16:23: und die mit etwas zusammenhängen, das Sie jeden Morgen in Ihrem Körper spüren. Wenn eine Zelle das Ende ihrer Lebensdauer erreicht und sich nicht mehr teilt, geht sie in den Sklerose-Zustand über. Eine Sklerose-Zelle stirbt nicht. Sie verbleibt im Gewebe, belegt Platz, verbraucht Ressourcen und wirkt aktiv schädlich, indem sie einen Cocktail aus entzündungsfördernden Molekülen, die sogenannte Sklerose, absondert. Der damit verbundene sekretorische Phänotyp ist eine kontinuierliche Signalübertragung, die umliegende gesunde Zellen schädigt und deren Alterung beschleunigt.

- 16:54: Forscher nennen sie Zombie-Zellen. Nicht tot, nicht funktionsfähig, aktiv toxisch für ihre Nachbarzellen. In einem jungen Körper beseitigt das Immunsystem sie effizient. In einem älteren Körper verlangsamt sich dieser Prozess, und sie sammeln sich an. In Gelenken, Lunge, Nieren und Haut entsteht ein unterschwelliger Schmerz, den viele Menschen über 65 ständig mit sich herumtragen. Die Gelenke, die nie richtig zur Ruhe kommen. Die Morgen, die länger dauern, bis sie in Gang kommen. Die Erholung, die früher über Nacht erfolgte, dauert nun Tage. Das allgemeine Gefühl

- 17:26: dass Ihr Körper nicht mehr optimal funktioniert, weist messbare zelluläre Veränderungen auf. Zellen, die noch im Gewebe eingebettet sind, senden weiterhin Entzündungssignale an die umliegenden gesunden Zellen. Ihr Körper verschleißt nicht nur durch thermischen Abbau. Er wird aktiv durch seine eigenen, angesammelten Zombie-Zellen abgebaut, die sich in Ihrem Gelenkknorpel, Ihrem Lungengewebe, Ihren Nieren und Ihrer Haut befinden und Stresssignale aussenden, die das umliegende Gewebe schneller altern lassen. Wenn Sie

- 17:57: diese leichte Entzündung, den Schmerz, der nicht durch eine Verletzung verursacht wird, die Steifheit, die nicht durch Anstrengung bedingt ist, spüren, dann ist ein Teil dessen, was Sie fühlen, die kumulative Wirkung von Zellen, die sich vor Jahren nicht mehr geteilt haben, aber nie abgestorben sind. Die Wissenschaft kann sie jetzt sehen, zählen und lernt, sie zu entfernen. Eine Medikamentenklasse namens Cenolytika, die sich derzeit in klinischen Studien am Menschen befindet, eliminiert selektiv entzündungsfördernde Zellen, während gesundes Gewebe intakt bleibt. Bei Mäusen verlängerte die cenolytische Behandlung

- 18:28: die gesunde Lebensspanne, verringerte den körperlichen Abbau und verbesserte die Funktion von Gelenken, Lunge, Nieren und Herz-Kreislauf-Gewebe. Die Zombie-Zellen können identifiziert, gezielt behandelt und eliminiert werden. Hier ist, was die Wissenschaft heute zeigt. Jedes Ergebnis beantwortet die Frage, die Hayicks Entdeckung im Jahr 1961 eröffnete. Er fand die innere Uhr. Das Tieamir-Experiment zeigte, dass die Uhr zurückgedreht werden kann. Die Mäuse in Harvard wurden jünger. Ihre Organe regenerierten sich. Ihr Gehirn wuchs. Das epigenetische Experiment zeigte

- 19:00: dass das Betriebsprogramm neu geschrieben werden kann. Die blinden Mäuse in Sinclairs Labor sahen ihre Netzhautzellen wieder so funktionieren, als wären sie Jahrzehnte jünger. Das cenolytische Experiment zeigte, dass die angesammelten Schäden beseitigt werden können. Die Entzündungssignale reduzierten sich. Der Gewebeabbau verlangsamte sich. Drei separate Mechanismen des Alterns. 

Jeder dieser Prozesse ist programmatischer als thermodynamischer Natur. Jeder ist bei Labortieren zumindest teilweise reversibel. Keiner dieser Prozesse entspricht dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Sie alle sind

- 19:31: biologische Programmierung. Und die Biologie reagiert, anders als die Thermodynamik, auf Eingriffe. Tom Kirkwood von der Universität Newcastle erklärte, warum diese Programmierung existiert. Seine 1977 veröffentlichte Theorie des „verzichtbaren Sommers“ beschreibt einen Kompromiss, den die natürliche Selektion zu Ihrem Vorteil eingeht. In einer Welt begrenzter Ressourcen muss ein Organismus entscheiden, ob er Energie in die Fortpflanzung oder in die langfristige Erhaltung seines Körpers investiert. In den meisten Phasen der menschlichen Evolutionsgeschichte töteten äußere Bedrohungen Individuen lange bevor

- 20:06: die zelluläre Alterung eine Rolle spielte. Es lohnte sich nicht, den Körper über das 40. Lebensjahr hinaus zu erhalten. Die natürliche Selektion optimierte auf schnelle Fortpflanzung und minimale langfristige Reparatur. Die Evolution hat Ihren Körper zur Fortpflanzung und nicht zur Langlebigkeit geschaffen. Die Tatsache, dass Sie mit 65 Jahren noch leben, noch denken und immer noch Spannungsgradienten in 100 Milliarden Neuronen aufrechterhalten, ist eine technische Leistung, die die ursprünglichen Spezifikationen um Jahrzehnte übertrifft. Die Abschaltanweisungen Ihres Genoms wurden für eine kürzere Welt geschrieben.

- 20:37: Sie laufen noch immer in einer längeren. Die Natur hat bereits gezeigt, dass die biologische Uhr mit radikal unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen kann. Der Grönlandhai Microphilus lebt etwa 400 Jahre. Ein 2016 gefangenes Exemplar wurde per Radiokohlenstoffdatierung auf etwa 392 Jahre datiert; es wurde um 1620 geboren, als Galileo noch publizierte und Newton noch nicht geboren war. Vier Jahrhunderte im selben Körper im tiefen, kalten Wasser des Nordatlantiks. Sein Stoffwechsel lief nahe dem Gefrierpunkt.

- 21:12: Gefrierpunkt. Seine Zellteilungsrate verlangsamte sich auf einen Bruchteil dessen, was warmblütige Wirbeltiere erleben. Seine thermodynamischen Kosten erstreckten sich über einen Zeitraum, der die gesamte Geschichte der modernen Wissenschaft übersteigt. Ein weiterer Beweis liefert der Nacktmull. Er lebt etwa 30 Jahre, 10-mal länger als andere Nagetiere ähnlicher Größe, und zeigt eine Eigenschaft, die als vernachlässigbare Wissenschaftlichkeit bezeichnet wird. Seine Sterblichkeitsrate steigt nicht mit dem Alter. Ein 25-jähriger Nacktmull hat kein höheres Sterberisiko als ein 5-jähriger.

- 21:50: Seine Proteinkontrollsysteme, die Chaperonnetzwerke, die Fehlfaltungen verhindern, und die Proteasomen, die beschädigte Moleküle abbauen, behalten ihre Präzision weitaus länger bei als die anderer Säugetiere. Trotz der sich während seines langen Lebens teilenden Zellen entwickelt er fast nie Krebs. Die Qualle Turtops doi kann unter Stress von ihrer adulten Form in ihr juveniles Stadium zurückkehren und so ihre Entwicklungsuhr vollständig zurücksetzen. Dies sind Machbarkeitsnachweise. Die biologische Programmierung des Alterns ist

- 22:24: nicht universell, nicht festgelegt und nicht die einzige Lösung, die das Leben gefunden hat. Verschiedene Organismen lösen dasselbe thermodynamische Problem mit unterschiedlichen Strategien. Die menschliche Strategie war für eine Welt voller Raubtiere, Infektionen und Hungersnöte optimiert. Eine Welt, die nicht mehr existiert. Irgendwo im Nordatlantik gleitet ein Grönlandhai durch kaltes, dunkles Wasser. Vier Jahrhunderte alt, geboren vor Newtons Entdeckung der Schwerkraft, trägt jede Zelle eine biologische Lösung für das Altern in sich. Diese Evolution hat dem Menschen nie das Genom gegeben.

- 22:57: Dieser Hai lebt. Die Mäuse in Harvard wurden jünger. Die Netzhautzellen in Sinclairs Labor begannen wieder zu sehen. Die Zombiezellen in den Gelenken der Mäuse wurden beseitigt und die Entzündung ging zurück. Hier verläuft die Grenze. Die thermodynamische Untergrenze lässt sich nicht verschieben. Sterne altern. Das Universum altert. Nichts, was aus Atomen besteht, entgeht dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Aber die biologische Programmierung, die über dieser Untergrenze liegt, die tickenden Uhren, die epigenetischen Markierungen, die den Zellen vorgeben, wie alt sie sich verhalten sollen, die

- 23:32: Zombiezellen, die Entzündungssignale aussenden. Diese Ebene ist nicht physikalisch. Sie ist der Kompromiss der Evolution, geschrieben für Bedingungen, die nicht mehr gelten, in einem Körper, der sein vorgesehenes Zeitfenster bereits um Jahrzehnte überschritten hat. Die Frage ist, ob die Wissenschaft diesen Kompromiss im menschlichen Körper neu aushandeln kann. Ob die epigenetischen Markierungen, die einer Maus-Netzhautzelle ihr Alter signalisierten, im menschlichen Auge zurückgesetzt werden können. Ob die Zombie-Zellen in Gelenken und Lunge im menschlichen Gewebe genauso effektiv beseitigt werden können wie in einer Maus.

- 24:05: Ob die Tomeore, die Haylicks Uhr in einem Harvard-Labor umkehrten, im menschlichen Körper aktiviert werden können, ohne Krebs auszulösen. Keine dieser Fragen ist für den Menschen bisher beantwortet. Alle wurden für Mäuse beantwortet. Die Lücke zwischen einer Antwort für die Maus und einer für den Menschen ist der Schwerpunkt der nächsten zehn Jahre der Wissenschaft. Die Atome in Ihrem Körper sind etwa 13 Milliarden Jahre alt. Sie haben Supernovae überstanden. Sie waren Teil von Sternen, Ozeanen, Gestein und tausend anderen lebenden

- 24:37: Dingen über Zeiträume hinweg, die ein menschliches Leben unsichtbar machen. Diese besondere Anordnung von ihnen, diese besondere Person, dieser besondere Körper, dieser besondere Körper hat einmal existiert und wird nicht wieder existieren. Wie lange diese Anordnung existiert hat. Die Antwort liegt teils in der unumstößlichen Thermodynamik und teils in der Biologie, die zum ersten Mal in der Geschichte der Art neu verhandelt wird. Die Antwort steht noch nicht fest.