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Telomere: Was die Schutzkappen über Dein Alter verraten

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Telomere sind Schutzkappen am Ende unserer Chromosomen und verraten einiges über unser biologisches Alter. Erfahre in diesem Beitrag, welche Funktion sie einnehmen und wie sie unser Alter beeinflussen.

Telomere sind ein fester Bestandteil Deines Körpers – sie stellen die Endstücke Deiner Erbgutfäden, der Chromosomen, dar. Auch wenn Du ihre Anwesenheit nicht spürst, erfüllen sie dort eine wichtige Schutzfunktion. Außerdem stehen sie in einem direkten Zusammenhang mit dem Alterungsprozess. Kurze Telomere = höheres Risiko für chronische Krankheiten – diese Formel scheint sich nämlich laut Forschern tatsächlich zu bewahrheiten. Doch was sind Telomere genau, warum sind sie so wichtig für Deine Gesundheit und kannst Du Deine Telomere verlängern? Auf all diese Fragen möchten wir Dir heute eine Antwort geben.

Was sind Telomere?

Der Zellkern behütet die menschliche Erbinformation. Hier liegt sie in Form von Chromosomen, sicher aufbewahrt in Proteinen, vor. Jedes Chromosom hat eine besonders nützliche Ausstattung: am Ende der „Chromosomenzweige“ befinden sich Telomere. Diese wiederum bestehen aus sich mehrfach wiederholenden spezifischen DNA-Sequenzen. Die Natur verfolgt mit der Telomer-Ausstattung einen wichtigen Plan. Telomere dienen nämlich als Schutzkappen der Chromosomen und bewahren sie so vor schädlichen Einflüssen, zum Beispiel infolge von oxidativem Stress. Du erinnerst Dich? Oxidativer Stress entsteht dann, wenn das Gleichgewicht zwischen freien Radikalen und Radikalfängern nicht mehr gegeben ist.

Lokalisation-Telomere

Infografik: Lokalisation unserer Telomere

Telomere: Welche Funktion haben die Schutzkappen genau?

Bevor wir gleich noch tiefer in das Thema einsteigen, lass uns noch einmal zusammenfassen: Menschliche Zellen beheimaten jeweils einen Chromosomensatz, in dem wiederum die Erbinformation als DNA hinterlegt ist. Du fragst Dich, warum diese Information so schützenswert ist? Ganz einfach deshalb, weil sie für eine geregelte Funktion der Zelle sorgt. Genau an dieser Stelle kommen die Telomere ins Spiel, die gleich drei wichtige Aufgaben erfüllen.

  1. Telomere bewirken eine Chromosomen-Stabilität: Telomere schützen die Chromosomenenden vor zwei unerwünschten Effekten, der Neuverteilung der Erbinformation innerhalb der Zelle (Rekombination) und vor Veränderungen/ Zerfall von DNA (Degradation). Diese Bodyguard-Funktion ist wichtig, denn so beugen Telomere wahrscheinlich einem Verlust von Basensequenzen auf dem Chromosom vor. Zur Erklärung: Die genetische Information, die sich in der DNA befindet, wird durch eine Aufeinanderfolge verschiedener Basen gesichert. Die Schutzwirkung ergibt sich vermutlich durch telomerbindende Proteine, die den Chromosomenden-Abbau durch Enzyme verhindern.
  2. Telomere helfen bei der DNA-Replikation: Die Replikation führt dazu, dass sich die DNA identisch verdoppelt. Dabei handelt es sich um einen sehr wünschenswerten Effekt, denn dadurch kann die Erbinformation der jeweiligen Zelle an die nächste Zellgeneration weitergegeben werden. Immer, wenn es zur Replikation eines Chromosoms kommt, entfällt jedoch ein winziger Teil des Folgestrangs. Mithilfe der Telomere kommt es dabei allerdings nicht zu einem Verlust von Genen. Vielmehr führt die Replikation zu einem Verkürzen der Telomere, diese enthalten jedoch keine entscheidenden genetischen Informationen.
  3. Telomere unterscheiden bei der Unterscheidung von DNS-Stangbrüchen: Telomere besitzen eine abschirmende Wirkung und helfen der Zelle dabei, die Chromosomenenden von DNS-Stangbrüchen zu differenzieren, beide ähneln sich nämlich. Die Unterscheidung ist jedoch sehr wichtig, denn somit wird die Einleitung von Reparaturmechanismen verhindert. Auch wenn diese normalerweise im Körper sehr erwünscht sind, an dieser Stelle sind sie fehl am Platz. Würde Dein Organismus tatsächlich an den Chromosomenenden Reparaturvorgänge aktivieren, würden diese miteinander fusionieren, ein genetisches Chaos wäre vorprogrammiert.

Gut zu wissen!

Dr. Brian Luke von der Universität Heidelberg hat die Funktion der Telomere treffend mit folgenden Worten beschrieben: „Man kann sich Telomere wie die Plastikkappen an Schnürsenkeln vorstellen. Ohne diese Kappen fransen die Enden aus, und schließlich kann der ganze Schnürsenkel seine Funktion nicht mehr erfüllen.“

Telomere verkürzen sich im Laufe des Lebens mit weitreichenden Folgen

Die Schutzwirkung, die Telomere ausüben, hat ihren Preis: bei jeder Zellteilung verkürzen sich die Schutzkappen ein Stück mehr. Dieser Vorgang ist völlig natürlich, kann aber weitreichende Folgen für die Gesundheit haben. Die Telomer-Verkürzung kannst Du anhand der Basenpaare beobachten. Fangen wir doch bei Deiner Geburt an: nun besitzt du etwa 10.000 Basenpaare. Bei jeder Zellteilung verlierst Du etwa 50-100 von ihnen. So kommt es, dass Du mit etwa 20 Lebensjahren nur noch 8000 Basenpaare übrighast, Tendenz sinkend. Kritisch wird es laut Experten bei einer Länge von weniger als 4500 Basenpaaren. Jetzt sind die Chromosomen weniger stabil und die Wahrscheinlichkeit für Gesundheitsprobleme steigt. Es wird angenommen, dass kurze Telomere im Zusammenhang mit dem Erkrankungsrisiko für Diabetes, Herzleiden und Krebs stehen. Menschen, die mit ungewöhnlich kurzen Telomeren geboren werden, können zudem unter Lungenfibrose und Knochenmarkinsuffizienz leiden. Dein Körper verfügt übrigens über eine Geheimwaffe, die Telomerase. Das Enzym hat das Ziel, die Telomere vor der natürlichen Verkürzung zu bewahren. Das klappt aber nur bei ausgewählten Zellen wie den Keimzellen. Hier wäre eine Telomerverkürzung schließlich fatal, weil so die Lebensspanne folgender Generationen verkürzt werden würde.

Telomere-Verkürzung

Infografik: Die Telomere verkürzen sich im Alter

So hängen Telomere mit Deinem biologischen Alter zusammen

Um Dein Alter auszudrücken, verwendest Du eine Zahl. Allerdings sagt diese kaum etwas über Dein tatsächliches Alter aus. Das biologische Alter nimmt Bezug auf Deine körperliche und geistige Verfassung, die stark von dem Lebensstil abhängt und daher sehr individuell ist. Doch wie hängen Telomere jetzt genau mit dem Alterungsprozess zusammen? Wie Du bereits weißt, verlieren die Telomere bei jeder Zellteilung ein winziges Stück von sich selbst. Unterschreiten Sie eine Länge von etwa 4000 Basenpaaren, büßen sie ihre Schutzwirkung ein und ihre Schützlinge, die Gene, können Schaden erleiden. Was jetzt abläuft, ist ein Mechanismus, der scheinbar unmittelbar mit dem Alterungsprozess zusammenhängt: durch das Einbüßen der Telomerlänge teilen und erneuern sich die Zellen nicht mehr. Das könnte wiederum eine Ursache für die nachlassende Regenerationsfähigkeit und das Voranschreiten chronischer Erkrankungen im Alter sein. Für einen Zusammenhang zwischen dem biologischen Alter und der Länge der Telomere sprechen auch die Auswirkungen bei Dyskeratosis congenita. Dabei handelt es sich um eine Erkrankung, der eine Mutation der Telomerase und eine vorschnelle Telomerverkürzung zugrunde liegen. Bei Betroffenen altert die Haut vorzeitig – sie sterben mit etwa 30-40 Jahren an Tumoren und Knochenmarksversagen. Die Telomere sind also ein sehr schützenswertes Gut.

Telomere verlängern: Kann das gelingen?

Genau an dieser Stelle fragst Du Dich vielleicht, ob sich Telomere nicht nur verkürzen, sondern auch verlängern können. Das geht tatsächlich. Ein wesentlicher Schlüsselfaktor scheint körperliche Bewegung zu sein. In einer Studie betrug die Länge der Leukozyten-Telomere bei aktiven Probanden 200 Nukleotide mehr als bei denjenigen Studienteilnehmern, die am wenigsten aktiv waren. Zur Erklärung: Als Basenpaar werden zwei Basen der Nukleotide bezeichnet. Um eine Telomer-Verlängerung zu erreichen, könntest Du auch auf eine spezielle Form der Ernährung setzen. Besonders vielversprechend ist die Mittelmeer Diät, die insbesondere auf Gemüse, Obst und Fisch vertraut. Unser Tipp: Versuche nicht nur verkürzte Telomere wieder zu verlängern, sondern sie auch an der Kürzung zu hindern. Das klappt natürlich nicht vollständig, dennoch scheint es viele positive Einflussfaktoren zu geben. Dazu zählt beispielsweise Meditation oder die Vermeidung von Stress.

Zusammengefasst: die Telomere und ihre Bedeutung für Dein Leben

Als Endkappen der Chromosomen schützen Telomere das, was für eine reibungslose Funktion Deiner Körperzellen sorgt: die Erbinformation. Telomere stellen Studien zufolge einen umfassenden Schutz bereit. Sie sorgen für stabile Chromosomen, beugen einem Genverlust vor und verhindern unerwünschte Reparaturvorgänge an den Chromosomenenden. Die wertvollen Schutzkappen sind scheinbar unlöslich mit dem biologischen Alter verknüpft – verkürzen sich die Telomere, steigt das Risiko für Erkrankungen an. Zwar verkürzen sich die Telomere ein Leben lang bei jeder Zellteilung und verringern so Deinen bei der Geburt mitgegebenen „Telomervorrat“, Du kannst aber entgegenwirken. Mit einer mediterranen Ernährung und Bewegung erhältst Du, Studien zufolge, die Möglichkeit, die Telomere zu verlängern. Die Vermeidung von Stress und regelmäßige Meditationseinheiten könnten der Verkürzung entgegenwirken. Starte am besten gleich heute mit Deiner Telomerpflege.

Quellen & zum Weiterlesen

Alternde Zellen gehen mit Änderungen in der Hirnstruktur einher. (2019, 26. September). Max-Planck-Gesellschaft. https://www.mpg.de/13912208/telomere-gehirnstruktur#:~:text=Telomere%20sind%20Schutzkappen%20an%20den,zu%20teilen%20und%20zu%20erneuern.

Interview mit Prof. Elizabeth H. Blackburn, PhD. (2009, Juli 17). https://www.nar.uni-heidelberg.de/service/int_blackburn.html#:~:text=Telomere%20sind%20die%20Enden%20unserer,f%C3%BCr%20immer%20%E2%80%93%20die%20Zelle%20vergreist.

Alternative Wege zur Unsterblichkeit. (2015b, Juni 12). Deutsches Krebsforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft. https://www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2015/dkfz-pm-15-23c-Alternative-Wege-zur-Unsterblichkeit.php

Wie die Enden der Chromosomen die Zellalterung beeinflussen. (2013, 11. September). Universität Heidelberg. https://www.uni-heidelberg.de/presse/news2013/pm20130911_zellalterung.html

Shi K, Huang WM, Aihara H. An enzyme-catalyzed multistep DNA refolding mechanism in hairpin telomere formation. PLoS Biol. 2013;11(1):e1001472. doi: 10.1371/journal.pbio.1001472. Epub 2013 Jan 29. PMID: 23382649; PMCID: PMC3558466.

Plentz, R. R. & Rudolph, K. L. (2006b). Telomer-Dysfunktion und Telomerase: Pathogenetische Relevanz während der Alterung und bei chronischen Erkrankungen. Prinzip & Perspektive. https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/pdf/10.1055/s-2006-951335.pdf

Ranke-Heinemann, S. (2018, 27. Juli). Durchbruch in der Telomer-Forschung: nicht die Länge ist entscheidend. idw - Informationsdienst Wissenschaft. https://idw-online.de/de/news699986#:~:text=Es%20gibt%20jedoch%20Menschen%2C%20die,Krebs%2C%20Herzerkrankungen%20und%20Diabetes%20zu.

Balk B, Maicher A, Dees M, Klermund J, Luke-Glaser S, Bender K, Luke B. Telomeric RNA-DNA hybrids affect telomere-length dynamics and senescence. Nat Struct Mol Biol. 2013 Oct;20(10):1199-205. doi: 10.1038/nsmb.2662. Epub 2013 Sep 8. PMID: 24013207.

Schutte NS, Malouff JM, Keng SL. Meditation and telomere length: a meta-analysis. Psychol Health. 2020 Aug;35(8):901-915. doi: 10.1080/08870446.2019.1707827. Epub 2020 Jan 5. PMID: 31903785.

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