Artikel zur Langlebigkeit

Der Rückgang der Autophagie bei der Hautalterung

Der Rückgang der Autophagie bei der Hautalterung

Die Erhaltungsprozesse der Autophagie recyceln beschädigte Strukturen und Proteinmaschinen in der Zelle. Autophagie hat Einfluss auf den Verlauf des Alterns, wie die Tatsache zeigt, dass viele der Interventionen, die in Tiermodellen das Altern verlangsamen können, eine erhöhte autophagische Aktivität beinhalten. Für einige, wie z. B. die Kalorienrestriktion, ist nachweislich eine Autophagie erforderlich, um eine gesunde Lebensspanne zu verlängern. Darüber hinaus nimmt die Autophagie mit zunehmendem Alter ab, was mit dem Fortschreiten einer Reihe altersbedingter Krankheiten verbunden ist. Eine bessere Erhaltung der Zellen bedeutet eine bessere Funktion des Gewebes und ein langsameres Auftreten altersbedingter Funktionsstörungen. Die Forschungsgemeinschaft investiert viel Zeit und Mühe in die Erforschung der Autophagie und deren Anpassung, dennoch wurden bisher vergleichsweise wenig konkrete Fortschritte bei klinischen Therapien erzielt, die die Autophagie beim Menschen hochregulieren.

Dieser Artikel erschien zuerst auf FightAging.org

Hautveränderungen gehören zu den erkennbarsten Zeichen der Hautalterung. Dementsprechend ist die Hautalterung ein wichtiges Interessengebiet für die Kosmetik- und Hautpflegeindustrie. Aus medizinischer Sicht ist die Hautalterung mit Gesundheitsproblemen verbunden, darunter einer erhöhten Brüchigkeit der Haut, einer verzögerten Wundheilung und einem erhöhten Auftreten von Hautkrebs, der häufigsten bösartigen Erkrankung beim Menschen. Es ist seit langem bekannt, dass die Geschwindigkeit der Hautalterung durch intrinsische und extrinsische Faktoren bestimmt wird, doch erst jüngste Fortschritte in der Hautgerontologie haben dazu beigetragen, die molekularen und zellulären Prozesse zu entschlüsseln, die der Hautalterung zugrunde liegen.

Mehrere der Alterungsprozesse werden durch das Vorhandensein beschädigter Moleküle und Organellen in Zellen ausgelöst oder verstärkt, und ihr Umsatz wird teilweise durch Autophagie gesteuert. Neben der Proteostase und der Aufrechterhaltung der Organellen stehen auch andere Faktoren, die als Kennzeichen des Alterns gelten, wie die Nährstoffwahrnehmung und die genomische Instabilität, unter der Kontrolle der Autophagie oder lösen deren Aktivierung aus, was die Autophagie zu einem wichtigen gegenregulatorischen Prozess macht, der die Homöostase der Haut und ein gesundes Altern unterstützt.

Die Haut liefert mehrere Beispiele, um die beiden Hauptwechselwirkungen zwischen Autophagie und Alterung zu veranschaulichen: (1) Autophagie verringert die Alterungsrate und (2) die Aktivität der Autophagie nimmt während des Alterns ab. Autophagie unterdrückt die Alterung auf zellautonome Weise, indem sie die intrazelluläre Homöostase aufrechterhält, und auf nichtautonome Weise, indem sie zu verschiedenen Zellfunktionen beiträgt, die andere Zellen schützen. Autophagie unterstützt beispielsweise die Differenzierung von Epithelzellen, wodurch diese andere Zellen vor der äußeren Umgebung schützen können. Da die Autophagie die Entfernung und Wiederverwertung von intrazellulärem Material nur bis zu einem gewissen Grad ermöglicht, neigen potenziell toxische Zellbestandteile und dysfunktionale Lysosomen dazu, sich während der Lebensdauer der Zellen anzusammeln. Einige der geschädigten Zellen erliegen dem Zelltod, während andere am Leben bleiben, aber ihre Fähigkeit verlieren, intrazelluläre Prozesse, einschließlich Autophagie, mit voller Effizienz auszuführen. Der Verlust und die Funktionsstörung von Zellen äußern sich im Alter.

Langlebige und meist ruhende Stammzellen benötigen Autophagie für die intrazelluläre Homöostase und für die kontinuierliche Fähigkeit, funktionsfähige Nachkommenzellen bereitzustellen. Ein inhärenter Rückgang oder eine exogene Unterdrückung der Autophagie führt zum Verlust von Stammzellen durch Konkurrenz, Differenzierung oder Zelltod. In kurzlebigen differenzierenden Zellen trägt die Autophagie auch zur intrazellulären Homöostase bei, allerdings muss die autophagische Aktivität nur über einen kurzen Zeitraum aufrechterhalten werden, damit diese Zellen funktionsfähig sind. Dennoch können Autophagiedefekte von den langlebigen Vorläuferzellen (Stammzellen) vererbt werden und möglicherweise Prozesse wie die Abwehr von Mikroben, die Freisetzung von Zytokinen und vor allem den Schutz vor Stressfaktoren aus der Umwelt beeinträchtigen. In langlebigen differenzierten Zellen trägt die Autophagie zur Aufrechterhaltung des Zellüberlebens und der Zellfunktion bei. Eine Abnahme der Autophagie führt zur Anhäufung beschädigter oder sogar toxischer Komponenten und/oder zu einer Energiekrise. Diese Störungen der intrazellulären Homöostase beeinträchtigen die für die Zellfunktionen wesentlichen Prozesse und führen schließlich zum Verlust dieser Zellen.

Diese Studie wurde erstmals veröffentlicht in Grenzen der Zell- und Entwicklungsbiologie (2019)



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