Pandoras Pillbox: Die uralte Suche nach längeren Leben

Quelle: Original-Cartoon von Alexandra Martin

Aldous Huxleys Roman " After Many a Summer stirbt der Schwan" aus dem Jahr 1939 porträtiert den Hollywood-Tycoon Jo Stoyte, der über 60 Jahre alt und von der Aussicht auf den Tod erschrocken ist. Stoyte beauftragt den persönlichen Arzt Dr. Sigmund Obispo, die Langlebigkeit zu untersuchen und sie reisen schließlich nach England, um den 201-jährigen Fifth Earl of Gonister zu sehen. Der Vorteil ist, dass Gonister Unsterblichkeit durch das Schlucken von Karpfen-Eingeweiden erreicht hat; der Nachteil ist sein affenähnlicher Zustand. Stoyte will dennoch die Behandlung. Huxleys Satire greift auf uralte Hoffnungen für ein längeres Leben und vielleicht sogar Unsterblichkeit zurück. Aber was sind die biologischen Realitäten?

Frühe Wahrnehmung der menschlichen Lebensspanne

Die sieben Zeitalter der Frau von Hans Baldung Grien (1544).

Quelle: Öffentlicher Bereich, über Wikimedia Commons. Ort: Museum der bildenden Künste, Leipzig, Deutschland

Das Alte Testament der christlichen Bibel gibt drei Versionen menschlicher Langlebigkeit. Adam und die anderen Patriarchen sollen etwa neun Jahrhunderte gelebt haben, Psalm 90,10 setzt mit "sechzig Jahren und zehn" die Messlatte deutlich niedriger, während Genesis 6: 3 dazwischen liegt: "Mein Geist soll nicht für immer in Sterblichen bleiben, denn sie sind Fleisch; ihre Tage werden einhundertzwanzig Jahre sein. "Abgesehen von den biblischen Patriarchen ist ein Grund für diese Ungleichheit die Verwirrung zwischen durchschnittlichem und maximalem Überleben. Möglicherweise sind die meisten Menschen im biblischen Nahen Osten vor 70 gestorben, während 120 nahe am Maximum waren.

Die Zahl Sieben ist ein wiederkehrendes Thema in den Darstellungen der menschlichen Lebensdauer. Ein frühes Beispiel ist Hans Baldung Griens Meisterwerk Sieben Alter der Frau . Shakespeares, wie Sie es mögen, stellt ein männliches Gegenstück zur Verfügung, mit dem unzufriedenen Adligen Jaques, der "sieben Alter des Mannes" auflistet: Kind, Schüler, Liebhaber, Soldat, Gerechtigkeit, Pantaloon, zweite Kindheit. Die moderne Biologie kennt auch sieben, wenn auch ziemlich unterschiedliche Stadien: Kindheit, frühe Kindheit, spätere Kindheit, Jugend, Adoleszenz, Erwachsenenalter und Alter.

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Sieben Phasen der menschlichen Lebensspanne basieren auf biologischen Markern.

Quelle: Originalillustration des Autors mit Einfügungen aus der ersten Abbildung.

Ist die menschliche Langlebigkeit begrenzt?

Einige Forscher sind zu dem Schluss gekommen, dass die menschliche Lebensdauer eine feste Obergrenze hat, während andere daraus geschlossen haben, dass ihre maximale Länge erhöht werden kann. Die weltweite Zunahme der Lebenserwartung im gesamten 20. Jahrhundert hat viele davon überzeugt, dass die menschliche Lebensdauer unbegrenzt ist. Im Jahr 2000 zeigten detaillierte Untersuchungen von John Wilmoth und Kollegen, dass in Schweden das maximale Sterbealter von 101 Jahren in den 1860er Jahren auf 108 in den 1990er Jahren gestiegen ist. Der größte Teil dieses Anstiegs ist auf eine verringerte Sterblichkeit für Menschen über 70 Jahre zurückzuführen. Wilmoth und seine Kollegen kamen zu dem Schluss, dass "die Senkung der Sterblichkeitsraten im höheren Lebensalter wahrscheinlich weiter andauert und die Grenzen der erreichten menschlichen Langlebigkeit allmählich noch weiter ausdehnt".

Eine gegensätzliche Interpretation, die insbesondere von Jay Olshansky und Bruce Carnes in ihrem 2001 erschienenen Buch The Quest for Immortality vertreten wird, besagt, dass die menschliche Langlebigkeit eine feste biologische Grenze hat. Sie schlagen vor, dass ein gewisses Maß an inhärenter Sterblichkeit auch dann bestehen bleibt, wenn wir alle äußeren Ursachen radikal reduzieren oder beseitigen. Ein Grund für diesen divergierenden Blickwinkel ist der Unterschied zwischen der größten zu jeder Zeit erreichten Lebensdauer und dem maximal möglichen. Technologische und medizinische Fortschritte haben dazu geführt, dass die durchschnittliche Lebenserwartung in den Industrieländern stetig gestiegen ist. Aber hat sich die maximal mögliche Langlebigkeit im Tandem erhöht?

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Die obere Grenze prüfen

In ihrem Papier aus dem Jahr 2000 zeigten Wilmoth und seine Kollegen, dass die maximale Lebensdauer in den 130 Jahren, die abgedeckt wurden, kontinuierlich zunahm. Aufzeichnungen zeigen jedoch nur die längste Lebensdauer in einem Jahr an, nicht die maximal mögliche Langlebigkeit. Die Forscher Byung Mook Weon und Jung Ho Je wendeten die mathematische Modellierung der Lebenstabellen für schwedische Frauen 1950-2005 an und schätzten anschließend die maximal mögliche Lebenserwartung ein. Ihre 2009 gemeldeten Ergebnisse weisen auf eine Obergrenze von etwa 125 Jahren hin. Sie berechneten auch, dass in modernen industrialisierten Populationen die Überlebenswahrscheinlichkeit jetzt nahe an ihrem Maximum ist.

Diese theoretischen Schätzungen wurden kürzlich von einer globalen Analyse der demographischen Daten von Xiao Dong und Kollegen empirisch bestätigt. Bemerkenswert ähnliche Muster in 40 Ländern und Territorien zeigen einen stetigen Anstieg des Anteils der über 70-Jährigen. Jedoch fanden Dong und Kollegen übereinstimmend heraus, dass die Überlebensrate bei 100 steigt und dann abnimmt. Das Alter bei den ältesten Menschen der Welt ergibt ein ähnliches Ergebnis: Nachdem es zwischen 1970 und 1995 rasch zugenommen hatte, stabilisierte es sich bei etwa 115. Die Autoren folgerten: "Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die maximale Lebensdauer von Menschen festgelegt ist und natürlichen Beschränkungen unterliegt . "

Warum sind wir nicht unsterblich?

Bemühungen, die menschliche Lebensspanne zu verlängern, gipfeln in der Suche nach Unsterblichkeit. Woody Allen hat die Hoffnungen vieler zusammengefasst: "Ich möchte durch meine Arbeit keine Unsterblichkeit erlangen. Ich möchte es erreichen, indem ich nicht sterbe. "Altern und Tod sind scheinbar unausweichliche Tatsachen der menschlichen Existenz. Aber warum sind wir nicht unsterblich? Peter Medawars Buch " Ein ungelöstes Problem der Biologie " von 1952 ging dieses grundlegende Thema an, das noch immer nicht gelöst werden kann. Verschiedene andere Organismen vermehren sich kontinuierlich selbst und sind potentiell unsterblich. Menschen können Räubern oder Krankheiten erliegen, sterben aber niemals im Alter. Es ist also verwirrend, warum Menschen und viele andere vielzellige Tiere nicht unbegrenzt überleben.

Eine einfache Sichtweise ist, dass Seneszenz die unvermeidliche Konsequenz der akkumulierten Abnutzung ist. Wie George Williams in einer wegweisenden Arbeit von 1957 bemerkte, beruht dies auf einer einfachen Analogie mit dem Zerfall menschlicher Artefakte. Im Gegensatz zu Waschmaschinen haben lebende Organismen jedoch Selbstreparaturmechanismen. Warum sollte eine Verschlechterung unvermeidlich sein? Williams schlug vor, dass die Evolution Seneszenz in unser Erbgut eingebaut hat.

Theorien des Alterns fallen in zwei große Kategorien. Fehlertheorien beruhen auf der zufälligen Ansammlung von Schäden am Körpergewebe. Andere Theorien beruhen dagegen auf der Vorstellung, dass Altern durch Evolution vorprogrammiert wurde. Die Regulation durch biologische Uhren über die Lebensspanne hinweg wird Veränderungen im Ausdruck genetischer Systeme zugeschrieben, die Wartung, Reparatur und Verteidigung steuern. Ein zentraler Grundsatz ist, dass natürliche Selektion im Allgemeinen mit dem Alter schwächer werden sollte. Altern kann sich entwickelt haben, weil weitgehend zufällige äußere Ursachen der Sterblichkeit – insbesondere Prädation, Krankheit und Unfalltod – die Wahrscheinlichkeit, dass ein Individuum am Leben bleibt, allmählich verringern. Weil externe Ursachen der Sterblichkeit schließlich töten, unabhängig von Ressourcen, die für die körperliche Reparatur eingesetzt werden, tritt das Altern als ein Nebenprodukt der Investition in die Zucht und nicht in den Unterhalt auf. Tom Kirkwoods "Wegwerf-Soma" -Theorie des Alterns schlägt vor, dass die vorprogrammierte Sterblichkeit die Verringerung der Energiekosten der Regulierung von Fehlern in Zellen widerspiegelt. Er war besonders beeindruckt von der Tatsache, dass kultivierte menschliche Fibroblastenzellen eine begrenzte Lebensdauer haben, die auf etwa 60 Zellteilungen beschränkt ist. Darüber hinaus nimmt das Überleben von kultivierten Zellen mit dem Spenderalter ab, was darauf hinweist, dass eine interne Uhr abgeklungen ist.

Grafische Darstellung der maximalen Lebensdauer des Körpers für 110 Primatenarten. Beachten Sie, dass es einen allgemeinen Trend für größere Arten gibt, länger zu leben, aber dass Menschen eine ungewöhnlich lange Lebensdauer für ihre Körpergröße haben.

Quelle: Originalgraph vom Autor erstellt.

Eine testbare Vorhersage

Eine alternative Ansicht, die von Peter Medawar favorisiert wird, ist, dass sich spät wirkende schädliche Mutationen akkumulieren können, weil die Selektion gegen sie schwach ist. Betrachten Sie eine Population potentiell unsterblicher Individuen, deren Fruchtbarkeit im Laufe der Zeit nicht abnimmt. Einige Individuen werden immer noch aufgrund von Faktoren wie Prädation und Krankheit eliminiert. Externe Sterblichkeitsrisiken sind während des gesamten Lebens vorhanden und kumulativ, so dass ältere Altersklassen weniger Überlebende enthalten. Junge Altersgruppen leisten daher einen größeren Beitrag für die nächste Generation. Selektion gegen schädliche Mutationen, die spät im Leben ins Spiel kommen und relativ wenige ältere Individuen betreffen, wird schwach sein, so dass sie im Laufe der Zeit häufiger werden. Ein entscheidender Vorteil der Medawar-Theorie ist diese überprüfbare Vorhersage: Arten, die natürlicherweise einer hohen Mortalität aufgrund äußerer Ursachen ausgesetzt sind, sollten schneller altern und jünger sterben. Der vorhergesagte Zusammenhang zwischen Mortalität und Lebensspanne wird tatsächlich nach Berücksichtigung der Körpergröße gefunden. Im Vergleich zu anderen Säugetieren haben Primaten eine bemerkenswert lange Lebensdauer, wahrscheinlich weil ihre typischen Lebensgewohnheiten die Sterblichkeit reduzieren. Die ungewöhnlich lange Lebensspanne der Menschen deutet darauf hin, dass wir biologisch auf eine besonders niedrige Mortalität eingestellt sind.

Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Alter bei der ersten Aufzucht und der Lebenserwartung für natürliche Populationen von 25 Säugetierarten zeigt. (Relative Werte wurden für die Skalierung auf Körpergröße korrigiert.)

Quelle: Angepasst von einer Figur in Harvey & Zammuto (2006).

Lebensgeschichtliche Muster

Die menschliche Lebensspanne ist nicht nur eine Reihe von Meilensteinen zwischen Geburt und Tod. Bei allen Säugetieren wird die gesamte Zuchtkapazität durch ein Muster von Merkmalen bestimmt, die Evolutionsbiologen fälschlicherweise als "Lebensverlaufsstrategie" bezeichnen. Für jede Art ist die intrinsische Rate des natürlichen Anstiegs – das Ergebnis der Merkmale der Lebensgeschichte – ein Schlüsselindikator für die Zuchtkapazität. Eines dieser Merkmale, die Langlebigkeit, ist unter natürlichen Bedingungen nicht einfach zu dokumentieren, so dass Biologen den maximalen Wert verwenden, der in Gefangenschaft beobachtet wird. Bei Säugetieren beträgt die durchschnittliche Lebenserwartung im Allgemeinen etwa die Hälfte der maximalen Lebenserwartung.

Grafische Darstellung der durchschnittlichen Lebenserwartung in Abhängigkeit von der maximalen Lebensspanne aus Zuchtdaten von 27 Säugetierarten. Beachten Sie, dass es eine ziemlich enge Beziehung gibt und dass die Lebenserwartung im Allgemeinen etwa die Hälfte der maximalen Lebenserwartung beträgt.

Quelle: Angepasst an eine Figur in Kohler et al. (2006).

Auf den ersten Blick könnte man erwarten, dass die natürliche Selektion immer die Zuchtkapazität maximieren sollte. Aber es gibt einen entscheidenden Unterschied zwischen potentiellem und tatsächlichem Fortpflanzungserfolg. Vergleichsstudien haben stattdessen ergeben, dass Zuchtkapazität und Lebensspanne beide an die natürliche Sterblichkeit angepasst sind. Und es gibt keinen Grund, warum Menschen eine Ausnahme sein sollten.

Zukunftsaussichten

Verschiedene Forscher untersuchen aktiv Möglichkeiten zur Verlängerung der menschlichen Lebensspanne. Laborexperimente mit Tiermodellen haben gezeigt, dass dies technisch machbar ist. Dies ist jedoch ein eingleisiger Ansatz für ein komplexes biologisches Problem, und mögliche Nebenwirkungen (selbst wenn sie keine Rückbildung in einen affenähnlichen Zustand enthalten) wurden kaum in Betracht gezogen. Darüber hinaus ist eine bloße Verlängerung der Lebenserwartung ohne begleitende Verbesserungen der Lebensqualität wenig sinnvoll. Aus diesem Grund betrachten Demographen jetzt die "behinderungsfreie Lebenserwartung", die durchschnittliche Anzahl von Jahren, die ein Individuum ohne Behinderung leben darf, wenn die aktuellen Muster weiterhin gelten. Für den Menschen ist Unsterblichkeit fast sicher ausgeschlossen. Eine effektive Verlängerung der maximalen Lebensdauer ist ein potenzielles, aber schwer erreichbares Ziel. Aber eine Verjüngung ist durchaus möglich, wie neue Forschungsergebnisse zur selektiven Unterdrückung alternder Zellen mit AGE-monoklonalen Antikörpern zeigen. Ich für meinen Teil werde mich gerne mit der Verjüngung zufrieden geben.

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