Ist der Verlust von Kraft das neue Rauchen?

Du kennst folgende Situation sicher: Eine Person nennt dir ihr Alter und du bist über das äussere Erscheinungsbild erstaunt, weil es nicht deiner Vorstellung des genannten Alters entspricht. Obwohl wir alle altern, altern Menschen offensichtlich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten [1,2].

Unser Lebensstil hat einen Einfluss auf den Alterungsprozess. So kann sich zum Beispiel eine übermässige Kalorienzufuhr und/oder Rauchen negativ auf unsere Gesundheit und somit unseren Alterungsprozess auswirken.

Das biologische versus chronologische Alter

Wenn wir vom Alter sprechen, meinen wir unser chronologisches Alter. Das ist eine Funktion der Zeit und repräsentiert die Zeitspanne zwischen der Geburt und unserem jetzigen Alter. Im Unterschied zum chronologischen Alter entspricht das biologische Alter den epigenetischen Veränderungen und drückt aus, wie schnell unsere Zellmaschinerie altert [3]. Epigenetik ist die Forschung, die sich mit der Fragestellung beschäftigt, wie sich unser Verhalten und Umwelteinflüsse auf die Genexpression auswirken. Die Gene, die Zwillinge von ihren Eltern geerbt haben, enthalten Informationen, die ihre Entwicklung steuern. Sie können etwa festlegen, wie gross die Zwillinge werden können. Umwelteinflüsse während der Entwicklung verändern die Zugänglichkeit zu Genen und beeinflussen somit, ob diese Gene die Informationen, die sie enthalten, zum Ausdruck bringen können. So kann mit Epigenetik beispielsweise erklärt werden, weshalb eineiige Zwillinge sich in Verhalten, Fertigkeiten und Gesundheit unterscheiden, obwohl die zugrundeliegende DNA identisch ist. Epigenetik untersucht also die Veränderungen in Organismen, die durch Veränderungen der Genexpression hervorgerufen werden und nicht durch Veränderungen der DNA.

Mehrere Mechanismen steuern diese Veränderungen der Genexpression. Der hier fürs Verständnis relevante Mechanismus ist die DNA-Methylierung. Dabei handelt es sich um die chemische Modifikation der DNA durch die Übertragung einer chemischen Verbindung, einer Methylgruppe. Diese Modifikation ändert die zugrundeliegende DNA nicht, sondern reguliert die Aktivität dieses DNA-Abschnitts, wobei die Methylierung typischerweise die Genexpression unterdrückt. Es gibt eine zunehmende Zahl von Forschungsergebnissen, die nun nahe legt, dass die DNA-Methylierung eine wichtige Rolle spielt bei der Entwicklung von Krankheiten [4] und der Geschwindigkeit des biologischen Alterns. Methylierungsprofile sind durch die Umwelt und unseren Lebensstil veränderbar. In einer Studie, bei der der Grad der Methylierung an Millionen von Stellen der DNA eines Neugeborenen, einer 26-jährigen und einer 103-jährigen Person gemessen wurde, zeigte sich, dass die DNA-Methylierung mit dem Alter abnimmt [5]. Daher wird von der Wissenschaft vorgeschlagen, dass das DNA-Methylierungsalter eine robuste Alterungsuhr darstellt und eine bessere Schätzung des wahren biologischen Alters liefert als das chronologische Alter [6,7].

Was hat nun Kraft damit zu tun?

Peterson und seine Kollegen [8] von der Universität von Michigan modellierten im vergangenen Jahr die Beziehung zwischen Griffkraft (Kraft der Hand- und Unterarmmuskulatur) und dem biologischen Alter bei 1274 Erwachsenen im mittleren und höheren Alter anhand von drei Altersbeschleunigungsuhren, die auf DNA-Methylierung beruhen. Dies ist ein Prozess, der einen molekularen Biomarker und einen Schätzer für das Tempo des Alterns darstellt. Die Uhren wurden aus verschiedenen Studien modelliert, bei denen Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, körperliche Behinderung, Alzheimer, Entzündungen und Frühsterblichkeit untersucht wurden. Dabei fanden die Studienautoren, dass sowohl bei älteren Frauen als auch Männern ein Zusammenhang zwischen geringerer Griffkraft und der Beschleunigung des biologischen Alterns besteht. Die Studie deutet also erstmalig auf einen biologischen Zusammenhang zwischen Kraftverlust und der Beschleunigung des biologischen Alters hin. Das Aufrechterhalten von Kraft durch regelmässiges Krafttraining kann also im Umkehrschluss gegen altersbedingt auftretende Krankheiten schützen. Wir wissen, dass Rauchen den Alterungsprozess beschleunigt und ein starker Prädikator für Krankheit und Sterblichkeit sein kann. Der biologische Zusammenhang zwischen geringer Griffkraft und einer Beschleunigung des biologischen Alterns zeigt nun, dass schwache Muskulatur das neue Rauchen sein könnte.

Referenzen

1. López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The Hallmarks of Aging. Cell. Europe PMC Funders; 2013;153: 1194. doi:10.1016/J.CELL.2013.05.039
2. Hamczyk MR, Nevado RM, Barettino A, Fuster V, Andrés V. Biological Versus Chronological Aging: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiol. Elsevier; 2020;75: 919–930. doi:10.1016/J.JACC.2019.11.062
3. Sillanpää E, Ollikainen M, Kaprio J, Wang X, Leskinen T, Kujala UM, et al. Leisure-time physical activity and DNA methylation age - A twin study. Clin Epigenetics. BioMed Central Ltd.; 2019;11: 1–8. doi:10.1186/S13148-019-0613-5/FIGURES/1
4. Ligthart S, Marzi C, Aslibekyan S, Mendelson MM, Conneely KN, Tanaka T, et al. DNA methylation signatures of chronic low-grade inflammation are associated with complex diseases. Genome Biol. BioMed Central Ltd.; 2016;17: 1–15. doi:10.1186/S13059-016-1119-5/FIGURES/4
5. Heyn H, Li N, Ferreira HJ, Moran S, Pisano DG, Gomez A, et al. Distinct DNA methylomes of newborns and centenarians. Proc Natl Acad Sci U S A. National Academy of Sciences; 2012;109: 10522–10527. doi:10.1073/PNAS.1120658109/SUPPL_FILE/SD05.XLSX
6. Hannum G, Guinney J, Zhao L, Zhang L, Hughes G, Sadda SV, et al. Genome-wide Methylation Profiles Reveal Quantitative Views of Human Aging Rates. Mol Cell. Elsevier; 2013;49: 359–367. doi:10.1016/j.molcel.2012.10.016
7. Christiansen L, Lenart A, Tan Q, Vaupel JW, Aviv A, Mcgue M, et al. DNA methylation age is associated with mortality in a longitudinal Danish twin study. Aging Cell. Wiley-Blackwell; 2016;15: 149. doi:10.1111/ACEL.12421
8. Peterson MD, Collins S, Meier HCS, Brahmsteadt A, Faul JD. Grip strength is inversely associated with DNA methylation age acceleration. J Cachexia Sarcopenia Muscle. Springer Nature; 2022; doi:10.1002/JCSM.13110