Biologische Unsterblichkeit

Biologische Unsterblichkeit (manchmal auch als bio-unbegrenzte Mortalität bezeichnet ) ist ein Zustand, in dem die Sterberate durch Alterung stabil ist oder abnimmt und somit vom chronologischen Alter entkoppelt ist. Verschiedene einzellige und vielzellige Arten, darunter einige Wirbeltiere, erreichen diesen Zustand entweder während ihrer gesamten Existenz oder nach einer ausreichend langen Lebensspanne. Ein biologisch unsterbliches Lebewesen kann jedoch auch aus anderen Gründen als der Alterung sterben, beispielsweise durch Verletzungen , Vergiftungen , Krankheiten , Fressfeinde , Ressourcenmangel oder Umweltveränderungen . Studien zu den Mechanismen der biologischen Unsterblichkeit liefern wichtige Anhaltspunkte für die Anti-Aging-Forschung.

Diese Definition der Unsterblichkeit wurde im „ Handbook of the Biology of Aging“ [ ^{1 ] infrage gestellt ,} da der Anstieg der Sterberate mit zunehmendem chronologischen Alter im hohen Alter vernachlässigbar sein kann – ein Phänomen, das als Sterbeplateau im späten Lebensabschnitt bezeichnet wird . Die Sterberate kann im hohen Alter zwar nicht weiter ansteigen, ist aber in den meisten Fällen sehr hoch. ^{[ 2 ]}

Biologen wählten den Begriff „unsterblich“, um Zellen zu bezeichnen, die nicht der Hayflick-Grenze unterliegen , dem Punkt, an dem sich Zellen aufgrund von DNA-Schäden oder verkürzten Telomeren nicht mehr teilen können . Vor Leonard Hayflicks Theorie vermutete Alexis Carrel , dass alle normalen Körperzellen unsterblich seien. ^{[ 3 ]}

Der Begriff „Immortalisation“ wurde erstmals auf Krebszellen angewendet , die das Telomer-verlängernde Enzym Telomerase exprimierten und dadurch der Apoptose – dem durch intrazelluläre Mechanismen verursachten Zelltod – entgingen. Zu den am häufigsten verwendeten Zelllinien gehören HeLa und Jurkat , beides immortalisierte Krebszelllinien. ^{[ 4 ]} Diese Zellen wurden und werden weiterhin in großem Umfang in der biologischen Forschung eingesetzt, beispielsweise bei der Entwicklung des Polio-Impfstoffs ^{[ 5 ]} , der Steroidforschung ^{[ 6 ]} und der Untersuchung des Zellstoffwechsels. ^{[ 7 ]} Auch embryonale Stammzellen und Keimzellen wurden als immortal beschrieben. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Unsterbliche Zelllinien von Krebszellen können durch die Induktion von Onkogenen oder den Verlust von Tumorsuppressorgenen erzeugt werden . Eine Möglichkeit, Unsterblichkeit zu induzieren, ist die virusvermittelte Induktion des großen T-Antigens ^{[ 10 ]} , das üblicherweise durch das Simianvirus 40 (SV-40) eingebracht wird. ^{[ 11 ]}

Laut der Animal Aging and Longevity Database umfasst die Liste der Tiere mit vernachlässigbarer Alterung (zusammen mit der geschätzten Lebenserwartung in freier Wildbahn): ^{[ 12 ]}

• Blanding-Schildkröte ( Emydoidea blandingii ) – 77 Jahre
• Olm ( Proteus anguinus ) – 102 Jahre
• Östliche Dosenschildkröte ( Terrapene carolina ) – 138 Jahre
• Roter Seeigel ( Strongylocentrotus franciscanus ) – 200 Jahre
• Rauhaugen-Felsenbarsch ( Sebastes aleutianus ) – 205 Jahre
• Ozean-Quahog-Muschel ( Arctica islandica ) – 507 Jahre
• Grönlandhai ( Somniosus microcephalus ) – 250 bis 500 Jahre

Viele einzellige Organismen altern: Mit der Zeit teilen sie sich langsamer und sterben schließlich ab. Auch asymmetrisch teilende Bakterien und Hefen altern. Symmetrisch teilende Bakterien und Hefen können jedoch unter idealen Wachstumsbedingungen biologisch unsterblich sein. ^{[ 13 ]} Unter diesen Bedingungen kann die Zellteilung , wenn sich eine Zelle symmetrisch teilt und zwei Tochterzellen entstehen, die Zelle in einen jugendlichen Zustand zurückversetzen. Knospt die Mutterzelle jedoch asymmetrisch eine Tochterzelle ab, wird nur die Tochterzelle in den jugendlichen Zustand zurückversetzt – die Mutterzelle wird nicht regeneriert und altert weiter und stirbt. In ähnlicher Weise können Stammzellen und Gameten als „unsterblich“ betrachtet werden.

Hydren sind eine Gattung des Stammes der Nesseltiere (Cnidaria) . Alle Nesseltiere sind regenerierbar, wodurch sie sich von Verletzungen erholen und sich ungeschlechtlich fortpflanzen können . Hydren sind einfache Süßwassertiere mit Radiärsymmetrie und enthalten postmitotische Zellen (Zellen, die sich nie wieder teilen) nur in den Extremitäten. ^{[ 14 ]} Alle anderen Zellen der Hydren teilen sich ständig. ^{[ 15 ]} Es wurde vermutet, dass Hydren nicht altern und daher biologisch unsterblich sind. In einer vierjährigen Studie zeigte sich bei drei Kohorten von Hydren keine Zunahme der Sterblichkeit mit dem Alter. Da ein Zusammenhang zwischen dem Alter der Geschlechtsreife eines Organismus und seiner Lebensspanne besteht und Hydren die Geschlechtsreife innerhalb von 5 bis 10 Tagen erreichen, argumentierte der Autor der Studie, dass sie, wenn sie überhaupt altern würden, innerhalb von vier Jahren hätten altern und an Altersschwäche sterben müssen. ^{[ 16 ]}

Turritopsis dohrnii und Turritopsis nutricula sind kleine (5 Millimeter große) Quallenarten, die sichnach der sexuellen Fortpflanzung durch Transdifferenzierung regenerieren . Dieser Zyklus kann sich unbegrenzt wiederholen und ihnen potenziell biologische Unsterblichkeit verleihen. Diese Organismen stammen ursprünglich aus der Karibik , haben sich aber mittlerweile weltweit verbreitet. ^{[ 17 ]} Laut einer vergleichenden Genomstudie scheinenwichtige molekulare Mechanismen ihrer Verjüngung die DNA-Replikation und -Reparatur sowie die Stammzellerneuerung. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

Ähnliche Fälle sind die Hydrozoe Laodicea undulata , ^{[ 20 ]} , die Schirmqualle Aurelia sp.1 ^{[ 21 ]} und die Tentakelqualle Mnemiopsis leiydi ^{[ 22 ] [ 23 ].}

Forschungen deuten darauf hin, dass Hummer mit zunehmendem Alter weder langsamer werden noch an Fruchtbarkeit verlieren und dass ältere Hummer sogar fruchtbarer sein können als jüngere. Dies macht sie jedoch nicht im herkömmlichen Sinne unsterblich, da die Wahrscheinlichkeit, dass sie bei einer Häutung sterben, mit zunehmendem Alter deutlich steigt. ^{[ 24 ]}

Ihre Langlebigkeit könnte auf die Telomerase zurückzuführen sein , ein Enzym , das lange, sich wiederholende DNA-Abschnitte an den Enden der Chromosomen, die sogenannten Telomere, repariert . Telomerase wird von den meisten Wirbeltieren während der Embryonalentwicklung exprimiert, fehlt aber im Erwachsenenalter in der Regel. ^{[ 25 ]} Im Gegensatz zu Wirbeltieren exprimieren Hummer Telomerase jedoch auch im Erwachsenenalter in fast allen Geweben, was vermutlich mit ihrer Langlebigkeit zusammenhängt. ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]} Hummer wachsen durch Häutung , die viel Energie erfordert; je größer der Panzer, desto höher der Energiebedarf. ^{[ 29 ]} Schließlich stirbt der Hummer während einer Häutung an Erschöpfung. Ältere Hummer stellen die Häutung auch ein, wodurch der Panzer beschädigt, infiziert oder zerfallen kann und sie schließlich sterben. ^{[ 24 ]} Der Europäische Hummer hat eine durchschnittliche Lebenserwartung von 31 Jahren bei Männchen und 54 Jahren bei Weibchen. ^{[ 24 ]}

Planarien kommen sowohl in sexuell als auch in asexuell reproduzierenden Formen vor. Untersuchungen an der Gattung Schmidtea mediterranea legen nahe, dass sich diese Planarien scheinbar unbegrenzt regenerieren (d. h. heilen) können und dass asexuelle Individuen über eine „offenbar unbegrenzte [Telomer-]Regenerationsfähigkeit verfügen, die durch eine Population hochproliferativer adulter Stammzellen ermöglicht wird“. ^{[ 30 ]}

Bei sexuell reproduzierenden Planarien kann die Lebensdauer einzelner Planarien bis zu drei Jahre betragen, vermutlich aufgrund der Fähigkeit von Neoblasten, alternde Zellen ständig zu ersetzen. Bei asexuell reproduzierenden Planarien hingegen wurden einzelne Tiere klonaler Linien einiger Planarienarten, die sich durch Zellteilung vermehren, über 15 Jahre lang gehalten. ^{[ 31 ] [ 32 ]}

• James L. Halperin . Der erste Unsterbliche , Del Rey, 1998. ISBN 0-345-42092-6
• Robert Ettinger . Die Aussicht auf Unsterblichkeit , Ria University Press, 2005. ISBN 0-9743472-3-X
• Dr. R. Michael Perry. Für immer und ewig: Moralphilosophie, Kryonik und die wissenschaftlichen Perspektiven der Unsterblichkeit , Universal Publishers, 2001. ISBN 1-58112-724-3
• Martinez, DE (1998) „Sterblichkeitsmuster deuten auf fehlende Seneszenz bei Hydra hin.“ Experimental Gerontology 1998 Mai;33(3):217–225. Volltext. Archiviert am 09.07.2007 im Internet Archive.
• Rose, Michael; Rauser, Casandra L.; Mueller, Laurence D. (Frühjahr 2011). Hört das Altern auf? . Oxford University Press.