Skip to main content
Erschienen in: Zeitschrift für Gerontologie und Geriatrie 6/2022

26.08.2022 | Themenschwerpunkt

Biologische Alterungsmechanismen im Herz-Kreislauf-System

verfasst von: Anne Großkopf, Lars Saemann, Gábor Szabó, Prof. Andreas Simm

Erschienen in: Zeitschrift für Gerontologie und Geriatrie | Ausgabe 6/2022

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Herz-Kreislauf-Erkrankungen, die am Ende der Bandbreite von degenerativen Prozessen stehen, sind eine der häufigsten Todesursachen weltweit. Einen kausalen Beitrag zu diesen und vielen anderen Erkrankungen leisten zentrale biologische Alterungsmechanismen, die als die „hallmarks of aging“ zusammengefasst wurden. Dazu gehören die Akkumulation makromolekularer Schäden, epigenetische Veränderungen, eine gestörte Proteostase, Telomerverkürzung, mitochondriale Dysfunktion, zelluläre Seneszenz, Entzündungsreaktionen, ein veränderter Metabolismus sowie gestörte, zelluläre Kommunikation und Veränderungen in der Stammzellnische. Im kardiovaskulären System sind v. a. oxidativer und glykativer Stress als Quelle makromolekularer Schäden von Bedeutung. Die so verursachten, schleichenden Veränderungen reduzieren die Resilienz und Resistenz des Herzens und der Gefäße gegenüber Stress und führen letztendlich zu Funktionseinschränkungen und Erkrankungen. Ein möglicher, neuartiger Ansatz, der nicht auf eine Intervention gegen die klassischen kardiovaskulären Erkrankungen, sondern gegen die Hallmarks of aging abzielt und als Geroscience bezeichnet wird, liefert wertvolle Konzepte, muss sich in der Zukunft aber noch beweisen.
Literatur
2.
Zurück zum Zitat Lakatta EG (2003) Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: part III: cellular and molecular clues to heart and arterial aging. Circulation 107(3):490–497CrossRef Lakatta EG (2003) Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: part III: cellular and molecular clues to heart and arterial aging. Circulation 107(3):490–497CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Lakatta EG, Levy D (2003) Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: part II: the aging heart in health: links to heart disease. Circulation 107(2):346–354CrossRef Lakatta EG, Levy D (2003) Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: part II: the aging heart in health: links to heart disease. Circulation 107(2):346–354CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Lakatta EG, Levy D (2003) Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: part I: aging arteries: a “set up” for vascular disease. Circulation 107(1):139–146CrossRef Lakatta EG, Levy D (2003) Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: part I: aging arteries: a “set up” for vascular disease. Circulation 107(1):139–146CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Chen MS, Lee RT, Garbern JC (2022) Senescence mechanisms and targets in the heart. Cardiovasc Res 118(5):1173–1187CrossRef Chen MS, Lee RT, Garbern JC (2022) Senescence mechanisms and targets in the heart. Cardiovasc Res 118(5):1173–1187CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Cohen AA, Legault V, Fulop T (2020) What if there’s no such thing as “aging”? Mech Ageing Dev 192:111344CrossRef Cohen AA, Legault V, Fulop T (2020) What if there’s no such thing as “aging”? Mech Ageing Dev 192:111344CrossRef
7.
Zurück zum Zitat López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G (2013) The hallmarks of aging. Cell 153(6):1194–1217CrossRef López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G (2013) The hallmarks of aging. Cell 153(6):1194–1217CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Kennedy BK, Berger SL, Brunet A, Campisi J, Cuervo AM, Epel ES et al (2014) Geroscience: linking aging to chronic disease. Cell 159(4):709–713CrossRef Kennedy BK, Berger SL, Brunet A, Campisi J, Cuervo AM, Epel ES et al (2014) Geroscience: linking aging to chronic disease. Cell 159(4):709–713CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Chiao YA, Lakatta E, Ungvari Z, Dai D‑F, Rabinovitch P (2016) Cardiovascular disease and aging. In: Sierra F, Kohanski R (Hrsg) Advances in Geroscience. Springer, Cham, S 121–160CrossRef Chiao YA, Lakatta E, Ungvari Z, Dai D‑F, Rabinovitch P (2016) Cardiovascular disease and aging. In: Sierra F, Kohanski R (Hrsg) Advances in Geroscience. Springer, Cham, S 121–160CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Gladyshev VN, Kritchevsky SB, Clarke SG, Cuervo AM, Fiehn O, de Magalhães JP et al (2021) Molecular damage in aging. Nat Aging 1(12):1096–1106CrossRef Gladyshev VN, Kritchevsky SB, Clarke SG, Cuervo AM, Fiehn O, de Magalhães JP et al (2021) Molecular damage in aging. Nat Aging 1(12):1096–1106CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Basta G, Schmidt AM, De Caterina R (2004) Advanced glycation end products and vascular inflammation: implications for accelerated atherosclerosis in diabetes. Cardiovasc Res 63(4):582–592CrossRef Basta G, Schmidt AM, De Caterina R (2004) Advanced glycation end products and vascular inflammation: implications for accelerated atherosclerosis in diabetes. Cardiovasc Res 63(4):582–592CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Simm A (2013) Protein glycation during aging and in cardiovascular disease. J Proteomics 92:248–259CrossRef Simm A (2013) Protein glycation during aging and in cardiovascular disease. J Proteomics 92:248–259CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Goffart S, von Kleist-Retzow J‑C, Wiesner RJ (2004) Regulation of mitochondrial proliferation in the heart: power-plant failure contributes to cardiac failure in hypertrophy. Cardiovasc Res 64(2):198–207CrossRef Goffart S, von Kleist-Retzow J‑C, Wiesner RJ (2004) Regulation of mitochondrial proliferation in the heart: power-plant failure contributes to cardiac failure in hypertrophy. Cardiovasc Res 64(2):198–207CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Lesnefsky EJ, Chen Q, Hoppel CL (2016) Mitochondrial metabolism in aging heart. Circ Res 118(10):1593–1611CrossRef Lesnefsky EJ, Chen Q, Hoppel CL (2016) Mitochondrial metabolism in aging heart. Circ Res 118(10):1593–1611CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Zhou T‑J, Gao Y (2010) Molecular mechanisms of cardiac aging. “. J Geriatr Cardiol 7(4):184 Zhou T‑J, Gao Y (2010) Molecular mechanisms of cardiac aging. “. J Geriatr Cardiol 7(4):184
16.
Zurück zum Zitat Lyu G, Guan Y, Zhang C, Zong L, Sun L, Huang X et al (2018) TGF‑β signaling alters H4K20me3 status via miR-29 and contributes to cellular senescence and cardiac aging. Nat Commun 9(1):2560CrossRef Lyu G, Guan Y, Zhang C, Zong L, Sun L, Huang X et al (2018) TGF‑β signaling alters H4K20me3 status via miR-29 and contributes to cellular senescence and cardiac aging. Nat Commun 9(1):2560CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Kumari K, Sahib MK (1993) Susceptibility of different rat tissues to non-enzymatic protein glycosylation in experimental diabetes. Indian J Exp Biol 31(2):194–195PubMed Kumari K, Sahib MK (1993) Susceptibility of different rat tissues to non-enzymatic protein glycosylation in experimental diabetes. Indian J Exp Biol 31(2):194–195PubMed
18.
Zurück zum Zitat Takata T, Sakasai-Sakai A, Ueda T, Takeuchi M (2019) Intracellular toxic advanced glycation end-products in cardiomyocytes may cause cardiovascular disease. Sci Rep 9(1):2121CrossRef Takata T, Sakasai-Sakai A, Ueda T, Takeuchi M (2019) Intracellular toxic advanced glycation end-products in cardiomyocytes may cause cardiovascular disease. Sci Rep 9(1):2121CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Yan SD, Schmidt AM, Anderson GM, Zhang J, Brett J, Zou YS et al (1994) Enhanced cellular oxidant stress by the interaction of advanced glycation end products with their receptors/binding proteins. J Biol Chem 269(13):9889–9897CrossRef Yan SD, Schmidt AM, Anderson GM, Zhang J, Brett J, Zou YS et al (1994) Enhanced cellular oxidant stress by the interaction of advanced glycation end products with their receptors/binding proteins. J Biol Chem 269(13):9889–9897CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Winterhalter PR, Wirkner M, Bartling B, Wächter K, Urazova A, Großkopf A et al (2022) Sex-dependent deterioration of cardiac function and molecular alterations in age- and disease-associated RAGE overexpression. Mech Ageing Dev 203:111635CrossRef Winterhalter PR, Wirkner M, Bartling B, Wächter K, Urazova A, Großkopf A et al (2022) Sex-dependent deterioration of cardiac function and molecular alterations in age- and disease-associated RAGE overexpression. Mech Ageing Dev 203:111635CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Sakata N, Meng J, Takebayashi S (2000) Effects of advanced glycation end-products on the proliferation and fibronectin production of smooth muscle cells. J Atheroscler Thromb 7(3):169–176CrossRef Sakata N, Meng J, Takebayashi S (2000) Effects of advanced glycation end-products on the proliferation and fibronectin production of smooth muscle cells. J Atheroscler Thromb 7(3):169–176CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Bierhaus A, Hofmann MA, Ziegler R, Nawroth PP (1998) AGEs and their interaction with AGE-receptors in vascular disease and diabetes mellitus. I. The AGE concept. Cardiovasc Res 37(3):586–600CrossRef Bierhaus A, Hofmann MA, Ziegler R, Nawroth PP (1998) AGEs and their interaction with AGE-receptors in vascular disease and diabetes mellitus. I. The AGE concept. Cardiovasc Res 37(3):586–600CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Coughlan MT, Thorburn DR, Penfold SA, Laskowski A, Harcourt BE, Sourris KC et al (2009) RAGE-induced cytosolic ROS promote mitochondrial superoxide generation in diabetes. J Am Soc Nephrol 20(4):742–752CrossRef Coughlan MT, Thorburn DR, Penfold SA, Laskowski A, Harcourt BE, Sourris KC et al (2009) RAGE-induced cytosolic ROS promote mitochondrial superoxide generation in diabetes. J Am Soc Nephrol 20(4):742–752CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Ungvari Z, Tarantini S, Sorond F, Merkely B, Csiszar A (2020) Mechanisms of vascular aging, a geroscience perspective: JACC focus seminar. J Am Coll Cardiol 75(8):931–941CrossRef Ungvari Z, Tarantini S, Sorond F, Merkely B, Csiszar A (2020) Mechanisms of vascular aging, a geroscience perspective: JACC focus seminar. J Am Coll Cardiol 75(8):931–941CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Bergmann O, Bhardwaj RD, Bernard S, Zdunek S, Barnabé-Heider F, Walsh S et al (2009) Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science 324(5923):98–102CrossRef Bergmann O, Bhardwaj RD, Bernard S, Zdunek S, Barnabé-Heider F, Walsh S et al (2009) Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science 324(5923):98–102CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Ungvari Z, Tarantini S, Donato AJ, Galvan V, Csiszar A (2018) Mechanisms of vascular aging. Circ Res 123(7):849–867CrossRef Ungvari Z, Tarantini S, Donato AJ, Galvan V, Csiszar A (2018) Mechanisms of vascular aging. Circ Res 123(7):849–867CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Yan M, Sun S, Xu K, Huang X, Dou L, Pang J et al (2021) Cardiac aging: from basic research to therapeutics. Oxid Med Cell Longev 2021:9570325CrossRef Yan M, Sun S, Xu K, Huang X, Dou L, Pang J et al (2021) Cardiac aging: from basic research to therapeutics. Oxid Med Cell Longev 2021:9570325CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Honda S, Ikeda K, Urata R, Yamazaki E, Emoto N, Matoba S (2021) Cellular senescence promotes endothelial activation through epigenetic alteration, and consequently accelerates atherosclerosis. Sci Rep 11(1):14608CrossRef Honda S, Ikeda K, Urata R, Yamazaki E, Emoto N, Matoba S (2021) Cellular senescence promotes endothelial activation through epigenetic alteration, and consequently accelerates atherosclerosis. Sci Rep 11(1):14608CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Dellago H, Preschitz-Kammerhofer B, Terlecki-Zaniewicz L, Schreiner C, Fortschegger K, Chang MW et al (2013) High levels of oncomiR-21 contribute to the senescence-induced growth arrest in normal human cells and its knock-down increases the replicative lifespan. Aging Cell 12(3):446–458CrossRef Dellago H, Preschitz-Kammerhofer B, Terlecki-Zaniewicz L, Schreiner C, Fortschegger K, Chang MW et al (2013) High levels of oncomiR-21 contribute to the senescence-induced growth arrest in normal human cells and its knock-down increases the replicative lifespan. Aging Cell 12(3):446–458CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Anderson R, Lagnado A, Maggiorani D, Walaszczyk A, Dookun E, Chapman J et al (2019) Length-independent telomere damage drives post-mitotic cardiomyocyte senescence. EMBO J 38(5):e100492CrossRef Anderson R, Lagnado A, Maggiorani D, Walaszczyk A, Dookun E, Chapman J et al (2019) Length-independent telomere damage drives post-mitotic cardiomyocyte senescence. EMBO J 38(5):e100492CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Colafella KMM, Denton KM (2018) Sex-specific differences in hypertension and associated cardiovascular disease. Nat Rev Nephrol 14(3):185–201CrossRef Colafella KMM, Denton KM (2018) Sex-specific differences in hypertension and associated cardiovascular disease. Nat Rev Nephrol 14(3):185–201CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Justina DV, Miguez JSG, Priviero F, Sullivan JC, Giachini FR, Webb RC (2021) Sex differences in molecular mechanisms of cardiovascular aging. Front Aging 2:725884 Justina DV, Miguez JSG, Priviero F, Sullivan JC, Giachini FR, Webb RC (2021) Sex differences in molecular mechanisms of cardiovascular aging. Front Aging 2:725884
33.
Zurück zum Zitat Ji H, Kwan AC, Chen MT, Ouyang D, Ebinger JE, Bell SP et al (2022) Sex differences in myocardial and vascular aging. Circ Res 130(4):566–577CrossRef Ji H, Kwan AC, Chen MT, Ouyang D, Ebinger JE, Bell SP et al (2022) Sex differences in myocardial and vascular aging. Circ Res 130(4):566–577CrossRef
34.
Zurück zum Zitat de Almeida A, Ribeiro TP, de Medeiros IA (2017) Aging: molecular pathways and implications on the cardiovascular system. Oxid Med Cell Longev 2017:7941563CrossRef de Almeida A, Ribeiro TP, de Medeiros IA (2017) Aging: molecular pathways and implications on the cardiovascular system. Oxid Med Cell Longev 2017:7941563CrossRef
35.
Zurück zum Zitat Lakatta EGS (2015) What’s aging? Is cardiovascular aging a disease? J Mol Cell Cardiol 83:1–13CrossRef Lakatta EGS (2015) What’s aging? Is cardiovascular aging a disease? J Mol Cell Cardiol 83:1–13CrossRef
36.
Zurück zum Zitat Paneni F, Diaz Cañestro C, Libby P, Lüscher TF, Camici GG (2017) The aging cardiovascular system: understanding it at the cellular and clinical levels. J Am Coll Cardiol 69(15:1952–1967CrossRef Paneni F, Diaz Cañestro C, Libby P, Lüscher TF, Camici GG (2017) The aging cardiovascular system: understanding it at the cellular and clinical levels. J Am Coll Cardiol 69(15:1952–1967CrossRef
37.
Zurück zum Zitat Sierra F (2016) The emergence of Geroscience as an interdisciplinary approach to the enhancement of health span and life span. Cold Spring Harb Perspect Med 6(4):a25163–aCrossRef Sierra F (2016) The emergence of Geroscience as an interdisciplinary approach to the enhancement of health span and life span. Cold Spring Harb Perspect Med 6(4):a25163–aCrossRef
38.
Zurück zum Zitat Baker DJ, Wijshake T, Tchkonia T, LeBrasseur NK, Childs BG, van de Sluis B et al (2011) Clearance of p16Ink4a-positive senescent cells delays ageing-associated disorders. Nature 479(7372):232–236CrossRef Baker DJ, Wijshake T, Tchkonia T, LeBrasseur NK, Childs BG, van de Sluis B et al (2011) Clearance of p16Ink4a-positive senescent cells delays ageing-associated disorders. Nature 479(7372):232–236CrossRef
39.
Zurück zum Zitat Xu M, Pirtskhalava T, Farr JN, Weigand BM, Palmer AK, Weivoda MM et al (2018) Senolytics improve physical function and increase lifespan in old age. Nat Med 24(8):1246–1256CrossRef Xu M, Pirtskhalava T, Farr JN, Weigand BM, Palmer AK, Weivoda MM et al (2018) Senolytics improve physical function and increase lifespan in old age. Nat Med 24(8):1246–1256CrossRef
40.
Zurück zum Zitat Gasek NS, Kuchel GA, Kirkland JL, Xu M (2021) Strategies for targeting senescent cells in human disease. Nat Aging 1(10):870–879CrossRef Gasek NS, Kuchel GA, Kirkland JL, Xu M (2021) Strategies for targeting senescent cells in human disease. Nat Aging 1(10):870–879CrossRef
Metadaten
Titel
Biologische Alterungsmechanismen im Herz-Kreislauf-System
verfasst von
Anne Großkopf
Lars Saemann
Gábor Szabó
Prof. Andreas Simm
Publikationsdatum
26.08.2022
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Zeitschrift für Gerontologie und Geriatrie / Ausgabe 6/2022
Print ISSN: 0948-6704
Elektronische ISSN: 1435-1269
DOI
https://doi.org/10.1007/s00391-022-02094-8

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2022

Zeitschrift für Gerontologie und Geriatrie 6/2022 Zur Ausgabe

Journal Club

Journal Club

Mitteilungen der DGGG

Mitteilungen der DGGG

Mitteilungen der DGG

Mitteilungen der DGG

Leitlinien kompakt für die Innere Medizin

Mit medbee Pocketcards sicher entscheiden.

Seit 2022 gehört die medbee GmbH zum Springer Medizin Verlag

Update Innere Medizin

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.