Mit jedem Schlag pumpt das Herz Blut durch ein Netz aus Arterien, Venen und feinsten Blutgefäßen. Ihre Innenwände sind mit sogenannten Endothelzellen ausgekleidet, also kleinen Zellen, die den Blutfluss regulieren, den Sauerstoffausgleich steuern und bei der Reparatur verletzter Gefäße helfen.

Mit dem Alter verändert sich das System. Wie genau, war bis jetzt größtenteils unbekannt. Ein Forschungsteam unter der Leitung des Wiener CeMM-Forschungszentrums für Molekulare Medizin hat jetzt umfassend untersucht, was beim Altern in den Zellen der Gefäßinnenwände geschieht. Das Ergebnis: Blutgefäße altern nicht überall im Körper gleich.

Wenn mit den Jahren die Funktion der Endothelzellen abnimmt, hat das verschiedene Auswirkungen. Im Gehirn können schädliche Stoffe schlechter ferngehalten werden, die Niere verliert nach und nach eine wichtige Filterfunktion. Oder kürzer: Die Gesundheit des gesamten Organs kann abnehmen.

Um diese Veränderungen besser zu verstehen, werteten die Forscher Daten aus 34 früheren Untersuchungen aus. Insgesamt analysierten sie die Genaktivität von mehr als 375.000 einzelnen Zellen aus 290 Proben und zwölf menschlichen Geweben. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Nature Aging“ erschienen.

Aus den Daten entwickelte das Team eine Art Landkarte der molekularen Veränderungen in alternden Blutgefäßen, den „Human Aging Endothelial Cell Atlas“. Die Karte zeigt die molekularen Eigenschaften der Zellen und hält fest, welche Gene in welchen Gefäßzellen aktiv sind und wie sich diese Aktivität mit dem Alter verändert.

Bisherige Untersuchungen betrachteten häufig einzelne Organe oder Gefäßtypen. Der neue Atlas ermöglicht laut den Forschern erstmals einen umfassenden Vergleich der Gefäßalterung über verschiedene menschliche Gewebe hinweg. „Eine unserer wichtigsten Erkenntnisse ist, dass die Alterung von Endothelzellen nicht überall im Gefäßsystem gleich abläuft“, wird Sarah Dobner, Erstautorin der Studie, in einer Mitteilung zitiert.

Besonders in den Venen zeigten sich Veränderungen. Bei älteren Menschen waren weniger Gene aktiv, die an der Bildung neuer Blutgefäße beteiligt sind. Laut den Forschern könnte das darauf hindeuten, dass sich Gefäße im Alter schlechter erneuern können. Direkt untersucht wurde ihre Regenerationsfähigkeit allerdings nicht.

Gleichzeitig zeigten sich in verschiedenen Gefäßtypen verstärkte Entzündungssignale und Hinweise auf sogenannte zelluläre Seneszenz. Dabei stellen Zellen ihre Teilung ein, können aber weiterhin ihre Umgebung beeinflussen, etwa durch entzündungsfördernde Stoffe.

„Was mich an diesem Atlas besonders begeistert, ist die Möglichkeit, die Alterung der Blutgefäße im gesamten menschlichen Körper zu untersuchen, anstatt davon auszugehen, dass alle Gefäße auf die gleiche Weise altern. Wir verfügen nun über eine Grundlage, um genauer zu erforschen, welche Veränderungen mit der Alterung von Endothelzellen einhergehen, welche möglicherweise zum Funktionsverlust der Blutgefäße beitragen und welche vielmehr zeigen, wie sich die Zellen an ihre veränderte Umgebung anpassen“, wird Studienleiterin Laura de Rooij zitiert.

Auch die Reaktion auf mechanische Kräfte verändert sich. Gefäßzellen nehmen ständig wahr, wie das Blut an ihnen vorbeiströmt, in welcher Schnelligkeit, mit welcher Kraft. In Hautgefäßen älterer Menschen entdeckten die Forscher das Protein YAP häufiger im Zellkern. Es hilft Zellen, auf mechanische Reize zu reagieren. Ob die Veränderung zum Altern beiträgt oder eine schützende Anpassung darstellt, ist noch unklar.

Der Atlas soll der Forschung künftig helfen, normale Altersveränderungen von krankheitsbedingten Veränderungen zu unterscheiden und mögliche Ziele für neue Therapien zu finden. Eine konkrete Behandlung lässt sich daraus aktuell allerdings nicht ableiten. Die Studie verglich Menschen unterschiedlichen Alters, statt dieselben Personen über Jahrzehnte zu begleiten. Auch Angaben zum Lebensstil müssten künftige Studien vollständiger berücksichtigen.

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