Was ist das "biologische Alter" – und wie messen wir es?

"Wir sind nur so alt, wie wir uns fühlen." Ein Satz den vielen Mensch ab einen gewissen Zeitpunkt häufiger im Scherz verwenden. Es steckt jedoch mehr Wahrheit dahinter, als sich auf den ersten Blick vermuten lässt.

Wenn wir nach unserem Alter gefragt werden, beantworten wir diese Frage in der Regel mit der Anzahl der Jahre die wir bisher auf der Welt sind. Wir bezeichnen das als chronologisches Alter. Unser chronologisches Alter sagt jedoch nahezu nichts über unsere aktuelle körperliche und geistige Verfassung aus.

Warum kann eine Person mit 60 Jahren einen Marathon laufen oder einen Handstand lernen, während andere schon beim Treppensteigen außer Atem geraten? Die Antwort darauf liegt in unserem biologischen Alter, einem Maß für den tatsächlichen funktionellen Zustand unserer Organe, Zellen und unseres Gesamtsystems.

Das biologische Alter ist jedoch ebenso Komplex wie der Mensch selbst. Unzählige Faktoren spielen hier eine Rolle wie effizient Zellen, Organe und Systeme funktionieren – und wie gut sie auf Belastung, Ernährung oder Stress reagieren.

Die Forschung der letzten Jahrzehnte hat gezeigt, dass es möglich ist, diesen inneren Alterungsprozess zu messen. Die wichtigsten Parameter stammen aus vier Ebenen: Genetik, Molekularbiologie, Biochemie und Körperfunktion.

Telomere – die Schutzkappen unserer Chromosomen

Telomere sind die Endstücke unserer Chromosomen, bestehend aus sich wiederholenden DNA-Sequenzen, die unsere Erbsubstanz vor Abnutzung schützen. Bei jeder Zellteilung verkürzen sich diese Schutzkappen ein Stück. Wird eine kritische Länge unterschritten, verliert die Zelle ihre Teilungsfähigkeit und tritt in den sogenannten seneszenten Zustand ein – sie altert oder stirbt ab.

Die Telomerlänge gilt daher als klassischer Marker für zelluläre Alterung. Sie lässt sich im Labor mit etablierten Methoden wie der qPCR (quantitative Echtzeit Polymerase-Kettenreaktion) oder Flow-FISH (fluorescence in-situ hybridization) bestimmen. Zahlreiche Studien zeigen, dass kürzere Telomere mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes, neurodegenerative Prozesse und frühzeitige Mortalität korrelieren. [1, 2]

Allerdings ist die Aussagekraft begrenzt: Die Telomerlänge variiert je nach Zelltyp und wird von akuten Faktoren wie oxidativem Stress, Entzündungen, Schlafmangel oder Rauchen beeinflusst. Die Länge der Telomere ist dementsprechend kein statischer Wert, sondern spiegelt den kumulativen Einfluss von Lebensstil und Umwelt wider.[3]

Epigenetische Uhren – die molekulare Zeitanzeige der Gene

Während die genetischen Informationen in unserem Erbgut selbst im Laufe des Lebens weitgehend stabil bleiben, verändern sich die epigenetischen Markierungen auf der DNA kontinuierlich. Diese chemischen Modifikationen, vor allem DNA-Methylierungen an CpG-Stellen, regulieren, welche Gene aktiv oder stillgelegt sind. All das ohne die eigentliche Sequenz zu verändern.

Diese Muster folgen erstaunlich konsistenten Verläufen im Alterungsprozess. Darauf basierend wurden „epigenetische Uhren“ entwickelt, die das biologische Alter aus Methylierungsdaten berechnen:

• Horvath Clock – eine der ersten breit validierten epigenetischen Altersuhren, basierend auf 353 CpG-Stellen in verschiedenen Geweben. [4]

  
  

• Hannum Clock – ein quantitatives Alterungsmodell anhand von Messungen an über 450.000 CpG-Markern im Vollblut von 656 Probanden im Alter von 19 bis 101 Jahren. Dieses Modell misst die Geschwindigkeit der Methylierung eines Individuums, die, wie wir zeigen, vom Geschlecht und genetischen Varianten beeinflusst wird. [5]

  
  

• PhenoAge – ein epigenetischen Biomarker des Alterns, der bisherige Messgrößen hinsichtlich der Vorhersage verschiedener Alterungsfolgen, darunter Gesamtmortalität, Krebserkrankungen, Gesundheitsspanne, körperliche Funktionsfähigkeit und Alzheimer-Krankheit, deutlich übertrifft. Obwohl dieser Biomarker anhand von Vollblutdaten entwickelt wurde, korreliert er stark mit dem Alter in allen untersuchten Geweben und Zellen.[6]

Marker in Körperflüssigkeiten der biochemische Fingerabdruck des Alterns

Blut, Speichel und Urin liefern wertvolle Informationen über Entzündungswerte, Stoffwechselmarker wie Insulin oder Glucose, Hormonlevel wie Testosteron und Östrogen oder das Immunsystem[7].

Entzündungsmarker (CRP, IL-6, TNF-α)

Chronische Entzündungen („Inflammaging“) gelten als eine der Hauptursachen beschleunigter Alterung. Erhöhte Spiegel des C-reaktiven Proteins (CRP) und von Interleukin-6 (IL-6) zeigen eine dauerhafte Immunaktivierung an, die Gewebe und Gefäße schädigen kann. Hohe Entzündungswerte sind mit erhöhter Mortalität und Krankheitsrisiken korreliert. [8]

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Grenze: Entzündungsmarker sind unspezifisch – auch Infekte, Verletzungen oder akuter Stress können sie ansteigen lassen. Daher sollten sie im Verlauf interpretiert werden.

Stoffwechselmarker (Glukose, Insulin, HbA1c)

Dauerhaft erhöhte Blutzuckerwerte führen zur Glykation von Proteinen und Strukturen („AGEs“) und tragen zu Gefäß- und Organschäden bei. Parameter wie Nüchternglukose, HbA1c, Insulin und HOMA-Index geben Aufschluss über die Qualität der Glukoseregulation und Insulinsensitivität.

Große Kohortenstudien konnten zeigen, dass bestimmte Kombinationen metabolischer Marker mit einem deutlich erhöhten oder verminderten Sterblichkeitsrisiko verknüpft sind. [9]

Oxidativer Stress

Freie Radikale entstehen als Nebenprodukte des Stoffwechsels und nehmen unter anderem durch Alter, Umweltgifte, Rauchen und chronische Entzündung zu. Biomarker wie oxidierte DNA-Basen oder Lipidperoxidationsprodukte (z. B. 8-OHdG, MDA) sowie der Status endogener Antioxidantien (z. B. Glutathion) geben Hinweise auf die Belastung durch oxidativen Stress.

Ein dauerhaftes Ungleichgewicht zwischen oxidativem Stress und antioxidativer Kapazität beschleunigt die Zellalterung, begünstigt mitochondriale Dysfunktion und verstärkt schleichende Entzündungsprozesse. [10, 11]

Hormonelle Marker (Cortisol, Sexualhormone, DHEA-S)

Das hormonelle Milieu verändert sich mit zunehmendem Alter deutlich: Stressachsen sind häufig überaktiv, während anabole Hormone wie Testosteron, Östrogene oder DHEA-S abnehmen.

Reviews zeigen, dass diese Veränderungen mit Frailty, Sarkopenie, kardiometabolischen Erkrankungen und kognitivem Abbau in Zusammenhang stehen. [12, 13]

Hormonwerte unterliegen jedoch starken Tages- und Zyklusschwankungen und müssen immer im Kontext klinischer Befunde und anderer Marker interpretiert werden.

Physiologische Tests – die Leistungsfähigkeit des Körpers

Physiologische Tests erfassen die Funktionsfähigkeit einzelner Organe oder ganzer Körpersysteme. Damit geben sie Aufschluss über die aktuelle Leistungsfähigkeit, Einschränkungen und Reserven des System.

Wichtige Bereiche mit unmittelbaren Auswirkungen auf das biologische alter sind:

Lungenfunktion und Sauerstoffaufnahme (Spirometrie, Spiroergometrie): Einschränkungen reflektieren kardiopulmonale Alterungsprozesse und sind mit erhöhter Mortalität und eingeschränkter Belastbarkeit assoziiert. [16]

Blutdruck und Gefäßsteifigkeit: Erhöhter Blutdruck und eine reduzierte Elastizität der Gefäße gelten als Marker vaskulärer Alterung. [17]

Herzfrequenzvariabilität (HRV): Eine niedrige HRV wird mit erhöhter Stressbelastung, geringerer Resilienz und höherem kardiovaskulären Risiko in Verbindung gebracht. [18]

Kraft, Ganggeschwindigkeit, Gleichgewicht: In Meta-Analysen sind Handkraft, Gehgeschwindigkeit und einfache Gleichgewichtstests starke Prädiktoren für Gesamtmortalität im höheren Lebensalter. [14, 15]

Solche Tests sind in der Praxis besonders wertvoll, weil sie das Zusammenspiel von Herz, Lunge, Muskeln und Nervensystem abbilden, also genau das funktionale System, welchesim Alltag über Selbstständigkeit und Belastbarkeit entscheidet.

Fazit zu Messung des biologischen Alters

Die zuverlässigsten Aussagen zum biologischen Alter ergeben sich aus der Kombination verschiedener Messansätze. Erst durch die Verknüpfung molekularer Marker (z. B. DNA-Methylierung, Telomerlänge), biochemischer Parameter und funktioneller Tests lässt sich das Alterungsprofil eines Menschen ganzheitlich erfassen.

Obwohl bereits zahlreiche kommerzielle Tests existieren, ist die wissenschaftliche Evidenz für viele dieser Verfahren noch nicht abschließend gesichert. Aktuell erfassen sie meist nur Teilaspekte des komplexen Alterungsprozesses – doch sie markieren den Weg zu einer zunehmend präzisen, personalisierten Diagnostik der biologischen Alterung.

Quellen:

[1] Bekaert S, De Meyer T, Van Oostveldt P. Telomere attrition as ageing biomarker. Anticancer Res. 2005 Jul-Aug;25(4):3011-21. PMID: 16080560.

[2] Epel ES, Blackburn EH, Lin J, Dhabhar FS, Adler NE, Morrow JD, Cawthon RM. Accelerated telomere shortening in response to life stress. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004 Dec 7;101(49):17312-5. doi: 10.1073/pnas.0407162101. Epub 2004 Dec 1. PMID: 15574496; PMCID: PMC534658.

[3] Blackburn EH, Epel ES, Lin J. Human telomere biology: A contributory and interactive factor in aging, disease risks, and protection. Science. 2015 Dec 4;350(6265):1193-8. doi: 10.1126/science.aab3389. PMID: 26785477.

[4] Horvath S. DNA methylation age of human tissues and cell types. Genome Biol. 2013;14(10):R115. doi: 10.1186/gb-2013-14-10-r115. Erratum in: Genome Biol. 2015 May 13;16:96. doi: 10.1186/s13059-015-0649-6. PMID: 24138928; PMCID: PMC4015143.

[5] Hannum G, Guinney J, Zhao L, Zhang L, Hughes G, Sadda S, Klotzle B, Bibikova M, Fan JB, Gao Y, Deconde R, Chen M, Rajapakse I, Friend S, Ideker T, Zhang K. Genome-wide methylation profiles reveal quantitative views of human aging rates. Mol Cell. 2013 Jan 24;49(2):359-367. doi: 10.1016/j.molcel.2012.10.016. Epub 2012 Nov 21. PMID: 23177740; PMCID: PMC3780611.

[6] Levine ME, Lu AT, Quach A, Chen BH, Assimes TL, Bandinelli S, Hou L, Baccarelli AA, Stewart JD, Li Y, Whitsel EA, Wilson JG, Reiner AP, et al. An epigenetic biomarker of aging for lifespan and healthspan. Aging (Albany NY). 2018 Apr 18; 10:573-591 . https://doi.org/10.18632/aging.101414

[7] Jylhävä J, Pedersen NL, Hägg S. Biological Age Predictors. EBioMedicine. 2017 Jul;21:29-36. doi: 10.1016/j.ebiom.2017.03.046. Epub 2017 Apr 1. PMID: 28396265; PMCID: PMC5514388.

[8] Puzianowska-Kuźnicka M, Owczarz M, Wieczorowska-Tobis K, Nadrowski P, Chudek J, Slusarczyk P, Skalska A, Jonas M, Franek E, Mossakowska M. Interleukin-6 and C-reactive protein, successful aging, and mortality: the PolSenior study. Immun Ageing. 2016 Jun 3;13:21. doi: 10.1186/s12979-016-0076-x. PMID: 27274758; PMCID: PMC4891873.

[9] Grunnet, L. G.; Pilgaard, K.; Alibegovic, A.; Jensen, C. B.; Hjort, L.; Ozanne, S. E. et al. (2019):Leukocyte telomere length is associated with elevated plasma glucose and HbA1c in young healthy men independent of birth weight.

[10] Maldonado, E., Morales-Pison, S., Urbina, F., & Solari, A. (2023). Aging Hallmarks and the Role of Oxidative Stress. Antioxidants, 12(3), 651. https://doi.org/10.3390/antiox12030651

[11] Cui H, Kong Y, Zhang H. Oxidative stress, mitochondrial dysfunction, and aging. J Signal Transduct. 2012;2012:646354. doi: 10.1155/2012/646354. Epub 2011 Oct 2. PMID: 21977319; PMCID: PMC3184498.

[12] Maggio M, Cappola AR, Ceda GP, Basaria S, Chia CW, Valenti G, Ferrucci L. The hormonal pathway to frailty in older men. J Endocrinol Invest. 2005;28(11 Suppl Proceedings):15-9. PMID: 16760619.

[13] Erceg, N., Micic, M., Forouzan, E., & Knezevic, N. N. (2025). The Role of Cortisol and Dehydroepiandrosterone in Obesity, Pain, and Aging. Diseases, 13(2), 42. https://doi.org/10.3390/diseases13020042

[14] Cooper R, Kuh D, Hardy R, Mortality Review Group . Objectively measured physical capability levels and mortality: systematic review and meta-analysis BMJ 2010; 341 :c4467 doi:10.1136/bmj.c4467

[15] Soysal P, Hurst C, Demurtas J, Firth J, Howden R, Yang L, Tully MA, Koyanagi A, Ilie PC, López-Sánchez GF, Schwingshackl L, Veronese N, Smith L. Handgrip strength and health outcomes: Umbrella review of systematic reviews with meta-analyses of observational studies. J Sport Health Sci. 2021 May;10(3):290-295. doi: 10.1016/j.jshs.2020.06.009. Epub 2020 Jun 19. PMID: 32565244; PMCID: PMC8167328.

[16] Weinmayr, G., Schulz, H., Klenk, J. et al. Association of lung function with overall mortality is independent of inflammatory, cardiac, and functional biomarkers in older adults: the ActiFE-study. Sci Rep 10, 11862 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-68372-w

[17] Mikael LR, Paiva AMG, Gomes MM, Sousa ALL, Jardim PCBV, Vitorino PVO, Euzébio MB, Sousa WM, Barroso WKS. Vascular Aging and Arterial Stiffness. Arq Bras Cardiol. 2017 Sep;109(3):253-258. doi: 10.5935/abc.20170091. Epub 2017 Jun 29. PMID: 28678931; PMCID: PMC5586233.

[18] Shaffer F, Ginsberg JP. An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms. Front Public Health. 2017 Sep 28;5:258. doi: 10.3389/fpubh.2017.00258. PMID: 29034226; PMCID: PMC5624990.