Bestimmte Zuckerverbindungen im Körper, sogenannte Advanced Glycation Endproducts (AGEs), gelten als wichtiger Faktor für die Alterung von Gewebe. Sie entstehen unter anderem im Laufe des Alterns, aber auch vermehrt bei Stoffwechselstörungen wie Diabetes. Besonders betroffen ist Kollagen – ein zentrales Strukturprotein von Haut, Sehnen und anderen Geweben. Neue Forschungsarbeiten zeigen, dass sich diese Zuckerverbindungen im Kollagen wie kleine „Querverbindungen“ zwischen den Fasern einlagern. Dadurch verändert sich die Struktur des Gewebes auf mikroskopischer Ebene. Je mehr dieser Verbindungen vorhanden sind, desto stärker verändert sich das mechanische Verhalten des Kollagens.

Um diese Prozesse besser zu verstehen, haben Wissenschaftler Computersimulationen und Belastungstests an Kollagenfasern durchgeführt. Dabei zeigte sich: Mit zunehmender Anzahl dieser Zuckerverbindungen wird das Gewebe unter Belastung zunächst steifer, insbesondere bei stärkerer Dehnung. Das macht das Gewebe zwar fester, aber auch weniger flexibel. Als Folge verliert das Kollagen an Elastizität und wird spröder. Im Extremfall kann es bei Belastung leichter zu strukturellem Versagen kommen, weil das Gewebe weniger „nachgibt“ und schneller reißt.

Insgesamt unterstreichen die Ergebnisse, dass alters- und stoffwechselbedingte Zuckerablagerungen einen wichtigen Beitrag zur Veränderung von Gewebeeigenschaften leisten und damit auch zur sichtbaren und funktionellen Hautalterung beitragen können.

Kamml, J. et al.
Advanced-Glycation Endproducts: How cross-linking properties affect the collagen fibril behavior
Tissues and Organs 8/2023