Biologie
Stress als Motor der Evolution

Im täglichen Leben ist Stress allgegenwärtig – und unerwünscht. Denn für den Menschen hat Stress meist negative Folgen – von Gereiztheit über Kopfschmerzen und Schlaflosigkeit bis zum Hörsturz. Für unsere Zellen ist er jedoch ein wichtiger Antrieb: Ohne Stress gibt es keine Evolution.

DÜSSELDORF. Ursprünglich hatte der inzwischen stark strapazierte Begriff „Stress“ eine ganz nüchterne Bedeutung. Der österreichisch-kanadische Forscher Hans Selye habe ihn eingeführt, um die Reaktion von biologischen Systemen – also Tieren und Menschen – auf Belastung zu beschreiben, erklärt Werner Stangl, Professor für Psychologie und Pädagogik an der Universität Linz.

Der Zusammenhang zwischen Stress und evolutionärer Fortentwicklung lässt sich schon an einer einzelnen Zelle erkennen. „Allerdings bedeutet Stress für eine Zelle nicht das Gleiche wie für den Menschen“, erklärt Zoophysiologe Rüdiger Paul von der Universität Münster. „Beim Menschen spricht man von psychosomatischem Stress, während die Zelle unter physiologischem Stress leidet.“

Für eine Zelle bedeutet Stress also keinen vollen Terminkalender, sondern mechanischen Druck, erhöhte Temperatur oder die Anwesenheit von Schwermetallen. Während der gestresste Mensch Kopfschmerzen bekommt, entstehen in der Zelle aggressive Sauerstoffradikale, die signalisieren, dass etwas nicht in Ordnung ist. Sind solche Sauerstoffradikale nicht da, ist die Zelle im Normalzustand und hat keinen Stress – vergleichbar mit einem entspannten Spaziergang in der Mittagspause.

Jede gesunde Zelle produziert Proteine aus 20 verschiedenen Bausteinen, den Aminosäuren. Der Bauplan jedes Proteins ist im Genom, dem Erbgut, in Form von DNA kodiert. Die Proteine halten praktisch alle Lebensfunktionen aufrecht: die Zellatmung, den Import von Nahrung und den Export von Abfällen. Und sie unterstützen auch die Kommunikation zwischen den Zellen.

Um diesen vielfältigen Funktionen gerecht zu werden, müssen die Proteine richtig aufgebaut und gefaltet sein. Die Bauanleitung für jedes Protein ist in der DNA festgeschrieben und wird von großen Molekülkomplexen gelesen und umgesetzt.

Mutationen in der DNA, sozusagen Schreibfehler im Code des Erbgutes, die etwa durch UV-Strahlung entstehen, können zu verändertem Wortlaut in der Anleitung führen – und damit zu einem anderen Bauprodukt, das sich nicht mehr so faltet, wie es sollte. Das zu verhindern ist die Aufgabe der Chaperone (engl.: Anstandsdame), größerer Moleküle, die die Faltung überprüfen und falsch gefaltete Proteine in die richtige Form zwingen oder dafür sorgen, dass sie abgebaut werden. Chaperone puffern damit die eigentlich vorhandene genetische Variabilität ab – und nehmen der Evolution so die Grundlage.

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