Nieuwe theorieën winnen terrein Waarom we ouder worden

Nieuwe theorieën winnen terrein Waarom we ouder worden
Valentina Razumova / Shutterstock

Waarom worden we ouder? Het is een vraag waarbij wetenschappers al tientallen jaren aan hun hoofd krabben, maar eindelijk beginnen we een aantal antwoorden te krijgen. Hier is het verhaal tot nu toe.

Een van de oudste theorieën over veroudering is de schade-accumulatie theorie, voorgesteld door August Weisman in 1882. Cellen en organismen zijn complexe systemen met veel componenten, allemaal elegant onderling verbonden, maar deze complexe systemen zijn fragiel en slijten door de geleidelijke accumulatie van schade in de triljoenen cellen in ons lichaam. Naarmate de schade toeneemt, kan het lichaam zichzelf niet volledig repareren, wat resulteert in veroudering en ouderdomsziekten.

Vrije radicalen

Een versie van de schadeaccumulatietheorie genaamd de vrije radicalen theorie van veroudering werd voor het eerst geïntroduceerd door Rebeca Gerschman en Daniel Gilbert in 1954 en verder ontwikkeld door een Amerikaanse scheikundige, Denham Harman, in 1956.

Vrije radicalen zijn natuurlijke bijproducten van ademhaling en metabolisme en hopen zich in de loop van de tijd op in ons lichaam. Harman theoretiseerde dat omdat zowel celbeschadiging als vrije radicalen misschien toenemen met de leeftijd vrije radicalen veroorzaken de schade.

De vrije radicalen waarop Harman zich richt, worden 'reactieve zuurstofspecies' (ROS) genoemd. Ze worden gecreëerd door de mitochondriën van de cel terwijl ze voedingsstoffen omzetten in energie zodat de cel kan functioneren.


Hoe mitochondria werken.

Wetenschappers ontdekten dat ROS kan aanvallen en reageren met DNA, eiwitten en lipiden (vetten) die hun eigenschappen veranderen en functie. In experimenten bleek het verhogen van de productie van ROS in gist, wormen en fruitvliegen hun leven verkorten.

De theorie van Harman domineerde de wetenschap van het verouderingsveld in de 1990s en vroege 2000s. Maar dan meerdere studies gestart in tegenspraak met de theorie. Wanneer dieren, zoals salamanders en muizen, had antioxidantgenen tot zwijgen gebracht (antioxidanten zijn stoffen die vrije radicalen vernietigen), het had geen invloed op de levensduur van het wezen.

Om deze tegenstrijdige bevindingen met elkaar te verzoenen, stelden wetenschappers voor dat ROS zou kunnen fungeren als signalen voor andere beschermers mechanismen. Of die andere locatie van ROS binnen de cel kan leiden tot de verschillende resultaten. Hoewel er nog steeds over het onderwerp wordt gedebatteerd, lijkt het erop dat de theorie van de vrije radicalen terrein verliest aan andere theorieën over veroudering. Maar met zoveel studies die ROS verbinden mitochondria naar veroudering net zoals ziekten van ouderdom er zijn nog steeds redenen voor verder onderzoek.

Evolutionaire hypothese voor ziekte

Voordat we onze reis over de verouderende theorieën voortzetten, moeten we een kleine omweg maken door de gangen van de evolutionaire biologie.

Genen regelen onder andere de productie van eiwitten en onze fysieke kenmerken - ons zogenaamde fenotype. Ze kunnen veranderen door mutatie. Ieder van ons draagt ​​veel mutaties in veel genen. De meeste van deze mutaties hebben geen invloed op ons, maar sommige hebben negatieve effecten en andere positieve effecten.

evolutie door natuurlijke selectie stelt voor dat als een gen (of genmutatie) een voordeel biedt voor de overleving van het organisme, het meer kans heeft om doorgegeven te worden aan de volgende generatie. Maar als een genmutatie slecht is, is de kans groot dat deze in de loop van de evolutie wordt geëlimineerd.

Veel ziekten hebben een genetische basis. Dat betekent dat ze worden veroorzaakt door genetische mutaties. Als dat het geval is, waarom zijn deze mutaties dan nog steeds aanwezig en niet geëlimineerd door natuurlijke selectie?

In 1957 stelde een Amerikaanse evolutiebioloog genaamd George Williams een oplossing voor. Volgens zijn antagonistische pleiotropie-hypothesekan een genmutatie zowel goede als slechte eigenschappen tot gevolg hebben. Maar als het goede opweegt tegen het slechte, wordt de mutatie niet geëlimineerd.

Mutaties die de ziekte van Huntington veroorzaken, verbeteren bijvoorbeeld de vruchtbaarheid en verlagen het risico op kanker; mutaties die sikkelcelziekte veroorzaken beschermen tegen malaria; en mutaties geassocieerd met cystische fibrose verbeteren ook de vruchtbaarheid. Dit zijn er maar een paar voorbeelden tussen talrijke.

Deze mutaties zijn voordelig in het vroege leven - ze dragen bij aan de ontwikkeling en het krijgen van kinderen - en worden pas nadelig in het latere leven. Als ze goed zijn om te overleven en de volgende generatie voort te brengen, zou dit hun behoud kunnen verklaren. Het zou ook de aanhoudende aanwezigheid van verwoestende ziekten kunnen verklaren, waarvan er veel op oudere leeftijd voorkomen.

Maar zou de theorie van Williams de veroudering zelf kunnen verklaren? Wat als genen, en de eiwitten die uit deze genen worden gemaakt, die voordelig zijn als we jong zijn, later de belangrijkste oorzaak van veroudering worden? En als dat het geval is, wat zouden deze eiwitten dan kunnen zijn?

Hyperfunctietheorie van veroudering

Mikhail Blagosklonny, een professor in de oncologie in New York, voorgesteld rond 2006 een antwoord op deze vraag. Hij suggereerde dat de oorzaak van veroudering eiwitten zijn (en de genen die verantwoordelijk zijn voor het maken ervan), met de rol om cellen te vertellen of voedingsstoffen beschikbaar zijn. Sommige van deze eiwitten zijn enzymen die chemische reacties in ons lichaam helpen voorkomen. Onder hen is een enzym genaamd TOR ..

Wanneer het TOR-enzym actief is, instrueert het cellen groeien. We hebben dit vroeg in het leven nodig voor onze ontwikkeling en seksuele rijping. Maar TOR is niet nodig op zulke hoge niveaus later in het leven. In feite is hyperfunctie (overactiviteit) van TOR gerelateerd aan vele ziekten, waaronder kankers.

Als TOR en andere nutriëntgevoelige genen de oorzaak zijn van veroudering, zijn ze op de een of andere manier verbonden met schade of ROS? Er is aangetoond dat hyperfunctie van TOR de celgroei stimuleert maar tegelijkertijd de bescherming vermindert mechanismen, inclusief antioxidanten. Dat betekent dat schade nu kan worden gezien als een gevolg van hyperfunctie van sommige genen - niet de oorzaak van veroudering, maar het resultaat ervan.

De nieuwe theorie gebaseerd op de antagonistische pleiotropiehypothese staat nu bekend als de hyperfunctie theorie van veroudering.

Een prijs die het betalen waard is

We en anderen testen de hyperfunctietheorie en tot nu toe de uitslagen ondersteun het. Hoewel deze vorderingen inzicht in de grondoorzaken van veroudering en het aanpakken van ouderdomsziekten beloven, toont het ook de complexiteit van een fenomeen. Maar naarmate het bewijs zich ophoopt, realiseren we ons dat veroudering zelf sterk verbonden is met de manier waarop we zijn gemaakt. Het is verbonden met onze groei en seksuele rijping. Misschien is veroudering een prijs die organismen moeten betalen om als soort te overleven.The Conversation

Over de auteur

Charalampos (Babis) Rallis, Senior docent Biochemie, Universiteit van East London

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}