Hoewel sommige mensen in chronologische leeftijd ouder kunnen zijn, kan hun biologische leeftijd veel jonger zijn. FangXiaNuo/E+ via Getty Images

Je kent vast wel iemand die dat lijkt te doen langzaam ouder worden, die jaren jonger lijken dan hun geboortedatum doet vermoeden. En je hebt waarschijnlijk het tegenovergestelde gezien: iemand wiens lichaam en geest veel meer door de tijd zijn geteisterd dan anderen. Waarom lijken sommige mensen door hun gouden jaren te glijden en worstelen anderen op middelbare leeftijd fysiologisch?

Ik heb werkzaam geweest op het gebied van veroudering gedurende mijn hele wetenschappelijke carrière, en ik doceer de cellulaire en moleculaire biologie van veroudering aan de Universiteit van Michigan. Verouderingsonderzoek gaat meestal niet over het vinden van de enige remedie die alles oplost wat u op oudere leeftijd kan kwellen. In plaats daarvan wijst het werk van de afgelopen tien jaar erop dat ouder worden een multifactorieel proces is – en geen enkele interventie kan dit allemaal stoppen.

Wat is veroudering?

Er zijn veel verschillende definities van veroudering, maar wetenschappers zijn het er over het algemeen over eens enkele gemeenschappelijke kenmerken: Veroudering is een tijdsafhankelijk proces dat resulteert in een grotere kwetsbaarheid voor ziekte, letsel en overlijden. Dit proces is zowel intrinsiek, wanneer je eigen lichaam nieuwe problemen veroorzaakt, als extrinsiek, wanneer milieubeledigingen je weefsels beschadigen.

Je lichaam bestaat uit biljoenen cellen, en elk is niet alleen verantwoordelijk voor een of meer functies die specifiek zijn voor het weefsel waarin het zich bevindt, maar moet ook al het werk doen om zichzelf in leven te houden. Dit omvat het metaboliseren van voedingsstoffen, het afvoeren van afvalstoffen, het uitwisselen van signalen met andere cellen en het aanpassen aan stress.

Veroudering is het gevolg van een aantal fysiologische factoren.

Het probleem is dat elk afzonderlijk proces en onderdeel in elk van je cellen kan worden onderbroken of beschadigd. Je cellen besteden dus elke dag veel energie aan het voorkomen, herkennen en oplossen van die problemen.

Veroudering kan worden gezien als een geleidelijk verlies van het vermogen om homeostase behouden - een toestand van evenwicht tussen lichaamssystemen - hetzij door schade en slecht functioneren niet te kunnen voorkomen of herkennen, hetzij door problemen die zich voordoen niet adequaat of snel op te lossen. Veroudering is het gevolg van een combinatie van deze problemen. Tientallen jaren van onderzoek hebben aangetoond dat bijna elk cellulair proces met het ouder worden slechter wordt.

DNA repareren en eiwitten recyclen

Het meeste onderzoek naar cellulaire veroudering richt zich op het bestuderen van hoe DNA en eiwitten veranderen met de leeftijd. Wetenschappers beginnen ook stil te staan ​​bij de mogelijke rol die veel andere belangrijke biomoleculen in de cel spelen bij veroudering.

Een van de belangrijkste taken van de cel is het onderhouden van zijn DNA - de instructiehandleiding die de machinerie van een cel leest om specifieke eiwitten te produceren. DNA-onderhoud omvat het beschermen tegen en nauwkeurig herstellen van schade aan genetisch materiaal en de moleculen die eraan binden.

Eiwitten zijn de werkers van de cel. Ze voeren chemische reacties uit, bieden structurele ondersteuning, verzenden en ontvangen berichten, houden energie vast en geven deze vrij, en nog veel meer. Als het eiwit beschadigd is, gebruikt de cel mechanismen die erbij betrokken zijn speciale eiwitten die ofwel proberen het kapotte eiwit te repareren of het opsturen voor recycling. Soortgelijke mechanismen stoppen eiwitten uit de weg of vernietigen ze wanneer ze niet langer nodig zijn. Op die manier kunnen de componenten ervan later worden gebruikt om een ​​nieuw eiwit te bouwen.

Veroudering verstoort een delicaat biologisch netwerk

De overspraak tussen de componenten in cellen, cellen als geheel, organen en de omgeving is een complex en steeds veranderend netwerk van informatie.

Wanneer alle processen die betrokken zijn bij het creëren en behouden van de DNA- en eiwitfunctie normaal werken, vervullen de verschillende compartimenten binnen een cel gespecialiseerde rollen - organellen genoemd - kan de gezondheid en functie van de cel behouden. Om een ​​orgaan goed te laten werken, moet de meerderheid van de cellen waaruit het bestaat goed functioneren. En om een ​​heel organisme te laten overleven en gedijen, moeten alle organen in zijn lichaam goed werken.

Veroudering kan leiden tot disfunctie op elk van deze niveaus, van het subcellulaire tot het organisme. Misschien een gen dat codeert voor een belangrijk eiwit voor DNA-herstel is beschadigd geraakt en nu is de kans groter dat alle andere genen in de cel verkeerd worden gerepareerd. Of misschien die van de cel recyclingsystemen zijn niet in staat disfunctionele componenten meer af te breken. Zelfs de communicatie systemen tussen cellen, weefsels en organen kunnen aangetast raken, waardoor het organisme minder goed kan reageren op veranderingen in het lichaam.

Willekeurig toeval kan leiden tot een groeiende last van moleculaire en cellulaire schade die in de loop van de tijd steeds minder goed wordt hersteld. Terwijl deze schade zich ophoopt, bouwen de systemen die bedoeld zijn om het te repareren ook schade op. Dit leidt tot een cyclus van toenemende slijtage naarmate cellen ouder worden.

Interventies tegen veroudering

De onderlinge afhankelijkheid van de cellulaire processen van het leven is een tweesnijdend zwaard: als je één proces voldoende beschadigt, raken alle andere processen die ermee in wisselwerking staan ​​of ervan afhankelijk zijn, aangetast. Deze onderlinge verbinding betekent echter ook dat het versterken van één sterk onderling verbonden proces ook gerelateerde functies zou kunnen verbeteren. Dit is in feite hoe de meest succesvolle antiverouderingsinterventies werken.

Er is geen wondermiddel om veroudering te stoppen, maar bepaalde interventies lijken veroudering in het laboratorium wel te vertragen. Hoewel er lopende klinische onderzoeken zijn die verschillende benaderingen bij mensen onderzoeken, zijn de meeste bestaande gegevens afkomstig van dieren zoals nematoden, vliegen, muizen en niet-menselijke primaten.

Een van de best bestudeerde interventies is calorie beperking, wat inhoudt het verminderen van de hoeveelheid calorieën die een dier normaal zou eten zonder hen de noodzakelijke voedingsstoffen te ontnemen. Een door de FDA goedgekeurd medicijn dat wordt gebruikt bij orgaantransplantatie en sommige kankerbehandelingen rapamycine genoemd lijkt te werken door ten minste een deelverzameling van dezelfde trajecten die calorierestrictie wordt geactiveerd in de cel. Beide beïnvloeden signaalhubs die de cel aansturen om de biomoleculen die ze heeft te behouden in plaats van nieuwe biomoleculen te laten groeien en bouwen. Na verloop van tijd verwijdert deze mobiele versie van "verminderen, hergebruiken, recyclen" beschadigde componenten en laat een groter deel van de functionele componenten achter.

De effecten van calorierestrictie op veroudering worden nog bestudeerd.

Andere interventies zijn onder meer het veranderen van de niveaus van bepaalde metabolieten, selectief senescente cellen vernietigen die zijn gestopt met delen, het veranderen van de darm microbioom en gedragsveranderingen.

Wat al deze interventies gemeen hebben, is dat ze kernprocessen beïnvloeden die cruciaal zijn voor cellulaire homeostase, vaak ontregeld of disfunctioneel worden met de leeftijd en verbonden zijn met andere cellulaire onderhoudssystemen. Vaak zijn deze processen de centrale aanjagers van mechanismen die DNA en eiwitten in het lichaam beschermen.

Er is niet één oorzaak van veroudering. Geen twee mensen verouderen op dezelfde manier, en inderdaad ook geen twee cellen. Er zijn talloze manieren waarop je basisbiologie in de loop van de tijd fout kan gaan, en deze vormen samen een uniek netwerk van verouderingsgerelateerde factoren voor elke persoon die het vinden van een one-size-fits-all anti-aging behandeling extreem uitdagend.

Het onderzoeken van interventies die gericht zijn op meerdere belangrijke cellulaire processen tegelijkertijd, zou echter kunnen helpen de gezondheid gedurende een groter deel van het leven te verbeteren en te behouden. Deze vooruitgang zou mensen kunnen helpen een langer leven te leiden in het proces.

Over de auteur

Ellen Quartel, universitair docent moleculaire, cellulaire en ontwikkelingsbiologie, Universiteit van Michigan

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