In de veroudering van het menselijk lichaam staat een verschuiving in het dynamisch evenwicht tussen celdeling en celdood centraal. De processen die daaraan ten grondslag liggende vormen, samen met de daaruit voortvloeiende gevolgen voor het hele lichaam, het domein van de biologie van veroudering.
Organisatieniveau
Deze processen en hun gevolgen zijn even divers als de biologie zelf en beslaan alle organisatieniveau’s, d.w.z. biomoleculen zoals eiwitten en DNA, celorganellen zoals mitochondria, de communicatie tussen cellen en hun omgeving, en de homeostase van organen. Voorbeelden van de laatste zijn de verouderingsgerelateerde veranderingen in de activiteit van het immuunsysteem en in de zuurstof- en glucosevoorziening van de hersenen door het hart- en vaatstelsel.
Mechanismen en gevolgen
Van de theorieën over de onderliggende processen is, op het niveau van het molecuul, op dit moment de ‘vrije radicaal theorie’ het meest invloedrijk. Hierin staat de oxydatie van biomoleculen door ‘reactive oxygen species’ (ROS) of zuurstofradicalen centraal. Hierbij stapelen de beschadigingen zich op (‘error accumulation’). Beschadiging van DNA kan leiden tot óf een vermindering van de celdeling, óf een verlies aan gevoeligheid voor regulatie, waardoor cellen ongebreideld kunnen gaan delen. Verlies aan het vermogen tot deling lijkt bij de meeste cellen ingebouwd doordat de telomeren die nodig zijn bij de DNA duplicatie, bij elke celdeling kleiner worden.
Beschadiging van allerlei eiwitten leidt tot een situatie van cellulaire stress die tot doel heeft de beschadigingen ongedaan te maken of de beschadigde eiwitten op te ruimen. Als dat niet goed (meer) gaat, leidt dat tot de start van apoptose, een proces van gereguleerde celdood. Apoptose zorgt voor een veilige verwijdering van beschadigde cellen en helpt daarmee het hele lichaam optimaal te blijven functioneren. Apoptose kan ook gestart worden door signalen van buiten de cel. Bij oxydatie en apoptose spelen de mitochondria, de energiecentrales van de cel, een belangrijke rol. Dat komt o.a. doordat in de mitochondria, waar zuurstof gebruikt wordt voor de verbranding van suikers en vetten, veel zuurstofradicalen gevormd worden. Hierin wordt dan ook de verklaring gezocht voor de waarneming dat calorische restrictie, een beperking van het calorieverbruik, de levensduur aanzienlijk verlengt, in ieder geval bij muizen en apen.
Genetica en evolutie
De ontdekking van genen die betrokken zijn bij apoptose heeft het fundamentele onderzoek naar veroudering sterk gestimuleerd. Op dit moment wordt veel verwacht van de pogingen om de genen te identificeren die de levensduur positief beïnvloeden. Dit zal van invloed zijn op de leidende theorieën over de evolutionaire oorsprong van veroudering, zoals de theorie van het ‘disposable soma’, waarin veroudering het evolutionaire gevolg is van de keus om de beschikbare capaciteit vooral te besteden aan groei en voortplanting, en de theorie van de antagonistische pleiotropie, waarin een eigenschap die groei en voortplanting bevordert, op latere leeftijd nadelig is.
