Evolutie en Genetica van Veroudering

 

De variatie in levensverwachting van volwassenen kan voor ongeveer 30 procent verklaard worden door genetische verschillen. Deze variatie vindt zijn oorsprong in natuurlijke selectie, het evolutionaire proces waardoor genen in een bepaalde populatie verrijkt worden doordat er sprake is van een voortplantingsvoordeel in de huidige omgeving. Echter, de relatie tussen evolutie en de genetica van veroudering is complex omdat een langere levensduur niet per se gekoppeld is aan een effectievere voorplanting.

 

Mutatietheorie

De theorie die de basis vormt van vele hedendaagse evolutietheorieën van veroudering is de mutatie accumulatie theorie van Peter Medawar uit 1952. Medawar stelt in deze theorie dat er een zwakke selectie is voor genen die pas laat in het leven een effect hebben op veroudering en/of voortplanting, omdat de kans groot is dat organismen al om het leven zijn gekomen door andere redenen. Hierdoor kunnen mutaties die de overleving laat in het leven benadelen gemakkelijk accumuleren. Een belangrijke implicatie van deze theorie is dat naarmate organismen langer leven zonder om te komen door ongelukken, ziekte of roofdieren, er een sterkere selectie is voor genen die zorgen voor een langzamere veroudering. Genen die de kans verhogen om te overleven in levensbedreigende situaties, zoals honger, ziekte en verwonding, kunnen aldus een effect op de levensverwachting hebben. De selectie van deze genen vindt primair plaats vanwege het voortplantingsvoordeel, maar als ze een rol spelen bij het herstel of onderhoud van cellen, kan het gevolg hiervan zijn dat relevante verouderingsprocessen ook vertraagd worden. Volgens de theorie ‘antagonistische pleiotropie’ van George C. Williams, voor het eerst geformuleerd in 1957, kunnen ook genen geselecteerd worden die gunstig zijn voor voorplanting vroeg in het leven, maar schadelijk voor de gezondheid zijn op latere leeftijd.

 

Recente ontwikkelingen

 

Veel van deze genen, die ook in de mens actief zijn, zijn betrokken bij de respons op stress en op de beschikbaarheid van nutriënten. Mutaties in deze genen hebben substantiële effecten op de levensduur, oplopend van een verdubbeling bij muizen tot een tienvoudige levensduurverlenging bij rondwormen. Sinds kort weten we dat menselijke varianten van deze genen ook betrokken zijn bij het bepalen van de levensverwachting.

 

Zo hebben mensen met een bepaalde variant in het FOXO3A gen een verhoogde kans om een zeer hoge leeftijd te bereiken. Het FOXO3A gen is betrokken bij de regulatie van de celdeling en bescherming tegen moleculaire schade door zuurstofradicalen, alsook bij de activering van geprogrammeerde celdood. Veel van de genen in kwestie zijn ook nauw betrokken bij de respons op calorische restrictie, hetgeen de levensduur verlengt van vrijwel alle organismes waarbij het getest is, inclusief muizen en apen.

 

Het wegwerplichaam