Inhoud
- Genetische theorie van veroudering
- Theorieën over veroudering
- Genen en lichamelijke functies
- Hoe genen de levensduur beïnvloeden
- Sleutelconcepten in de genetische theorie van veroudering
- Drie primaire genetische theorieën over veroudering
- Bewijs achter de theorie
- Bewijs tegen genetische theorieën over veroudering
- Het komt neer op
- Wat kunt u doen om de "genetische" veroudering van uw cellen te verminderen?
Genetische theorie van veroudering
De genetische theorie van veroudering stelt dat de levensduur grotendeels wordt bepaald door de genen die we erven. Volgens de theorie wordt onze levensduur primair bepaald op het moment van conceptie en hangt grotendeels af van onze ouders en hun genen.
De basis achter deze theorie is dat DNA-segmenten die aan het einde van chromosomen voorkomen, telomeren genaamd, de maximale levensduur van een cel bepalen. Telomeren zijn stukjes ‘junk’ DNA aan het einde van chromosomen die steeds korter worden als een cel zich deelt. Deze telomeren worden steeds korter en uiteindelijk kunnen de cellen niet delen zonder belangrijke stukjes DNA te verliezen.
Voordat we ingaan op de principes van hoe genetica veroudering beïnvloedt, en de argumenten voor en tegen deze theorie, is het nuttig om kort de primaire categorieën van verouderingstheorieën en enkele van de specifieke theorieën in deze categorieën te bespreken. Op dit moment is er niet één theorie of zelfs maar één categorie theorieën die alles wat we waarnemen tijdens het verouderingsproces kan verklaren.
Verouderen uw hormonen u?Theorieën over veroudering
Er zijn twee primaire categorieën verouderingstheorieën die fundamenteel verschillen in wat kan worden aangeduid als het "doel" van veroudering. In de eerste categorie is veroudering in wezen een ongeval; een opeenhoping van schade en slijtage aan het lichaam die uiteindelijk tot de dood leidt. Theorieën over geprogrammeerde veroudering daarentegen beschouwen veroudering als een opzettelijk proces, gecontroleerd op een manier die kan worden vergeleken met andere levensfasen, zoals de puberteit.
Foutentheorieën omvatten verschillende afzonderlijke theorieën, waaronder:
- Slijtage theorie van veroudering
- Levenssnelheid theorie van veroudering
- Eiwitvernettingstheorie van veroudering
- Vrije radicalen theorie van veroudering
- Somatische mutatietheorie van veroudering
Geprogrammeerde theorieën over veroudering worden ook onderverdeeld in verschillende categorieën op basis van de methode waarmee ons lichaam is geprogrammeerd om te verouderen en te sterven.
- Geprogrammeerde levensduur - Geprogrammeerde levensduur beweert dat het leven wordt bepaald door het opeenvolgend in- en uitschakelen van genen.
- Endocriene theorie van veroudering
- Immunologische theorie van veroudering
Er is een aanzienlijke overlap tussen deze theorieën en zelfs categorieën van verouderingstheorieën.
Genen en lichamelijke functies
Laten we, voordat we de belangrijkste concepten met betrekking tot veroudering en genetica bespreken, eens kijken naar wat ons DNA is en enkele van de basismanieren waarop genen onze levensduur beïnvloeden.
Onze genen zitten in ons DNA dat aanwezig is in de kern (binnenste gebied) van elke cel in ons lichaam. (Er is ook mitochondriaal DNA aanwezig in de organellen, mitochondriën genaamd, die aanwezig zijn in het cytoplasma van de cel.) We hebben elk 46 chromosomen waaruit ons DNA bestaat, waarvan 23 afkomstig zijn van onze moeders en 23 die van onze vaders. Hiervan zijn er 44 autosomen en twee zijn de geslachtschromosomen, die bepalen of we mannelijk of vrouwelijk moeten zijn. (Mitochondriaal DNA bevat daarentegen veel minder genetische informatie en wordt alleen van onze moeders ontvangen.)
Binnen deze chromosomen liggen onze genen, onze genetische blauwdruk die verantwoordelijk is voor het dragen van de informatie voor elk proces dat in onze cellen zal plaatsvinden. Onze genen kunnen worden voorgesteld als een reeks letters die woorden en zinnen met instructies vormen. Deze woorden en zinnen coderen voor de productie van eiwitten die elk cellulair proces beheersen.
Als een van deze genen beschadigd is, bijvoorbeeld door een mutatie die de reeks "letters en woorden" in de instructies verandert, kan een abnormaal eiwit worden geproduceerd, dat op zijn beurt een defecte functie vervult. Als er een mutatie optreedt in eiwitten die de groei van een cel reguleren, kan kanker het gevolg zijn. Als deze genen vanaf de geboorte zijn gemuteerd, kunnen verschillende erfelijke syndromen optreden. Cystische fibrose is bijvoorbeeld een aandoening waarbij een kind twee gemuteerde genen erft die een eiwit regelen dat de kanalen reguleert die verantwoordelijk zijn voor de beweging van chloride door cellen in de zweetklieren. , spijsverteringsklieren en meer. Het resultaat van deze enkele mutatie resulteert in een verdikking van het slijm dat door deze klieren wordt geproduceerd, en de daaruit voortvloeiende problemen die met deze aandoening samenhangen.
Genmutaties en kankerHoe genen de levensduur beïnvloeden
Er is geen uitgebreide studie voor nodig om vast te stellen dat onze genen op zijn minst een rol spelen bij een lang leven. Mensen van wie de ouders en voorouders langer hebben geleefd, hebben de neiging om langer te leven en vice versa. Tegelijkertijd weten we dat genetica alleen niet de enige oorzaak van veroudering is. Onderzoek naar identieke tweelingen laat zien dat er duidelijk iets anders aan de hand is; identieke tweelingen die identieke genen hebben, leven niet altijd evenveel jaren.
Sommige genen zijn gunstig en verlengen de levensduur. Het gen dat iemand helpt cholesterol te metaboliseren, zou bijvoorbeeld het risico op hartaandoeningen verminderen.
Sommige genmutaties zijn erfelijk en kunnen de levensduur verkorten. Mutaties kunnen echter ook na de geboorte optreden, aangezien blootstelling aan toxines, vrije radicalen en straling genveranderingen kan veroorzaken. (Genmutaties die na de geboorte worden verworven, worden verworven of somatische genmutaties genoemd). De meeste mutaties zijn niet slecht voor u, en sommige kunnen zelfs nuttig zijn. Dat komt omdat genetische mutaties genetische diversiteit creëren, waardoor populaties gezond blijven. Andere mutaties, stille mutaties genaamd, hebben helemaal geen effect op het lichaam.
Sommige genen zijn, wanneer ze gemuteerd zijn, schadelijk, zoals degene die het risico op kanker verhogen. Veel mensen zijn bekend met de BRCA1- en BRCA2-mutaties die vatbaar zijn voor borstkanker. Deze genen worden tumorsuppressorgenen genoemd die coderen voor eiwitten die het herstel van beschadigd DNA regelen (of de eliminatie van de cel met beschadigd DNA als herstel niet mogelijk is).
Diverse ziekten en aandoeningen die verband houden met erfelijke genmutaties kunnen de levensduur rechtstreeks beïnvloeden. Deze omvatten cystische fibrose, sikkelcelanemie, de ziekte van Tay-Sachs en de ziekte van Huntington, om er maar een paar te noemen.
Sleutelconcepten in de genetische theorie van veroudering
De sleutelbegrippen in genetica en veroudering omvatten verschillende belangrijke concepten en ideeën, variërend van telomeerverkorting tot theorieën over de rol van stamcellen bij veroudering.
Telomeren
Aan het einde van elk van onze chromosomen ligt een stukje "junk" -DNA genaamd telomeren. Telomeren coderen niet voor eiwitten, maar lijken een beschermende functie te hebben, waardoor de uiteinden van het DNA zich niet hechten aan andere stukjes DNA of een cirkel vormen. Elke keer dat een cel zich deelt, wordt er een beetje meer telomeer afgeknipt. Uiteindelijk. er is niets van dit junk-DNA over, en verder knippen kan de chromosomen en genen beschadigen, zodat de cel sterft.
Over het algemeen kan de gemiddelde cel 50 keer delen voordat de telomeer is opgebruikt (de Hayflick-limiet) Kankercellen hebben een manier bedacht om een deel van de telomeer niet te verwijderen en soms zelfs toe te voegen. Bovendien ondergaan sommige cellen, zoals witte bloedcellen, dit proces van telomeerverkorting niet. Het lijkt erop dat hoewel genen in al onze cellen het codewoord hebben voor het enzym telomerase dat telomeerverkorting remt en mogelijk zelfs verlenging tot gevolg heeft, het gen alleen wordt 'aangezet' of 'tot expressie' wordt gebracht, zoals genetici zeggen, in cellen zoals wit bloedcellen en kankercellen Wetenschappers hebben getheoretiseerd dat als deze telomerase op de een of andere manier in andere cellen zou kunnen worden ingeschakeld (maar niet zozeer dat hun groei in de war zou raken als in kankercellen), onze leeftijdsgrens zou kunnen worden verlengd.
Studies hebben aangetoond dat sommige chronische aandoeningen, zoals hoge bloeddruk, geassocieerd zijn met minder telomerase-activiteit, terwijl een gezond dieet en lichaamsbeweging verband houden met langere telomeren. Overgewicht is ook geassocieerd met kortere telomeren.
Levensduur genen
Levensduurgenen zijn specifieke genen die worden geassocieerd met langer leven. Twee genen die direct verband houden met een lang leven zijn SIRT1 (sirtuin 1) en SIRT 2. Wetenschappers die naar een groep van meer dan 800 mensen van 100 jaar of ouder keken, vonden drie significante verschillen in genen die verband houden met veroudering.
Cell Senescentie
Celveroudering verwijst naar het proces waarbij cellen na verloop van tijd vervallen. Dit kan te maken hebben met het verkorten van de telomeren of het proces van apoptose (of celzelfmoord) waarbij oude of beschadigde cellen worden verwijderd.
Stamcellen
Pluripotente stamcellen zijn onrijpe cellen die het potentieel hebben om elk type cel in het lichaam te worden. Er wordt verondersteld dat veroudering verband kan houden met de uitputting van stamcellen of het verlies van het vermogen van stamcellen om te differentiëren of te rijpen tot verschillende soorten cellen. Het is belangrijk op te merken dat deze theorie verwijst naar volwassen stamcellen, niet embryonale stamcellen. In tegenstelling tot embryonale stamcellen kunnen volwassen stamcellen niet rijpen tot een bepaald type cel, maar slechts tot een bepaald aantal celtypen. De meeste cellen in ons lichaam zijn gedifferentieerd of volledig volgroeid, en stamcellen zijn slechts een klein aantal van de cellen die in het lichaam aanwezig zijn.
Een voorbeeld van een weefseltype waarin regeneratie met deze methode mogelijk is, is de lever. Dit in tegenstelling tot hersenweefsel dat dit regeneratieve potentieel meestal niet heeft.Er zijn nu aanwijzingen dat stamcellen zelf kunnen worden beïnvloed door het verouderingsproces, maar deze theorieën zijn vergelijkbaar met het kip-en-het-ei-probleem. Het is niet zeker of veroudering optreedt als gevolg van veranderingen in stamcellen, of dat veranderingen in stamcellen het gevolg zijn van het verouderingsproces.
Epigenetica
Epigenetica verwijst naar de expressie van genen. Met andere woorden, er kan een gen aanwezig zijn, maar het kan worden in- of uitgeschakeld. We weten dat er enkele genen in het lichaam zijn die slechts voor een bepaalde tijd ingeschakeld zijn. Het gebied van epigenetica helpt wetenschappers ook te begrijpen hoe omgevingsfactoren kunnen werken binnen de beperkingen van de genetica om ziekten te beschermen of vatbaar te maken voor ziekten.
Waar komen stamcellen vandaan?Drie primaire genetische theorieën over veroudering
Zoals hierboven opgemerkt, is er een aanzienlijke hoeveelheid bewijs dat kijkt naar het belang van genen bij de verwachte overleving. Wanneer we naar genetische theorieën kijken, worden deze onderverdeeld in drie basisscholen.
- De eerste theorie stelt dat veroudering verband houdt met mutaties die verband houden met overleving op lange termijn en dat veroudering verband houdt met de accumulatie van genetische mutaties die niet worden gerepareerd.
- Een andere theorie is dat veroudering verband houdt met de late effecten van bepaalde genen, en wordt pleiotroop antagonisme genoemd.
- Nog een andere theorie, gesuggereerd op basis van overleving in opossums, is dat een omgeving die weinig gevaren met zich meebrengt om de levensverwachting te verstoren, zou resulteren in een toename van leden met mutaties die het verouderingsproces vertragen.
Bewijs achter de theorie
Er zijn verschillende bewijzen die een genetische theorie van veroudering ondersteunen, althans gedeeltelijk.
Misschien wel het sterkste bewijs ter ondersteuning van de genetische theorie zijn de aanzienlijke soortspecifieke verschillen in maximale overleving, waarbij sommige soorten (zoals vlinders) een zeer korte levensduur hebben en andere, zoals olifanten en walvissen, vergelijkbaar zijn met die van ons. Binnen een enkele soort is de overleving vergelijkbaar, maar de overleving kan heel verschillend zijn tussen twee soorten die verder qua grootte vergelijkbaar zijn.
Tweelingenstudies ondersteunen ook een genetische component, aangezien identieke tweelingen (monozygote tweelingen) veel meer op elkaar lijken in termen van levensverwachting dan niet-identieke of dizygote tweelingen. Evalueren van eeneiige tweelingen die samen zijn grootgebracht en dit vergelijken met identieke tweelingen die uit elkaar worden gehaald kan helpen om gedragsfactoren zoals voeding en andere levensstijlgewoonten te onderscheiden als oorzaak van gezinstrends in een lang leven.
Verder bewijs op brede schaal is gevonden door te kijken naar het effect van genetische mutaties bij andere dieren Bij sommige wormen en bij sommige muizen kan een enkele genmutatie de overleving met meer dan 50 procent verlengen.
Bovendien vinden we bewijs voor enkele van de specifieke mechanismen die betrokken zijn bij de genetische theorie. Directe metingen van de telomeerlengte hebben aangetoond dat telomeren kwetsbaar zijn voor genetische factoren die de veroudering kunnen versnellen.
Bewijs tegen genetische theorieën over veroudering
Een van de sterkere argumenten tegen een genetische theorie van veroudering of een "geprogrammeerde levensduur" komt vanuit een evolutionair perspectief. Waarom zou er een gespecificeerde levensduur zijn die verder gaat dan reproductie? Met andere woorden, welk "doel" is er voor het leven nadat een persoon zich heeft voortgeplant en lang genoeg heeft geleefd om zijn nageslacht tot volwassenheid op te voeden?
Uit wat we weten over levensstijl en ziekte is ook duidelijk dat er veel andere factoren zijn bij veroudering. Een identieke tweeling kan een heel verschillende levensduur hebben, afhankelijk van hun blootstelling, hun leefstijlfactoren (zoals roken) en fysieke activiteitspatronen.
Het komt neer op
Er wordt geschat dat genen maximaal 35 procent van de levensduur kunnen verklaren, maar er is nog steeds meer dat we niet begrijpen over veroudering dan we wel begrijpen. Over het algemeen is het waarschijnlijk dat veroudering een multifactorieel proces is, wat betekent dat het waarschijnlijk een combinatie van verschillende theorieën. Het is ook belangrijk op te merken dat de theorieën die hier worden besproken elkaar niet uitsluiten. Het concept van epigenetica, of een gen dat al dan niet wordt "uitgedrukt", kan ons begrip verder vertroebelen.
Naast genetica zijn er andere determinanten van veroudering, zoals ons gedrag, blootstellingen en gewoon geluk. U bent niet gedoemd als uw gezinsleden de neiging hebben om jong te sterven, en u kunt uw gezondheid niet negeren, ook al hebben uw gezinsleden de neiging om lang te leven.
Wat kunt u doen om de "genetische" veroudering van uw cellen te verminderen?
We hebben geleerd om gezond te eten en actief te zijn en deze leefstijlfactoren zijn waarschijnlijk net zo belangrijk, ongeacht hoeveel onze genetica bij veroudering betrokken is. Dezelfde praktijken die de organen en weefsels van ons lichaam gezond lijken te houden, kunnen ook onze genen en chromosomen gezond houden.
Ongeacht de specifieke oorzaken van veroudering, kan het verschil maken om:
- Lichaamsbeweging - Studies hebben aangetoond dat fysieke activiteit niet alleen uw hart- en longfunctie helpt, maar dat lichaamsbeweging de telomeren verlengt.
- Eet gezond - Een dieet met veel fruit en groenten wordt geassocieerd met een grotere telomerase-activiteit (in feite minder verkorting van de telomeren in uw cellen). Een dieet met veel omega-3-vetzuren wordt geassocieerd met langere telomeren, maar een dieet met veel omega-6-vetzuren is het tegenovergestelde en wordt geassocieerd met kortere telomeren. Bovendien is de inname van frisdrank gekoppeld aan kortere telomeren. Reservatrol, het ingrediënt dat verantwoordelijk is voor de opwinding bij het drinken van rode wijn (maar ook wordt aangetroffen in niet-alcoholisch rood druivensap) lijkt het langlevende eiwit SIRT te activeren.
- Verminder stress
- Vermijd kankerverwekkende stoffen
- Behoud een gezond gewicht - Niet alleen is zwaarlijvigheid gekoppeld aan enkele van de genetische mechanismen die verband houden met veroudering zoals hierboven vermeld (zoals een grotere verkorting van telomeren), maar herhaalde studies hebben voordelen voor de levensduur gevonden die verband houden met caloriebeperking. Het eerste principe bij kanker Preventielevensstijl die door het American Institute for Research on Cancer is voorgesteld - wees zo mager mogelijk zonder ondergewicht te zijn - kan een rol spelen bij een lang leven, evenals bij het voorkomen van kanker en het voorkomen van kankerherhaling.