Mens nogle mennesker kan være ældre i kronologisk alder, kan deres biologiske alder være meget yngre. FangXiaNuo/E+ via Getty Images

Du kender sandsynligvis nogen, der ser ud til at gøre det ældes langsomt, synes år yngre end deres fødselsdato antyder. Og du har sandsynligvis set det modsatte – en, hvis krop og sind virker meget mere tidshærget end andre. Hvorfor ser nogle mennesker ud til at glide, selvom deres gyldne år og andre fysiologisk kæmper midt i livet?

Jeg har arbejdet inden for aldringsområdet i hele min videnskabelige karriere, og jeg underviser i cellulær og molekylær biologi af aldring på University of Michigan. Aldringsforskning plejer ikke at handle om at finde den ene kur, der løser alt, hvad der kan være galt i en alderdom. I stedet peger det sidste årti eller to af arbejdet på aldring som en multifaktoriel proces - og ingen enkelt intervention kan stoppe det hele.

Hvad er aldring?

Der er mange forskellige definitioner af aldring, men forskerne er generelt enige om nogle fællestræk: Aldring er en tidsafhængig proces, der resulterer i øget sårbarhed over for sygdom, skade og død. Denne proces er både iboende, når din egen krop forårsager nye problemer, og ydre, når miljømæssige fornærmelser skader dit væv.

Din krop består af billioner af celler, og hver enkelt er ikke kun ansvarlig for en eller flere funktioner, der er specifikke for det væv, den opholder sig i, men skal også gøre alt arbejdet med at holde sig selv i live. Dette omfatter metabolisering af næringsstoffer, at komme af med affald, udveksling af signaler med andre celler og tilpasning til stress.

Aldring skyldes en række fysiologiske faktorer.

Problemet er, at hver enkelt proces og komponent i hver af dine celler kan blive afbrudt eller beskadiget. Så dine celler bruger en masse energi hver dag på at forebygge, genkende og rette disse problemer.

Aldring kan opfattes som et gradvist tab af evnen til opretholde homeostase – en tilstand af balance mellem kropssystemer – enten ved ikke at være i stand til at forebygge eller genkende skader og dårlig funktion, eller ved ikke tilstrækkeligt eller hurtigt at løse problemer, efterhånden som de opstår. Aldring er resultatet af en kombination af disse problemer. Årtiers forskning har vist, at næsten alle cellulære processer bliver mere svækket med alderen.

Reparation af DNA og genanvendelse af proteiner

Mest forskning i cellulær aldring fokuserer på at studere, hvordan DNA og proteiner ændrer sig med alderen. Forskere er også begyndt at tage fat på de potentielle roller, som mange andre vigtige biomolekyler i cellen spiller i forbindelse med aldring.

En af cellens hovedopgaver er at vedligeholde dens DNA – den instruktionsmanual, som en celles maskineri læser for at producere specifikke proteiner. Vedligeholdelse af DNA involverer beskyttelse mod og nøjagtig reparation af skader på genetisk materiale og de molekyler, der binder til det.

Proteiner er cellens arbejdere. De udfører kemiske reaktioner, yder strukturel støtte, sender og modtager beskeder, holder og frigiver energi og meget mere. Hvis proteinet er beskadiget, bruger cellen mekanismer, der involverer specielle proteiner der enten forsøger at reparere det ødelagte protein eller sende det til genbrug. Lignende mekanismer skjuler proteiner af vejen eller ødelægger dem, når de ikke længere er nødvendige. På den måde kan dets komponenter senere bruges til at bygge et nyt protein.

Aldring forstyrrer et delikat biologisk netværk

Krydssamtalen mellem komponenterne inde i celler, celler som helhed, organer og miljøet er et komplekst og konstant foranderligt netværk af information.

Når alle processer involveret i at skabe og vedligeholde DNA- og proteinfunktion fungerer normalt, tjener de forskellige rum i en celle specialiserede roller – kaldet organeller – kan opretholde cellens sundhed og funktion. For at et organ skal fungere godt, skal størstedelen af ​​de celler, der udgør det, fungere godt. Og for at en hel organisme kan overleve og trives, skal alle organer i dens krop fungere godt.

Aldring kan føre til dysfunktion på et hvilket som helst af disse niveauer, fra subcellulære til organismer. Måske a gen, der koder for et vigtigt protein til DNA-reparation er blevet beskadiget, og nu er alle de andre gener i cellen mere tilbøjelige til at blive repareret forkert. Eller måske cellens genbrugssystemer er ude af stand til at nedbryde dysfunktionelle komponenter længere. Selv kommunikationssystemer mellem celler, kan væv og organer blive kompromitteret, hvilket efterlader organismen mindre i stand til at reagere på ændringer i kroppen.

Tilfældige tilfældigheder kan føre til en voksende byrde af molekylær og cellulær skade, der gradvist er mindre godt repareret over tid. Efterhånden som denne skade akkumuleres, påløber de systemer, der er beregnet til at reparere den, også skade. Dette fører til en cyklus med stigende slid efterhånden som celler ældes.

Anti-aging interventioner

Den indbyrdes afhængighed af livets cellulære processer er et tveægget sværd: Skader tilstrækkeligt én proces, og alle de andre processer, der interagerer med eller afhænger af den, bliver svækket. Men denne sammenkobling betyder også, at styrkelse af én meget sammenkoblet proces også kan forbedre relaterede funktioner. Faktisk er det sådan, de mest succesrige anti-aging-interventioner fungerer.

Der er ingen sølvkugle til at stoppe aldring, men visse indgreb ser ud til at bremse aldring i laboratoriet. Mens der er igangværende kliniske forsøg, der undersøger forskellige tilgange hos mennesker, kommer de fleste eksisterende data fra dyr som nematoder, fluer, mus og ikke-menneskelige primater.

En af de bedst undersøgte interventioner er kalorisk begrænsning, som involverer at reducere mængden af ​​kalorier, et dyr normalt ville spise uden at fratage dem de nødvendige næringsstoffer. Et FDA-godkendt lægemiddel, der bruges til organtransplantation og visse kræftbehandlinger kaldet rapamycin ser ud til at virke ved at bruge mindst en delmængde af de samme veje at kaloriebegrænsning aktiveres i cellen. Begge påvirker signalknudepunkter, der leder cellen til at bevare de biomolekyler, den har i stedet for at vokse og bygge nye biomolekyler. Over tid fjerner denne cellulære version af "reducer, genbrug, genbrug" beskadigede komponenter og efterlader en højere andel af funktionelle komponenter.

Effekterne af kaloriebegrænsning på aldring er stadig under undersøgelse.

Andre indgreb omfatter ændring af niveauer af visse metabolitter, selektivt ødelægge ældende celler der er holdt op med at dele sig, ændrer tarmmikrobiome , adfærdsmæssige ændringer.

Fælles for alle disse indgreb er, at de påvirker kerneprocesser, der er kritiske for cellulær homeostase, ofte bliver dysregulerede eller dysfunktionelle med alderen og er forbundet med andre cellulære vedligeholdelsessystemer. Ofte er disse processer de centrale drivere for mekanismer, der beskytter DNA og proteiner i kroppen.

Der er ingen enkelt årsag til aldring. Ikke to mennesker ældes på samme måde, og faktisk heller ikke to celler. Der er utallige måder, hvorpå din grundlæggende biologi kan gå galt over tid, og disse lægger op til at skabe et unikt netværk af aldringsrelaterede faktorer for hver person, der gør det at finde en one-size-fits-all anti-aging behandling ekstremt udfordrende.

Men at forske i interventioner, der retter sig mod flere vigtige cellulære processer samtidigt, kan hjælpe med at forbedre og vedligeholde sundheden i en større del af livet. Disse fremskridt kan hjælpe folk med at leve længere liv i processen.

Om forfatteren

Ellen Quarles, adjunkt i molekylær-, celle- og udviklingsbiologi, University of Michigan

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.