Vad är åldrande?

Det finns ingen enkel definition av åldrande. Det är inte en fråga om att tiden går, utan snarare biologiska förändringar över en tidsrymd. Vissa människor åldras snabbare än andra, så det är inte alltid meningsfullt att jämföra kronologisk ålder med biologisk ålder. Det finns inte heller pålitliga åldersmarkörer, olika delar av våra kroppar kan åldras med olika takt.

De flesta vet hur åldrande yttrar sig: en gradvis nedgång i kroppens styrka och uttålighet, olika organsystems effektivitet, kroppens förmåga att reparera skador och motstå sjukdomar, liksom ålderstecken som grått hår, rynkor och minskning av längden. Många av dessa hänger samman; genom att cellerna inte delar sig lika effektivt blir immunförsvaret försvagat och håret vitt, kollagenet blir stelare vilket både leder till stelare leder och senor samt rynkig hud.

Åldrande är en civilisationssjukdom - det förekommer normalt inte i naturen. Man finner aldrig åldriga djur annat än i fångenskap där de är skyddade mot rovdjur, svält, sjukdom och olyckor. I naturen faller alla individer som inte kan effektivt skaffa sig mat och skydd snabbt offer för något av dessa och dör. Men vi människor har genom vår intelligens, kultur och teknik skaffat oss såpass god matförsörjning, sjukvård och trygghet att vi blir gamla. Vi tar hand om varandra och låter det medmänskliga gå före det naturliga.

Man vet ännu inte åldrandets orsak (eller ens om det finns en eller flera orsaker) och inte heller hur denna orsak leder till de kroppsliga förändringarna. Däremot har man en rätt god koll på vad som händer i kroppen när man åldras, även om det ändå är förvånansvärt lite vi vet i jämförelse med många sjukdomar.

Åldrande är inte ofrånkomligt hos allt levande; det existerar flercelliga djurarter som inte uppvisar några ålderstecken, t.ex. hummer, stör, haj, alligatorer och Galapagos-sköldpaddor. Deras kroppsliga funktioner når sitt maximum en tid efter sexuell mognad, men de minskar inte. De växer allt långsammare vidare tills de faller offer för ett rovdjur, sjukdom eller en olycka.

Tidigare talade man om död av "naturliga orsaker", men idag anger man på dödsattester vanligen den sjukdom som ledde till döden. Åldrandet är inte i sig dödligt, men det gör oss sårbara och till sist så svaga att vi dör.

Åldrande -> Åldersförändringar -> Sårbarhet - > Sjukdom -> Död

Även om vi kunde undanröja alla sjukdomar skulle åldrandet till sist leda till att vitala organsystem blir så försvagade att de inte kan underhålla livsprocessen.

Varför åldras vi?

Det är idag oklart varför vi åldras, men det finns ett antal teorier och en växande mängd biomedicinska fakta.

Vissa menar t.om. att det inte finns en åldrandeprocess utan flera oberoende processer (även om detta inte är okontroversiellt).

Termodynamiska förklaringar

Vissa har hävdat att åldrande är ofrånkomligt eftersom entropin alltid måste öka. Men levande varelser är dissipativa system, dvs. i slutändan lever de av energi från omvärlden som används för att samla in, bygga upp och underhålla den egna kroppen. Vi är bokstavligen det vi äter, och rätt få av våra celler behålls livet ut - det mesta av våra kroppar är rätt unga celler. Entropin ökar alltid i ett slutet system, men levande varelser kringgår detta och minskar sin egen entropi genom att vara öppna system: de låter energi flöda igenom sig och gör sig av med entropin genom restprodukter och spillvärme (vilket ökar entropin i resten av universum). Termodynamiken ger därför inte något stöd för att åldrande behöver inträffa.

Evolutionsbaserade förklaringar

I naturen vet man att mortaliteten (sannolikheten för att dö) börjar öka efter att ett djurs avkomma har blivit självständig och kan klara sig på egen hand. Detta är naturligt, eftersom individer som dog innan deras avkomma kunde klara sig inte kunde sprida sina gener vidare. Evolutionstrycket att överleva fram till att ungarna har lämnat boet är därför starkt, men evolutionärt sett (dvs vilka gener som sprider sig) spelar det inte någon större roll om de lever eller dör efteråt - dagsländor dör direkt efter att ha lagt ägg, många däggdjur får flera kullar.

Evolutionära teorier för åldrandet baseras på tanken att vi helt enkelt har tillräckligt med kroppsliga resurser (eller avsaknad av brister) för att ha en god chans att klara oss fram till att våra barn har vuxit upp. Sedan tar naturen sin hand ifrån oss, och våra kroppar börjar förfalla på grund av oplanerade effekter av gener som i ungdomen inte spelade någon roll eller rent av var positiva.

Ett sätt att testa detta är att tvinga en population att få ungar först sedan alla nått en viss ålder; detta undanröjer de som åldrades snabbast och gör att de mer långlivade får fler ungar, vilket gynnar utveckling mot mer långlivade individer. Efter ett par generationer höjer man ribban, och efterhand borde individer leva betydligt längre än i normaltillståndet. Detta experiment har gjorts av evolutionsbiologen Michael Rose (University of California at Irvine) på flugor, med en medlelivslängd på 140 dagar (medellivslängden bland normala fruktflugor är 70 dagar).

Kort sagt, åldrandet är resultatet av ett designfel: vi lever långt utanför vårt ursprungliga livsspan och drabbas därför av problem som annars inte skulle förekomma. Denna teori för varför vi åldras har vunnit allt mer stöd, men den förklarar inte vad åldrandet är eller hur det går till.

Programmerat åldrande

Vissa djurarter uppvisar inprogrammerat åldrande. Stillahavslaxen dör t.ex. efter leken av vad som närmast kan beskrivas som oerhört snabbt åldrande. Man vet också att olika "självmordsgener" kan starta programmerad celldöd hos flercelliga djur: om de aktiveras i en cell kommer den att genomgå en serie förändringar vilka bryter ned den. Detta är troligen en viktig del i hur kroppen byggs upp (olika celltyper fungerar som "byggnadsställningar" för andra celler, och när tillväxten är avslutad dör de) och som skydd mot okontrollerad celltillväxt (cancer).

Celler har en inbyggd biologisk klocka som talar om hur gamla de är. En cell som odlas i näringslösning kan dela sig fritt, men det visar sig att efter ungefär 50 delningar så slutar cellerna att dela sig (denna gräns kallas Hayflickgränsen efter sin upptäckare). De lever vidare i en stabil "cellulär ålderdom" och dör till sist. Under de sista delningarna och "ålderdomen" uppvisar de förändringar som påminner mycket om åldersförändringar.

Om man istället inplanterar ett stycke hud från en gammal mus på en ung mus, finner man också att cellerna från det gamla djuret inte överlever lika länge som det unga djuret lever; de dör och ersätts av unga celler (dock lever hudbiten länge totalt sett än möss normala maxlivslängd).

En tänkbar förklaring till detta är att telomererna tar slut. Vår arvsmassa är indelad i kromosomer som kopieras varje gång våra celler delas. På grund av en av naturens många små egenheter lyckas det enzym som gör kopieringen inte med att kopiera de yttersta ändarna av DNA-tråden vilket gör kopian en smula avkortad. Efter ett par delningar skulle cellerna ha tappat viktig information och upphöra att fungera.För att undvika detta har telomererna utvecklats, DNA som i likhet med den genomskinliga plasten i ändarna på kassettband inte innehåller någon information men skyddar kromosomen.

Telomer-teorin för åldrandet säger att åldrandet helt enkelt beror på att telomererna blir för korta och cellerna slutar att dela sig. Enzymet telomeras som förlänger telomererna finns i störst mängd i ungdomen för att sedan minska, vilket verkar rimligt. Dessutom produceras det av vissa typer av cancerceller, vilka måste undvika att åldras; de cancerceller som inte lyckas mutera fram bildningen av telomeras dör. Troligen fungerar telomerer som ett extra skydd mot cancer.

Teorin är omdebaterad. Det finns celler med korta telomerer, cancerceller utan telomeras och möss som med genteknik gjorts inkapabla att producera telomeras verkar inte åldras snabbare (däremot blir de sterila och får diverse sjukdomar efter sex generationer, då telomererna tar slut i deras avkomma). Många väntar med intresse på att se om det klonade fåret Dolly ska åldras snabbare eller om hennes unge påverkas, eftersom Dolly borde ha något avkortade telomerer från sin klon-mor. Celler som försetts med extra kopior av telomeras-genen blir dock odödliga, vilket talar för att telomererna åtminstone fungerar som ett system för att reglera celldelning och åldrande. Det är mycket troligt att det existerar flera parallella system inom cell-åldrandet.

Genetiska skador

En annan teori är att man accumulerar genetiska skador, och till sist är cellerna så skadade att de inte kan föröka sig, felfungerar och dör. En variant är att det maskineri som förhindrar genetiska fel efterhand blir så skadat att det inte kan fungera, och felen ansamlas snabbt och cellen dör. Det finns ett visst stöd att många celler tappar en del genetisk information och blir känsligare med tiden, men radioaktiv strålning (som leder till genetiska skador) verkar inte öka åldrandet och djur med dubbel kromosmuppsättning lever inte längre än djur med enkel.

En möjlighet är att DNA i mitokondrier blir skadat, vilket leder till en ökad produktion av fria radikaler.

Systemfel

Åldrande behöver inte bero på att cellerna i sig felfungerar, utan att hela systemet krånglar. Man vet att vissa biologiska rytmer med ökad ålder blir allt mindre kaotiska och allt mer regelbundna, vilket tyder på att de olika återkopplingarna blir mindre komplexa. Nervsystemet, hormonsystemet och immunförsvaret samverkar på ett komplicerat sätt vilket kan tänkas störas. En tänkbar modell är att hormonhalterna minskar med tiden, och detta igångsätter en nedåtgående spiral där kroppen försvagas, vilket minskar hormonproduktionen ännu mer, och så vidare. Denna teori är dock svårtestad, även om man experimenterar med hormonbehandling av äldre.

En annan möjlighet är att det är immunsystemet som krånglar. Man kan tänka sig att de celler som producerar antikropparna efterhand dör av eller förlorar sin vitalitet, vilket minskar mängden av antikroppar. Dessutom börjar kroppen producera antikroppar mot egna proteiner, vilket leder till autoimmuna effekter. Problemet med teorin är att det finns djur som uppvisar åldrande även utan komplexa immunsystem, och att man inte kunnat observera någon immunologisk förklaring till de kroppsliga ålers-förändringar som inte har med sjukdom att göra.

Slitage

Det kan verka rimligt att vi slits ut med tiden, men kroppen återbildas ständigt. Skador läks, celler byts ut och det som inte kan läkas anpassar man sig till. Hos insekter sker ingen nyåterbildning av celler, och där kan man observera verkligt slitage. Hos människor förekommer sådant mest i enstaka vävnader som linsen i ögat som grumlas och möjligen i ledbrosket som inte ersätts, men nedgången beror nog mer på bristande reparation än att hela organismen slits ut.

Restprodukter

En annan teori är att cellerna ackumulerar giftiga restprodukter från sin vanliga metabolism, vilka i slutändan försvagar eller dödar dem. Man vet att en substans kallad lipofuscin ("ålderspigment") ansamlas i hjärnans och hjärtats celler, resultatet av en reaktion som binder fett till proteiner. Man kan tänka sig att detta leder till en gradvis försvagning, men det finns inga som helst tecken på det.

En annan del av metabolismen som kan ha betydelse är produktionen av fria radikaler, ytterst reaktiva molekyler som frigörs vid cell-andningen och av immunförsvaret. De är instabila och reagerar med första bästa molekyl, ofta på ett skadligt sätt. De kan skada DNA, kors-länka proteiner och leda till bildning av ålderspigment. Antioxidanter, ämnen som neutraliserar de fria radikalerna, kan tänkas motverka detta. Man vet att långlivade djur har högre halter av antioxidanter och enzymer som neutraliserar fria radikaler. När man ger antioxidanter till försöksdjur ökar deras medellivslängd jämfört med individer som inte får dem, men orsaken är inte nödvändigtvis antioxidanterna och den maximala livslängden ökar inte.

Kombinationer

Det är naturligvis möjligt att åldrandet är en komplex orsakskedja med olika återkopplingar. Man kan t.ex. tänka sig att evolutionen har gett oss en mängd telomeras och antioxidanter tillräcklig för att klara oss till 30-årsåldern, men efter detta avtar produktionen. Detta leder till ansamling av restprodukter, molekylära skador och telomer-avkortning vilket i sin tur försvagar immunsystemet och börjar destabilisera de hormonella feedback-looparna. Detta påskyndar sönderfallet eftersom immunsystemet genom autoimmuna reaktioner eller infektioner frigör mer fria radikaler och de försvagade cellerna inte kan reparera vävnaderna lika effektivt.

Detta är naturligtvis ren spekulation, men ett tänkbart scenario. Vi behöver en bättre insikt i hur åldrande på cellulär och kroppslig nivå hänger samman innan vi kan med säkerhet säga hur det fungerar.

Hur åldras vi?

Olika organsystem reagerar olika på åldrandet.

Hjärtkärlsystemet

Hjärtkärlsystemet förändras under åldrandet, och risken för hjärtkärlsjukdomar ökar kraftigt. Hos helt friska personer förändras inte hjärtkapaciteten, men i vårt samhälle har över 60% av männen en förträngning av ett kranskärl vid 60 (hos kvinner uppnås samma siffra först vid 80).

Kärlväggarna blir tjockare och hårdare, vilket kan leda till åderförkalkning, hjärtinfarkt och hjärnblödningar.

Immunsystemet

Risken för både infektioner och autoimmuna sjukdomar ökar.

Hormonsystemet

Många hormonehalter sjunker, och detta bidrar till avmattningen hos äldre. Produktionen av tillväxthormoner, melatonin, sköldkörtelhormoner, könshormoner (östrogen och testosteron), insulin, androgener, aldosteron minskar. Om de tillförs kan individen piggna till, även om det inte undanröjer själva åldrandet.

Nervsystemet

Hjärnans massa verkar minska, men resultaten är oklara om det beror på att nervceller dör eller att den blir mer kompakt.

Signalerna rör sig långsammare. Det finns inga tecken på att intelligens, minne eller kreativitet behöver försämras, men reaktionerna är långsammare och man blir snabbare trött. Detta gör t.ex. att det blir svårare att reagera på små snabba förändringar, framför allt i komplicerade situationer.

På grund av minskad utsöndring av melatonin minskar mängden och kvaliteten på sömnen.

Personligheten förblir konstant, även om övriga förändringar påverkar livsstilen och hur man lever ut sin personlighet.

Skelettet

Minskning av benmassa, vilket kan ge benskörhet framför allt vid kalcium eller D-vitamin brist och brist på rörlighet.

Sinnen

Synen försämras, framför allt genom att ögats lins blir mindre elastisk och därmed inte kan accomodera lika bra, vilket leder till svårigheter att byta djup-fokus. Dessutom grumlas de genomskinliga delarna något, vilket kan utvecklas till starr.

Hörseln försämras, framför allt när det gäller att höra höga frekvenser.

Förmågan att upptäcka dofter och uppskatta deras styrka minskar.

Huden

Huden blir mindre elastisk och rynkig, och antalet svettkörtlar minskar. Melaninproduktionen minskar, vilket gör håret grått eller vitt.

Muskler

Muskelmassan minskar.

Fett och vikt

Mängden fett är relativt konstant, men distributionen förändras. Mer samlas på låren och mindre på/i magen.

Eftersom både muskelmassa, ben, vatten och andra vävnader minskar med åldern sjunker vikten.

Metabolism

Kroppen konsumerar 12 kalorier mindre per dag för varje år över 30.

Anders Sandberg / asa@nada.kth.se

1999-08-21 14:57:19