Forskere validerer teori om aldring

Videnskabelige nybrud 26. aug 2021 5 min Research Director and Research Professor Stig William Omholt, Professor Emeritus and Affiliate Professor of Biogerontology Tom Kirkwood Skrevet af Kristian Sjøgren

Teori om aldring peger på evolutionen som primære årsag til, at livet ikke kan vare evigt.

Interesseret i Videnskabelige nybrud? Vi kan holde dig opdateret helt gratis

Aldring har interesseret mennesker, lige så længe vores art har været på Jorden.

Vi bliver født, vi bliver ældre, vi dør. Det ser ud til at være universelt for alle dyr, men der er alligevel stor forskel på, hvor hurtigt vi kommer fra starten af livet til slutningen. Nogle fluer lever kun et par dage, mus gør det 1-2 år, katte lever i omegnen af 20 år, og vi mennesker har det med at holde fast i livet, indtil vi er omkring 80 år gamle.

Der findes altså en biologisk forskel mellem eksempelvis mennesker og mus, og den forskel gør, at musene ældes meget hurtigere end os. Man kan derfor stille sig selv spørgsmålet, hvorfor mus ikke kan blive 80 år gamle lige som os? Naturen har trods alt fundet ud af, hvordan man kan få organismer til at leve så længe.

Man kan også stille sig selv spørgsmålet, hvorfor kan mennesker ikke leve for evigt? Det findes der faktisk dyr, der kan.

Den engelske professor Thomas Kirkwood fra Newcastle University og Københavns Universitet peger på, at hvis vi vil forstå aldring og mekanismerne bag aldring, er vi nødt til at forstå evolutionen bag denne øjensynligt variable størrelse.

”Aldring er et forskningsområde, der både har stor interesse inden for naturvidenskaben, og samtidig har kolossal sociologisk betydning. Verden bevæger sig i øjeblikket langs en demografisk trend, hvor folk bliver ældre og ældre. Det har stor betydning for vores samfund, og derfor er vi nødt til at forstå, hvorfor aldring overhovedet finder sted,” forklarer Thomas Kirkwood.

Teori forklarer, hvorfor forskellige dyr har forskellig forventet levetid

Thomas Kirkwood og Stig Omholt, Research Director and Research Professor, Department of Circulation and Medical Imaging, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim har fremlagt en ny teori til at forklare aldring specifikt ud fra et evolutionært perspektiv. Forskningen er offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

Når nu der i naturen og i vores celler rent faktisk er mulighed for, at nogle celler kan leve for evigt, og at vi derfor også kan leve for evigt, må der være en forklaring på, at vi ikke gør det alligevel.

Thomas Kirkwood forklarer, at årsagen skal findes i, at dyr i naturen meget sjældent dør af alderdom. De dør af alle mulige andre udefrakommende årsager. Det kan være, at de bliver spist af rovdyr, at sæsonerne modarbejder dem, at de akkumulerer skader som brækkede knogler over tid eller en af de tusinde andre måder, man som dyr kan dø på.

Når chancen for at leve til en sen alder er så lille, har det heller ikke kunnet betale sig fra naturen eller evolutionens side at investere i de cellulære mekanismer, der kan opretholde cellefunktioner år efter år efter år. Der er ikke behov for det.

”Teorien beskriver, at det ikke er en prioritet at få hverken mus eller mennesker til at leve for evigt. Evolutionen har meget simpelt valgt at investere ressourcerne i andre aspekter af livet, fordi det har givet mere mening end at investere dem i evigt liv, som alligevel ikke kommer til at være. Man kan sige, at evolutionært giver det kun mening at opretholde organismen fuldt funktionel i så lang tid, som det rimeligvis kan formodes, at organismen vil leve,” forklarer Thomas Kirkwood.

Mus har et kort liv, fordi det ikke kan betale sig at investere i et længere liv

Hvis man vil forstå, hvorfor eksempelvis en mus har et kort liv, skal man altså se på, hvad dens risiko for at dø af eksterne faktorer er.

Las os med det samme slå fast, at drømmen om et langt liv er meget utopisk, hvis man er en mus i skovbunden af en gennemsnitlig dansk skov. Verden vrimler med dyr, der vil spise en, og dertil kommer alle mulige andre farer, der kan komme fra eksempelvis vejret eller årstiderne.

Mus lever sjældent længere end ét år i naturen. I et laboratorium kan de leve omkring tre år. Ud fra et evolutionært synspunkt giver det på den måde ingen mening, at musen i sit etårige liv skal bruge oceaner af dyrebare ressourcer på at vedligeholde dens celler, så de ikke bliver gamle. Det drejer sig blandt om at reparere på DNA’et eller komme af med farlige skader. I stedet kan det meget bedre betale sig for musen at allokere ressourcerne til funktioner i kroppen, som får den til at have større muligheder for at overleve i morgen eller få flere unger.

”Det er ikke bare en god ide at allokere ekstra ressourcer til blandt andet reproduktion, men der er også en fundamental årsag til at holde vedligeholdelsesomkostninger nede. Det skylder, at det koster energi at foretage reparationerne. For at få fat i den nødvendige energi er dyr nødt til at udsætte sig selv for de farlige omgivelser. Hvis et dyr bruger mindre energi, er dets risiko for at dø på grund af omgivelserne mindre. Kernen i dette nye studie er at vise, hvordan evolution favoriserer nedskæringer på vedligeholdelsesbudgettet for at reducere risikoen for at dø på den korte bane – også selvom det betyder aldring på den lange bane. At spare på energien reducerer risikoen for at dø på grund af udefrakommende faktorer, hvilket er den største trussel mod vilde dyr. Aldring er prisen, som de må betale,” forklarer Stig Omholt.

Evolution forklarer også, hvorfor nogle dyr lever længere end andre

Ud fra teorien bør der altså være en sammenhæng mellem risikoen for at dø af eksterne faktorer og den forventede levetid, fordi det for dyret først bedre kan betale sig at investere i at leve længere, hvis dets risiko for at dø falder.

Man kan som tænkt eksempel anskue en mus, der udvikler (gennem evolution) vinger og dermed bliver til en flagermus.

Da flagermusen kommer væk fra skovbunden, reducerer den markant risikoen for at blive spist af rovdyr.

Betyder det så også, at flagermusen kan investere flere ressourcer i at vedligeholde sine celler og dermed leve længere?

Ja, det gør det faktisk. Flagermus kan leve i op imod 20 år eller mere, selvom de ikke er større end mus. Det kan simpelthen betale sig for dem at investere i et langt liv, fordi hvis de ikke gør det, er der stor risiko for, at de dør af alderdom, inden et rovdyr hapser dem.

”Aldring er en tilpasning til risikoen for at dø. Derfor kan vi i cellestudier også se, at celler fra eksempelvis køer er bedre til at passe på sig selv ved brug af forskellige cellulære vedligeholdelsesmekanismer, end celler fra mus er. Celler fra mennesker er endnu bedre til det, end køer er. Celler fra dyr, der lever længe, er helt generelt bedre til at reparere på sig selv og på arvematerialet,” siger Thomas Kirkwood.

Teori svarer på flere spørgsmål på samme tid

Thomas Kirkwood forklarer, at teorien gør op med ideen om, at vi skal lede efter cellulære mekanismer, som er programmeret med vilje til at gøre celler dårligere over tid og fører til celledød eller død for organismen.

I stedet skal vi kigge på de mekanismer, som holder cellerne i live. Aldring er nemlig resultatet af en akkumulation af skader på cellerne.

Alzheimers er en typisk aldersrelateret sygdom, som opstår, når der kommer tilpas mange skader på hjernecellerne. Det samme gælder for hjerte-kar-sygdomme.

Forskelle mellem organismer i forhold til investeringen i at holde celleskaderne for døren er, hvad der adskiller os menneskers forventede levetid fra musens forventede levetid.

Ifølge Stig Omholt har teorien et kraftfuldt bud.

”Kraften i denne teori er, at den forener to store spørgsmål inden for aldringsforskningen: Hvorfor biologien fungerer, som den gør, og hvordan den fungerer. Aldring er en udfordrende tilstand i vores moderne, trygge samfund, men den udviklede sig på basis af en positiv grund,” siger han.

Thomas Kirkwood bekræfter denne konklusion og tilføjer: ”Når vi har afgjort, hvorfor aldring sker, vil vi være bedre stillet til at forstå, hvordan den forårsager aldersbetinget svækkelse og sygdomme, og hvilke interventioner som er mulige. Dette område er nu meget vigtigt biomedicinsk.”

Aging as a consequence of selection to reduce the environmental risk of dying” er udgivet i Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Projektet ”Harnessing the power of big data to address the societal challenge of ageing” med deltagelse af Thomas Kirkwood er støttet via en Novo Nordisk Fonden Challenge Programme-bevilling i 2018.

The Department of Circulation and Medical Imaging has an academic environment where clinicians, translational scientists, engineers and industrial inn...

One focus of research in the Molecular Aging team is to elucidate the fundamental basis for genetic disorders in humans that are associated with the p...

Dansk
© All rights reserved, Sciencenews 2020