Sterven doe je omdat je cellen verouderen. Zoveel is zeker. Maar waarom ze dat doen, daar zijn wetenschappers over verdeeld. Waarom besluiten cellen niet gewoon dat ze het eeuwige leven hebben, zoals sommige dieren hebben? Kennislink zet de theorieën, geaccepteerd en controversieel, voor je op een rijtje.
Verouderen tot een rimpelig wezentje is helemaal niet zo vanzelfsprekend als je misschien zou denken. Gezien het feit dat ook andere levensvormen – bijvoorbeeld kreeften en sommige kwallen – geen teken van ouderdom vertonen, lijkt sterven aan veroudering een verschijnsel dat pas later in onze evolutie is opgedoken. Maar hoezo dan? Waarom heeft de natuur het niet bij het eeuwige leven kunnen laten?
Om maar met de deur in huis te vallen: niemand heeft een sluitend antwoord. Dus als je tevreden bent met ‘we weten het niet zeker’, kun je nu stoppen met lezen. Maar het is natuurlijk niet zo wetenschappers volledig in het duister tasten. Goede ideeën zijn er zeker. Kennislink koos de meest geaccepteerde en de meest controversiële uit.
De prijs voor snelle voortplanting | plausibel, veel bewijs
We slijten gewoon door de ophoping van kleine fouten in ons DNA, en we doen dat omdat ons lichaam veel energie steekt in zo snel mogelijk veel nakomelingen krijgen. Dat gaat ten koste van de energie die in onderhoud tegen veroudering had kunnen gaan. Je DNA slijt en muteert daardoor onherstelbaar: de belangrijkste oorzaak van ouderdom. Deze opvatting is van bioloog en Nobelprijswinnaar Peter Medawar. Sinds hij het in 1952 opperde, is ouderdom door slijtage nog steeds een van meest geaccepteerde theorieën voor veroudering.
Dat komt ongetwijfeld doordat Medawars idee stevig verankerd is in de evolutieleer, op een manier die zo logisch is als een deur. Dat zit zo. De meeste zoogdieren, inclusief mensen, krijgen op behoorlijk jonge leeftijd al nakomelingen. Daarom stellen je genen jouw lichaam volledig af op die vroege voortplantingsperiode; alles wat na de voortplanting met het lichaam gebeurt, is voor dezelfde genen volstrekt onbelangrijk. Dus hoe goed jouw lijf zichzelf ook onderhoudt, waarschijnlijk bevat het geen aanpassingen die je na je vruchtbaarheidsperiode nog beschermen tegen slijtage.
Sterker nog, schreef Medawar, genen die investeren in antislijtage worden waarschijnlijk snel afgestraft. Want de wereld zit vol narigheden die die het werk van overijverige antislijtage-genen teniet kunnen doen. Roofdieren, natuurrampen en vervelende ziektes gooien al snel roet in het eten. Doodgaan moet je toch.
Aanwijzingen voor de slijtagetheorie zijn te over. Wanneer je de voortplantingsperiode van fruitvliegjes beïnvloedt, kun je hun kleinkinderen op natuurlijke wijze veel ouder laten worden dan de oorspronkelijke vliegjes. Dat gaat zo: laat een groep fruitvliegjes enkel voortplanten als ze een hoge leeftijd halen. Doe hetzelfde voor hun kinderen: alleen seks als ze oud zijn. Wat je dan krijgt is een effect dat precies in lijn ligt met Medawars theorie: vooral de genen die goed zijn om een hoge leeftijd te halen én vervolgens nakomelingen te produceren, worden doorgegeven.
Een andere belangrijke aanwijzing voor de slijtagetheorie vinden we in de cel. Veroudering blijkt samen te hangen met de lengte van zogenaamde telomeren. Dat zijn extra stukjes DNA die aan ons ‘gewone’ DNA hangen. Ze vangen de klappen op welke DNA bij het kopiëren van de cel oploopt. Omdat de cellen van oudere mensen zich vaker hebben gedeeld, zijn hun telomeren korter dan bij jonge mensen. Het idee is dan ook dat de verkorting van telomeren veroudering deels veroorzaken, en zo niet, op zijn minst veroudering in de cel meetbaar maken. Het verhaal over telomeren is nog niet af, maar belangrijk is het wel. Daarom ontving een drietal biologen in 2009 de Nobelprijs voor Geneeskunde voor de ontdekking van telomeren.
Hoewel Medawars slijtagetheorie op lijkt te gaan voor de meeste dieren, is hij niet waterdicht. Er bestaan namelijk merkwaardige uitzonderingen. Sommige dieren, zoals bepaalde reptielen, verouderen niet of nauwelijks. Schildpadden bijvoorbeeld, hebben extreem lange telomeren. Maar niemand weet waarom.
Een gen is eerst goed, daarna slecht | plausibel, veel bewijs
Even naar de puberteit. Een jonge, charmante knul weet meerdere meisjes te bevruchten. Dat heeft hij deels te danken aan het hormoon testosteron, dat zorgt voor zijn typische mannelijke kenmerken waar vrouwen op zullen vallen. Maar testosteron heeft een keerzijde: een hoge dosis gedurende je hele leven verhoogt op latere leeftijd het risico op prostaatkanker.
Zo kan het genetische systeem dat testosteron produceert op vroege leeftijd voor nakomelingen zorgen, maar later ouderdomsziektes veroorzaken. Zie daar de tweede opvatting, veroudering door de zogenaamde antagonistische pleiotropie, bedacht door George Williams. Overigens sluit dit idee Medawars theorie niet uit: ze kunnen elkaar versterken. Een nuttig gen kan bijvoorbeeld door een beetje slijtage stuk gaan, waarna veroudering lijkt te versnellen.
Eén gen in het bijzonder pleit voor antagonistische pleiotropie: het p53-gen. Het onderdrukt overdreven celdeling, helpt bij natuurlijke celdood voor onderhoud, en helpt DNA-schade repareren. Wanneer je een embryo bent, bestaande uit een klontje stamcellen, heb je p53 juist niet hard nodig: je wil zo snel mogelijk groeien, niet remmen voor onderhoud. Daarom draait p53 in de startfase van je leven op een relatief laag pitje. Dat is prima, maar wanneer p53 in je latere leven op een lager pitje komt te staan (dat komt meestal door slijtage in het DNA), loop je een groter risico op kanker.
Sterven voor de ander | niet plausibel, nauwelijks bewijs
Een derde, meer controversieel idee is dat we verouderen en doodgaan omdat onze genen ons programmeren om te sterven: zo geven we onze jonge soortgenoten een betere overlevingskans.
Oudere dieren nemen ruimte in, verspreiden ziektes en verbruiken het voedsel van jonge dieren. Dat is hinderlijk, en daarom zit veroudering geprogrammeerd in onze genen. Sterven is dus een geëvolueerde aanpassing voor de groep, voor de overleving van de diersoort. Deze opvatting van natuurlijke selectie werd in 1962 voorgesteld door de zoöloog Vero Copner Wynne-Edwards.
Medawar reageerde destijds enorm kritisch op Wynne-Edwards. Hij noemde veroudering om ruimte te maken voor de jongere, meer fitte dieren een overduidelijke cirkelredenering. Het idee dat een oud seniel beest een onnodige last voor jongere dieren zal wezen, is gebaseerd op de veronderstelling dat hij al is verouderd. Om daarbovenop nog te duiden dat veroudering dus een geprogrammeerde aanpassing is die de overlevingskansen van jonge dieren verbetert, is het punt missen: veroudering bestond al.
Moderne aanhangers van de geprogrammeerde-dood-theorie, zoals wis- en natuurkundige Joshua Mitteldorf, menen dat er genen bestaan die enkel bedoeld zijn om een dier de dood in te sturen; een aanwijzing dat veroudering wél is geprogrammeerd. Zo kun je bij de laboratoriumworm C. elegans bepaalde genen uitschakelen, waarna hij twee keer zo lang leeft. Volgens andere evolutionair biologen mag je pas spreken over zelfmoordgenen wanneer je kunt uitsluiten dat zulke genen echt geen andere functie hebben (die ten koste van slijtage gaan).
Zie ook
- Actieve celdood (Kennislink)