Verouderingsklokken kunnen de biologische leeftijd van mensen met grote nauwkeurigheid meten. De biologische leeftijd kan worden beïnvloed door omgevingsfactoren zoals roken of voeding en kan daarom afwijken van de chronologische leeftijd, die wordt berekend op basis van de geboortedatum. De nauwkeurigheid van deze verouderingsklokken wijst erop dat het verouderingsproces volgens een vast patroon verloopt. Wetenschappers David Meyer en professor dr. Björn van het Cluster of Excellence Cellular Stress Responses in Aging-Associated Diseases (CECAD), een interdisciplinair onderzoeksnetwerk aan de Universiteit van Keulen, hebben nu ontdekt dat de verouderingsklokken in feite de toename van stochastische veranderingen (willekeurige veranderingen in de loop van de tijd) in de cellen meten. De studie is gepubliceerd in Nature Aging.

Hoe biologische verouderingsklokken werken

Naarmate we ouder worden, verloopt de regulering van de processen in onze cellen minder effectief, wat leidt tot meer stochastische resultaten. Dit komt vooral tot uiting in de opeenstapeling van stochastische veranderingen in de DNA-methylatie. Methylatie verwijst naar de chemische veranderingen die het DNA, de bouwstenen van het genoom, beïnvloeden. Deze methylatieprocessen worden in het lichaam streng gereguleerd. In de loop van het leven treden er echter willekeurige veranderingen in de methylatiepatronen op. De opeenstapeling van deze veranderingen is een zeer nauwkeurige indicator van iemands leeftijd.

Het verlies van controle over de cellen en de toename van stochastische variatie blijven niet beperkt tot DNA-methylatie. Meyer en Schumacher tonen aan dat de toename van stochastische variatie ook kan worden gebruikt als verouderingsklok voor genactiviteit. Aan de hand van de beschikbare datasets toonden de wetenschappers aan dat roken willekeurige veranderingen bij mensen versterkt, en dat ‘anti-verouderingsmaatregelen’ zoals een lagere calorie-inname bij muizen de variatie in methyleringspatronen verminderen. Ze toonden ook aan dat de stochastische ruis zelfs omkeerbaar is door somatische cellen te herprogrammeren tot stamcellen. De wetenschappers vergeleken menselijke fibroblasten uit de huid die waren geherprogrammeerd tot stamcellen en als gevolg van die herprogrammering verjongd waren. De hoge fluctuatie die de leeftijd van de somatische cellen aangaf, was daadwerkelijk omgekeerd naar de lage stochastische ruis van jonge stamcellen.

De onderzoekers hopen dat hun bevindingen over het verlies van regulatie en de zich opstapelende stochastische veranderingen zullen leiden tot nieuwe interventies die de oorzaak van veroudering kunnen aanpakken en zelfs kunnen leiden tot celverjonging. Een doelwit voor dergelijke interventies zou het herstel van stochastische veranderingen in het DNA of een betere regulering van de genexpressie kunnen zijn.

Onderzoek toont verband aan tussen spierkracht en biologische leeftijd

Levensstijlkeuzes zoals voeding en roken, evenals ziekte, dragen bij aan het versnellen van de biologische leeftijd boven de chronologische leeftijd uit. Met andere woorden: je lichaam veroudert sneller dan verwacht. En voor het eerst hebben onderzoekers ontdekt dat spierzwakte, zoals blijkt uit de grijpkracht – die een maatstaf is voor de algehele spierkracht – verband houdt met een versnelde biologische leeftijd. Hoe zwakker de grijpkracht, hoe hoger de biologische leeftijd, zo blijkt uit resultaten die zijn gepubliceerd in het Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle. De resultaten zijn verkregen met behulp van ‘leeftijdsversnellingsklokken’ op basis van DNA-methylatie, een proces dat fungeert als moleculaire biomarker en als maatstaf voor de verouderingssnelheid. Volgens de onderzoekers zou de grijpkracht kunnen worden gebruikt als instrument voor de vroege opsporing van functionele achteruitgang, chronische ziekten en vroegtijdige sterfte.

Iedereen veroudert in een ander tempo. Daarom kunnen twee 50-jarigen een verschillende biologische leeftijd hebben, ook al zijn ze even oud. Dit betekent dat diverse interne en externe factoren ervoor hebben gezorgd dat ze in verschillende tempo’s verouderen en een verschillend risico lopen op ziekte en vroegtijdig overlijden. Onderzoekers van Michigan Medicine onder leiding van Mark Peterson, Ph.D., M.S., hoofdauteur van de studie en universitair hoofddocent fysische geneeskunde en revalidatie aan de Universiteit van Michigan, hebben de relatie tussen biologische leeftijd en grijpkracht bij 1.274 volwassenen van middelbare leeftijd en ouderen gemodelleerd aan de hand van drie «leeftijdsversnellingsklokken », gebaseerd op DNA-methylatie – een proces dat fungeert als moleculaire biomarker en indicator voor het tempo van veroudering. De klokken waren oorspronkelijk gemodelleerd op basis van diverse onderzoeken naar diabetes, hart- en vaatziekten, kanker, lichamelijke beperkingen, de ziekte van Alzheimer, ontstekingen en vroegtijdige sterfte. Uit de resultaten blijkt dat zowel bij oudere mannen als bij vrouwen een correlatie bestaat tussen een lagere grijpkracht en versnelde biologische veroudering, zoals gemeten door de DNA-methylatieklokken. Dit suggereert dat het behoud van spierkracht gedurende het hele leven bescherming kan bieden tegen veel voorkomende ouderdomsgerelateerde aandoeningen. Zo is bijvoorbeeld bekend dat roken een sterke voorspeller is van ziekte en sterfte, maar het wordt nu steeds duidelijker dat spierzwakte wel eens het nieuwe roken zou kunnen zijn.

Grijpkracht als voorspeller van chronische ziekten en vroegtijdige sterfte

Eerdere studies hebben al aangetoond dat een lage grijpkracht een uiterst sterke voorspeller is van ongunstige gezondheidsgebeurtenissen. In één onderzoek bleek het zelfs een betere voorspeller te zijn van cardiovasculaire voorvallen zoals hartaanvallen dan de systolische bloeddruk – het klinische kenmerk dat wordt gebruikt om hartziekten op te sporen. Peterson en zijn team hebben eerder een robuust verband aangetoond tussen kwetsbaarheid, chronische ziekten en sterfte in verschillende populaties.

Dit bewijs, in combinatie met de recente resultaten van hun onderzoek, toont volgens Peterson aan dat clinici grijpkracht kunnen gebruiken als een manier om mensen te screenen op toekomstig risico op functionele achteruitgang, chronische ziekten en zelfs vroegtijdig overlijden. Het screenen op grijpkracht, zo zeggen de onderzoekers, zou de mogelijkheid bieden om interventies te ontwikkelen die het ontstaan of de progressie van deze negatieve, leeftijdsgebonden gezondheidsgebeurtenissen vertragen of voorkomen. Bovendien, aldus Peterson, moeten studies zich richten op de manier waarop levensstijl- en gedragsfactoren, zoals lichaamsbeweging en voeding, de grijpkracht en versnelde veroudering kunnen beïnvloeden.