Het genoom is een term die vereenvoudigd de totaliteit van de erfelijke informatie van een individu aanduidt. Het betreft informatie voor de productie van eiwitten, die op verschillende manieren het uiterlijk van het lichaam mede bepalen en veranderen. Je kunt de DNA een beetje zien als het codeplan van een computerprogramma. De informatie die op de DNA is opgeslagen, wordt door speciale helpers in het kader van de translatie in aminozuren vertaald, waaruit uiteindelijk de eiwitten in ons lichaam ontstaan. De details besparen we je, dat zou een beetje te veel biochemie in één keer zijn.
Dag na dag delen zich in ons lichaam miljoenen cellen, wat betekent dat de erfelijke informatie ook gekopieerd moet worden. Dat betekent voor elke cel een kopie van ongeveer 3 miljard zogenaamde basenparen en dat in het ideale geval ook nog in de juiste volgorde.Dat er iets mis kan gaan, is bijna vanzelfsprekend. Ons lichaam is uitgerust met een hele reeks helpers die de fouten tijdens het kopieerproces kunnen verhelpen. Ook bij schade van "buitenaf" komen deze helpers in actie.
In jonge jaren functioneert dit hoog complexe systeem (meestal) perfect, maar naarmate men ouder wordt, sluipen er steeds meer fouten in. De zogenaamde genomische instabiliteit is een van de Hallmarks of Aging. Deze Hallmarks zijn een poging om het verouderingsproces wetenschappelijk en op moleculair niveau uit te leggen. Hier zullen we je het eerste Hallmark uitgebreider voorstellen en de vraag onderzoeken waarom mensen verouderen.
Als er te veel DNA-schade accumuleert (bijvoorbeeld door genomische instabiliteit), sterft de cel af of ontaardt.
Genomische instabiliteit – het gevaar van buitenaf
Tot de bedreigingen van externe oorsprong behoren chemische of biologische werkstoffen en daarmee bijvoorbeeld medicijnen. Daarnaast kan ook de fysica via UV-licht, in het bijzonder UV-C licht, de DNA beschadigen.
Als je ooit een zonnebrand hebt opgelopen, weet je waar we het over hebben. Het UV-licht dringt door onze huid en kan, wanneer het de DNA raakt, hele stukken eruit breken. Is de UV-straling laag, of hebben we zonnebrandcrème aangebracht, dan zijn de schade klein en kan ons lichaam deze repareren.
In het andere geval wordt de DNA zo ernstig beschadigd dat de cel niet meer functioneert. Ze sterft af. Gebeurt dit op grote schaal, dan zien we dat als huidroodheid of nog indrukwekkender in de vorm van blaarvorming. Op de lange termijn kunnen deze UV-schade aan de huid zeer schadelijk zijn en leiden tot "huidkanker".
Gelukkig hoeft het niet altijd het ergste te zijn, maar langdurige hoge UV-blootstelling zonder bescherming laat de huid ook verouderen. In het bijzonder wordt het structuurmolecuul collageen geleidelijk vernietigd door de zonnestraling .
Wist je dat? Met ongeveer 30% is collageen het meest voorkomende eiwit in ons lichaam. Het bevindt zich in de huid, de botten en de pezen. UV-straling kan collageen op twee manieren vernietigen. Enerzijds worden de fibroblasten (deze cellen vormen het collageen) in hun werk geremd en anderzijds activeert UV-straling zogenaamde collagenasen, die functioneel collageen "opeten". Het goede nieuws is dat we collageen in de vorm van collageenpeptiden ook van buitenaf kunnen toedienen en zo onze huid kunnen ondersteunen.
Collageenpeptiden (ook wel collageenhydrolysaat genoemd) zijn een wetenschappelijk erkende methode om het collageengehalte in cellen te verhogen. Collageenpoeder behoort daarom tot de populairste voedingssupplementen. Wie een plantaardig alternatief verkiest, kiest vaak voor veganistische collageenboosters, die op collageenvoorlopers zijn gebaseerd.
Genomische instabiliteit van binnenuit
Laten we de bedreigingen lichaamseigen oorsprong. In het kader van celdeling ontstaan uit één cel twee dochtercellen. Beide dochtercellen moeten van nature dezelfde genetische informatie ontvangen, zodat ze zich volgens hun bestemming kunnen ontwikkelen. Hiervoor verdubbelt het DNA tijdens de celdeling (replicatie) en verdeelt het zich vervolgens gelijkmatig over de twee nieuwe cellen die ontstaan. Hierbij ontstaan gedeeltelijk zogenaamde DNA-replicatiefouten, bijvoorbeeld verkeerde paringen tussen de twee strengen. Dat is suboptimaal, maar het lichaam is daarop voorbereid.
De celdeling is georganiseerd als een cyclus en in deze cyclus zijn controleposten ingebouwd. Wanneer een fout wordt ontdekt, stopt de celdeling en wordt de fout in het beste geval gerepareerd. Voor het geval dat het reparatiesysteem de schade niet kan verhelpen, wordt de cel in de toestand van senescentie geplaatst.
Over de senescentie komen we later nog te spreken, maar om je een beter beeld te geven: deze cel is net in de "zombiemodus" geplaatst. Ze is noch levend, noch echt dood.
Quercesome - 20-voudig verhoogde bioavailability in vergelijking met conventioneel quercetinepoeder. Dank Fosfolipiden uit de zonnebloem en natuurlijk Vitamine C.
Vrije radicalen en reactieve zuurstofsoorten – wat hebben deze met veroudering te maken?
Vrije radicalen en reactieve zuurstofsoorten klinken een beetje als explosieve biochemie. En dat is het ook. Juist bij energie-intensieve stofwisselingsprocessen in het lichaam, z.B. in de Mitochondriën, ontstaan onder bepaalde omstandigheden vrije radicalen. Dit zijn bijzonder reactieve moleculen die het reactieverloop verstoren en daarmee nuttige reacties in het lichaam kunnen belemmeren.
Als het gaat om een zuurstofmolecuul, worden deze moleculen in vakjargon aangeduid als reactieve zuurstofsoorten. Ook hier heeft het lichaam een antwoord op, want antioxidanten kunnen deze verstorende elementen tot op zekere hoogte neutraliseren. Het belangrijkste lichaamseigen antioxidant is glutathion, dat we je in ons artikel over GlyNAC nader hebben toegelicht .
Er is zelfs een verouderingstheorie die bijna uitsluitend betrekking heeft op vrije radicalen. Kort gezegd, zou de constante blootstelling aan deze reactieve moleculen ons laten verouderen. Deze theorie is inmiddels een beetje verouderd, want men weet inmiddels dat een bepaalde hoeveelheid vrije radicalen voordelig kan zijn voor het lichaam. Alleen wanneer de balans verstoord raakt, vormen vrije radicalen een bedreiging voor onze genomische stabiliteit.
Genomische instabiliteit & Defecten van de kernomhulling
De genoemde schade, ongeacht of deze van externe of interne oorsprong is, behoort tot de directe laesies van ons bouwplan, het DNA.Daarnaast kunnen defecten in de architectuur van de celkern ook een instabiliteit van het genoom veroorzaken. Dit werkt als volgt.
De celkern is een eigen, door een omhulsel omgeven ruimte en de plaats in de cel waar de DNA is gehuisvest. Het omhulsel van de celkern is opgebouwd uit veel verschillende eiwitten, waaronder eiwitten uit de lamin-familie. „Lamina“ is Latijn en betekent plaat, schijf of laag. Deze „laag-eiwitten“ moeten correct worden gevormd om ervoor te zorgen dat het omhulsel goed functioneert.
Het gedraagt zich hier vergelijkbaar met een huisdak, dat niet te stijf en niet te zacht mag zijn om de lasten zo goed mogelijk te verdelen. Als er een probleem optreedt met het omhulsel van de kern in verband met deze „laag-eiwitten“, wordt het genoom instabiel. De reden hiervoor is het feit dat de DNA via moleculen met het kernomhulsel in verbinding staat.
Kijken we naar een reëel voorbeeld. Er zijn mensen die slechts een verkorte vorm van een specifiek laminaat kunnen vormen. Het verkorte eiwit wordt aangeduid als Progerine . Dienovereenkomstig wordt de ziekte Progeria genoemd (=versnelde veroudering). Bij deze mensen is de kernomhulsel niet voldoende stabiel. Het resultaat is een vijf- tot tienvoudig verhoogde verouderingssnelheid. Getroffenen sterven vaak al in de kindertijd of adolescentie.
Wist je dat? Onderzoekers aan de TU München hebben zich nader verdiept in het ziektebeeld van Progeria en daarbij een spannende ontdekking gedaan. Foutieve Progerine ontstaat ook in normale cellen. Bij Progeria-patiënten ontstaat echter ongeveer 20 keer meer Progerine, waardoor de vuilnisbakken van de cellen verstopt raken.De autofagie, ook een van de Hallmarks of Aging, werkt bij deze mensen dus ook niet meer.
De tweede spannende ontdekking van de studie was dat door de toediening van Sulforafaan, een secundaire plantaardige stof uit broccoli, de autofagie kon worden verhoogd en de "vuilnisbakken van de cellen" (proteasomen) weer beter functioneerden.
Als de kernomhulling beschadigd of instabiel is, dan is de celgezondheid aanzienlijk aangetast. Genomische instabiliteit is een oorzaak hiervan.
Genomische instabiliteit in de toekomst
Ook al zijn progerieën buitengewoon zeldzame aandoeningen, met een frequentie van 1:1 miljoen, is het onderliggende defect ook relevant voor ieder van ons.Wetenschappers hebben aangetoond dat er ook bij mensen met een normaal verouderingsproces progerine wordt gevormd, wat de kernarchitectuur verstoort.
Het genoom is dus voortdurend instabiel door de verschillende invloeden, zowel van buitenaf als van binnenuit. Geen enkele persoon is hiervan uitgesloten. Het goede nieuws is dat ons lichaam op veel van deze uitdagingen is voorbereid. Echter, de inspanningen om de instabiliteit onder controle te houden of te repareren, functioneren met de toenemende leeftijd slechts suboptimaal.
De vraag waarom sommige mensen langzamer verouderen, kan waarschijnlijk worden beantwoord door te stellen dat deze personen goede reparatiemechanismen bezitten om de genomische instabiliteit te beperken. De recentere publicaties over dit onderwerp verdiepen niet alleen onze kennis, maar tonen ook mogelijke manieren aan waarop we de genomische instabiliteit onder controle kunnen houden.
In het volgende artikel van deze serie gaat het over het tweede kenmerk van veroudering: de telomeerverlies.
