Istnieje wiele sposobów definiowania starzenia się i starości, zarówno w nauce, jak i w życiu codziennym. Żadna z biologicznych lub fizjologicznych definicji nie zyskała miana powszechnie uznanej. Biologiczne starzenie się nadal nie jest procesem, który w pełni rozumiemy i potrafimy jasno wytłumaczyć. W 1990 r. Z. Medvedev doliczył się ponad 300 teorii starających się wyjaśnić proces starzenia się, powstałych na gruncie biologii i nauk medycznych od końca XIX w8. S. Austad twierdzi jednak, że przez kolejne dwie dekady dowiedzieliśmy się o tym procesie nawet więcej niż z wszystkich zebranych przez Medvedeva teorii (za: Austad, 2009: 148 ff.).
8 W gruncie rzeczy jednak, wiele z nich pokrywało się ze sobą lub nie było teoriami naukowymi (Austad, 2009).
Według Birrena (1999) wyjaśnienie procesu starzenia się wymaga uchwycenia wpływu zmiennych przyczynowych, które reprezentują dynamiczne siły transformujące młody organizm w stary organizm. W angielskojęzycznej terminologii nauk biologicznych używa się dwóch słów:
ageing oraz senescence, niekiedy przyznając im nieco odmienne znaczenie. Najogólniej mówiąc, biologiczne starzenie się, w ujęciu terminu ageing, jest serią zmian funkcjonalnych i strukturalnych zachodzących w organizmie, które zaczynają manifestować się w okresie dojrzałości reprodukcyjnej i ostatecznie powodują śmierć. Zmiany te mają charakter wewnętrzny (nie są efektem wyłącznie zewnętrznych czynników), progresywny i kumulatywny (zachodzą stopniowo i narastają), niekorzystny dla organizmu (ograniczają funkcjonalność) i są niezależne od upływu czasu (jest on jedynie wymiarem, w jakim zachodzą zmiany, nie jest ich przyczyną). Termin senescence jest używany niemal wyłączenie w celu określenia procesu starzenia się na gruncie biologii organizmów żywych. Odnosi się on najczęściej do zmian biologicznych występujących w późniejszych okresach cyklu życia, przede wszystkim na poziomie mikro, np. molekularnym lub komórkowym. Ma to na celu oddzielenie tych procesów od wieloznacznego i wieloaspektowego pola opisywanego terminem ageing (Arking, 2006:
9-12). W innym popularnym ujęciu można wyróżnić trzy poziomy starzenia się (Johansson, 2008). Pierwszy odnosi się do zasadniczych, nieuniknionych i nieodwracalnych zmian biologicznych (dają się one jednak opóźniać). Drugi to zmiany spowodowane przez choroby – są one skorelowane z wiekiem, jednak są odwracalne lub można ich uniknąć. Trzeci natomiast to zmiany, które przyspieszają w starszym wieku zwiększając ryzyko śmierci.
Współcześnie istnieje kilka głównych i uzupełniających się perspektyw i teorii opisujących te mechanizmy. Analizują one starzenie się organizmu w różnych wymiarach funkcjonowania biologicznego, łącząc je m.in. z zaburzeniami w funkcjonowaniu neuronów, hormonów lub systemu immunologicznego, uszkodzeniami powodowanymi przez wolne rodniki, zmianami w funkcjonowaniu mózgu, zmianami w funkcjonowaniu na poziomie komórkowym, skracaniem się telomerów (fragmentów chromosomów) podczas podziałów, czy też zaburzeniami w replikacji DNA9. Poza analizą mechanizmów starzenia się, można jednak również zadać sobie pytanie, dlaczego w ogóle organizmy żywe starzeją się? Można przywołać trzy najpopularniejsze obecnie grupy teorii i koncepcji, które takiej odpowiedzi udzielają10.
Pierwsza, to teoria zaprogramowanej długości życia (lub zaprogramowanej śmierci lub zaprogramowanego uśmiercania komórek), która zakłada, że czas życia organizmów z danego gatunku jest regulowany przez pewien „wewnętrzny zegar” zakodowany w genach. Niszczy on stare, nieużywane lub uszkodzone (np. przez czynniki zewnętrzne) komórki. Starzenie się
9 Szczegółowy opis tych koncepcji wykracza poza zakres niniejszej pracy. Wątki te można odnaleźć m.in. w: Cristofalo i in. (1999); Bengtson, Putney, Johnson (2005); Stuart-Hamilton (2006); Austad (2009);
Steuden (2012: 32-42).
10 Nie jest to pełny przegląd, lecz wybór najpopularniejszych koncepcji. Wiele współczesnych teorii łączy różne poziomy analizy i mechanizmy przyczynowe. Obszerniejszy opis znajdzie Czytelnik w przywoływanych w rozdziale pracach.
i śmierć są traktowane jako najbardziej naturalne procesy (Gonidakis, Longo, 2009; Steuden, 2012).
Drugą, najpopularniejszą i najobszerniej zweryfikowaną perspektywą jest ewolucyjna teoria starzenia się (inaczej: teoria adaptacyjna)11. Według niej starzenie się jest produktem ubocznym mechanizmu selekcji naturalnej, swego rodzaju ceną, jaką płacimy za skuteczną reprodukcję.
Rosnąca wraz z wiekiem śmiertelność wynika z potrzeby zrobienia miejsca dla młodych osobników. Podstawowych mechanizmów doszukuje się tutaj w dziedziczeniu konkretnych mutacji genów, np. takich, które wpływają korzystnie na rozrodczość w wieku młodszym, zaś niekorzystnie na kondycję organizmu starszego (Bourg, 2001; Austad, 2009).
Trzecia grupa teorii wyjaśniających proces starzenia się to teorie stochastyczne. Koncentrują się one na rosnącej podatności istot żywych na szkodliwe wpływy różnych czynników wewnętrznych i środowiskowych oraz na akumulacji wynikających z nich uszkodzeń (Cristofalo, 1996). Warto przywołać w tym miejscu teorię niezawodności (reliability theory) rozwiniętą przez L. Gavrilova i N. Gavrilovą, w której F. Yates (2007: 610), w swoim encyklopedycznym przeglądzie biologicznych teorii starzenia się, upatruje dominującego i najlepszego obecnie wyjaśnienia tego procesu. Gavrilov i Gavrilova wykorzystują matematyczne i logiczne podstawy ogólnej teorii awarii systemów (system failure) do wyjaśnienia starzenia się i długości życia systemów biologicznych i nie-biologicznych. Według nich starzenie się wynika z akumulacji losowych uszkodzeń systemu. Odporność systemów na te obrażenia opiera się na strukturach redundantnych (elementach pełniących taką samą funkcję), które zastępują się wzajemnie w przypadku zniszczenia. Jednak wraz z upływem czasu liczba elementów redundantnych maleje (np. maleje liczba komórek, włókien mięśniowych, neuronów), co powoduje wzrost ogólnej wrażliwości systemu. Wraz z akumulacją uszkodzeń system traci swoją redundantność (co definiuje proces starzenia się), i każde kolejne jego uszkodzenia powoduje przerwanie procesów w nich zachodzących, co w przypadku organizmów żywych oznacza śmierć (Gavrilov, Gavrilova, 2005).
Nawet pobieżny przegląd podręczników geriatrii i biologii pokazuje, że odpowiedź na dwa podstawowe pytania – dlaczego i jak się starzejemy – nie jest jednoznaczna i sięga granic poznania ludzkiego organizmu, jakie do tej pory osiągnęliśmy. Wszelkie dowody wskazują na to, że na starzenie się należy patrzeć jak na proces złożony, składający się z wielu mechanizmów przyczynowych funkcjonujących w różnych układach organizmu (Cristofalo, 1996). Rozwój badań biologicznych i medycznych w ostatnich latach przyniósł niesłychany wzrost wiedzy na ten temat (por. Arking, 2006; Austad, 2009). Pokazuje on, że biologiczne starzenie się może być opisane, mierzone, a nawet modyfikowane. Nadal wiele jest do odkrycia, co sugeruje, że medycyna może przyczyniać się do dalszego wzrostu długości życia ludzi, a co za tym idzie – do dalszego starzenia się populacji. Do tych kwestii powrócę w dalszych częściach pracy. Dalej
11 Niekiedy jest ona zaliczana do grupy teorii zaprogramowanego starzenia się.
również zostaną przedstawione kwestie związku wieku z poziomem zdrowia oraz funkcjonalnością fizyczną i kognitywną.