Varje cellkärna innehåller kromosomer med gener som består av DNA. Generna styr cellens funktioner. DNA är en instruktionsmanual för att bygga och underhålla vår kropp. Språket i manualen är kombinationer av fyra olika bokstäver (aminosyror) som skrivs som en väldigt lång spiralformad tråd. För att den skall få plats inuti cellen behöver den rullas ihop till en spole. De enzymer som tillverkar cellens protein får information från generna i spolen. Generna kan slås av och på av enzymer som bestämmer vilka gener som ska bli åtkomliga. Cellerna innehåller flera mekanismer som samverkar
sinsemellan för att garantera proteinernas struktur och skydda DNA. Antioxidanterna skyddar cellerna mot skadliga ämnen, men om detta
inte räcker aktiveras nödreparationsmekanismer. De viktigaste aktörerna i reparationen av DNA är enzymer som heter ”sirtuiner”. Då cellerna utsätts för stress av olika slag beger sig enzymerna till olika platser på DNA-kedjorna och aktiverar de gener vars uppgift är att reparera skadan. Det kan handla om att skriva om felaktiga instruktioner genom att använda kopior av ursprungliga, korrekta instruktioner. Efter fullgjort uppdrag ska sirtuinet återvända till sin plats i cellen och ”scanna in” sista reparationsinstruktionen. Det fungerar bra när skadorna inte är för stora, men när uppdragen hopar sig kan det hända att sirtuinet inte kommer tillbaka till rätt plats, och då kan DNA- skador kvarstå. Gener som skulle stängas av förblir påslagna och tvärtom.
Om skadan är alltför omfattande kan cellen i extrema fall besluta sig för att förstöra sig själv i syfte att förhindra att skadan sprider sig. Användbara beståndsdelar i cellerna kan då återvinnas för reparation av andra. Cellerna utbyter signaler mellan varandra med information kring deras miljö, skador, näringsbehov mm (s.k.cellsignalering).

Epigenetik handlar om hur det generna är avsedda att uträtta kan förändras utan att själva DNA-sekvensen ändras. Det är kroppens
system för att bestämma vilka gener som ska vara aktiva i en viss cellutveckling, till exempel för att bestämma åt vilket håll stamceller
ska utvecklas under fosterstadiet. Epigenomet är den samlade termen för de kontrollsystem och cellstrukturer som styr vilka gener som ska
vara aktiva. Om generna är ett pianos tangenter är epigenomet pianisten som spelar ett oändligt antal melodier. Generna är hela tiden desamma men epigenomet bestämmer vilka som ska vara aktiva. Skadliga faktorer i omvärlden påverkar cellernas hälsa. Det kan till exempel vara brist på folsyra och andra näringsämnen, alkohol i övermått, rökning, kronisk stress, exponering för tungmetaller och vissa industriella kemikalier. Dessa skadliga faktorer kan påverka epigenomets funktion och ge bestående skador i celler. Omfattande forskning kring epigenetisk nedärvning genom könsceller
har samlats. Experiment där möss exponerats för olika miljöfaktorer som kost, stress eller kemikalier, och där man  sedan följt upp avkomman för att studera eventuella epigenetiska förändringar, har gett insikter om hur dessa förändringar kan överföras mellan generationer. Vissa epidemiologiska studier som har undersökt människors exponering för olika miljöfaktorer och försökt koppla detta till epigenetiska förändringar hos både föräldrar och deras avkomma ger viss indikation på möjligheten till epigenetisk nedärvning hos människor. Studier om DNA-metylering, histonmodifieringar och kromatinstrukturkartläggning har också identifierat epigenetiska förändringar som kan överföras mellan generationer. Kunskapen om detta har gett insikter i om hur vissa sjukdomar som cancer, hjärt-kärlsjukdomar och diabetes utvecklas. Regelbunden träning, intag av grönt te och broccoli är skyddande faktorer. 

Hormesis beskriver ett biologiskt fenomen där en stressande eller skadlig påverkan i låga doser kan vara gynnsam för celler eller en organism, medan höga doser kan vara skadliga. I enklare termer kan det beskrivas som ”det som inte dödar oss gör oss starkare”. Påverkan kan
handla om toxiner, strålning och stress. Ett bra exempel på detta är att blodförsörjningen till hjärnan och hjärtat inte klarar av cellernas krav i början av ett träningspass. Detta förstärker förmågan att klara av allvarligare syrebrist. Det verkar som ett vaccin som reaktiveras vid varje träningspass. Periodisk fasta utsätter kroppen för en stress av kaloribrist som utlöser anpassningsreaktioner med ökad cellreparation, produktion av antioxidanter, ökad överlevnad av befintliga nervceller samt tillväxt av nya nervceller och synapser vilket förbättrar en del cellmekanismer, bl.a. de som är inkopplade i kognitiva funktioner.

Mitokondrierna är cellens energiproducenter. De omvandlar den mat vi äter och det syre vi andas till energi som cellerna använder. Under processen frigörs koldioxid och vatten, men en liten del av syret omvandlas till s.k. fria radikaler som kan skada DNA, proteiner och fetter. Detta kallas för ”oxidativ stress” och anses till del ligga bakom åldrandet. Trots försök att neutralisera de fria radikalerna kan en del av dem förenas med fettämnen och bilda lipofuscin. Detta ämne, som inte bryts ner i kroppen, avlagras på olika ställen och får strukturerna att tappa elasticitet.

Varje cell genomgår miljontals enzymmedierade kemiska reaktioner per sekund. Mitokondrierna förnyar sig själva och säkrar cellförnyelsen. En betydande andel av vår kropp verkar ha möjlighet att förnyas om rätta förutsättningar skulle ges vad gäller vår kost, livsstil och miljöfaktorer. Men ett enda fel i en gens DNA kan orsaka en skada i syntesen av ett enzym, vilket kan i sin tur leda till funktionella störningar i den förnyelseprocessen. Om icke nedbrytbara slaggprodukter lyckas påverka någon av stamcellerna kan genetiska mutationer och variationer uppstå och mitokondriernas kvalité och effektivitet minskas. Därutöver sprider sig lipofuscinet genom blodet, sätter sig i olika organ och får dessa strukturer att tappa sin elasticitet. Den är en anledning till rynkor, grå starr och hjärtkärlsjukdomar som uppstår med åldern.

Skadade celler samlar också på sig giftiga ämnen. Om reparationsmekanismerna misslyckas, aktiveras den så kallade autofagocytosen (självhushållande), inriktat till att återvinna skadade eller icke- fungerande cellkomponenter, inklusive proteiner, organeller och även av fria tungmetaller som har ackumulerats. När denna process försvagas, likt en fabrik där städningen inte fungerar optimalt, samlas tungmetaller som kvicksilver, bly och kadmium vilka kan öka den oxidativa stressen i cellerna och sprida skador på cellmembran, DNA och andra biomolekyler. Allt detta bidrar till att gasa på åldrandeprocessen och dess relaterade sjukdomar. Överskott på tungmetaller och järn ökar på produktionen av åderförkalkningsplack. Detta sker exempelvis vid utvecklingen av åldersförändringar i ögats gula fläck. Tungmetallerna brukar komma in i cellerna genom förorenad mat, vatten eller luft. Kelation innebär att atomer av tungmetaller ”spärras in” av speciella tillförda kemiska ämnen som oskadliggör metallatomerna vilka därefter utsöndras. Cellerna hanterar tungmetallerna genom mångfacetterade kelationsmekanismer bestående av tre olika system: spärrandeproteiner rika på cystein, Glutationsystem och Autofagi.

Glutation bidrar, utöver dess viktiga antioxidantfunktioner, till att binda tungmetaller och underlättar på det viset deras avlägsnande från cellerna. Glutation bildas som slutresultat av den så kallade ”homocysteincykeln”. I denna reagerar glutamin, cystein och glycin med varandra under förutsättning att tillräckliga mängder vitaminer som folsyra, B6 och B12 finns att tillgå. Homocysteinnivåerna stiger i blodet när cykeln inte fungerar. Detta medför att glutation inte produceras i de mängder som krävs och dess funktioner försvagas. Glutation anses vara ett viktig skydd mot hjärt- och kärlsjukdomar. Ämnet deltar i de lymfocyt-förmedlade försvarsmekanismerna mot infektioner, i avgiftningsprocessen i levern liksom i proteinsyntes och DNA reparationsmekanismerna. I den kliniska praktiken ser man att trots att extratillsatta vitaminpreparat kan sänka homocysteinnivåerna verkar det kvarstå ökad risk för sjukdom. Detta beror på att det inte bara handlar om att sänka homocysteinet – det är också viktigt att se till att glutation fungerar bra för att skydda cellerna. Om glutation inte är tillräckligt effektivt, kan det finnas svårigheter att skydda cellerna från skador även om homocysteinnivåerna minskar. Så även om vitamintillskott kan hjälpa till att sänka homocysteinnivåerna, är det också viktigt att tillräckliga mängder av aminosyrorna glutamin, cystein och glycin är tillgängliga. Flera åtgärder som kan vara till hjälp:

1. Kostförändringar: En balanserad kost som innehåller svavelrika livsmedel (vitlök, lök, broccoli) rika på dessa aminosyror och antioxidantrik mat som frukt och grönsaker kan stödja glutationets funktion.

2. Andra tillskott: N acetylcystein (NAC) kan fungera som en effektiv cysteinkälla. Alfa-liponsyra är en kofaktor i glutations återuppbyggnad och funktioner.

3. Regelbunden fysisk träning ökar glutationnivåerna och förbättrar dess funktion genom dess ”hormesis”-effekt, aktivering av transkriptionsfaktorer (d.v.s. en del av signaler för glutationsyntes) och stöd av mitokondriernas funktioner i cellerna.

4. Undvikande av exponeringen för miljögifter och skadliga ämnen såsom rökning, alkohol och luftföroreningar kan minska belastningen på glutationens behov.

5. Stresshantering minskar den oxidativa stressen, bidrar till kortisolreglering och sömnstabilisering, vilka kan hjälpa till att bevara glutationets funktioner.

I åldrandeprocessen är det flera icke-nedbrytbara molekyler som kan ackumuleras i kroppen och bidra till olika åldersrelaterade problem. De viktigaste avser:

1. Advanced Glycation End Products (AGEs): Dessa är molekyler som bildas när proteiner eller lipider binder sig till socker i blodomloppet (glykering). AGEs ansamlas med åldern och kan orsaka skador på vävnader och bidra till olika åldersrelaterade sjukdomar som diabetes, neurodegenerativa sjukdomar och åderförkalkning.

2. Lipofuscin: Detta är en icke-nedbrytbar restprodukt som ackumuleras i cellerna med åldern. Det kallas ibland ”åldersfläckar” och är resultatet av ansamling av oorganiserade rester av cellfunktioner, inklusive oxidativa skador och nedbrytning av lipider och proteiner.

3. Amyloidplaques: Dessa är ansamlingar av felaktigt veckade proteiner som ackumuleras i vävnader och organ. De är starkt associerade med neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimer’s och kan störa normala cellulära funktioner.

4. Cellulära skadade proteiner och DNA: Med åldern blir celler mindre effektiva på att reparera och eliminera skadade proteiner och DNA. Detta kan leda till ackumulering av defekta molekyler som kan orsaka cellulär dysfunktion och bidra till åldrandet.

Ansamling av dessa icke nedbrytbara molekyler är högt placerat i åldrandeprocessen och dess relaterade sjukdomar. Att minska ackumuleringen av dessa molekyler eller att utveckla metoder för att bättre hantera dem är ett aktivt forskningsområde inom åldrandets biologi och medicin. I dagsläget går det att mäta nivåerna av AGEs i blodet eller vävnader, lipofuscin i vävnadsprover och amyloidplaques, särskilt i hjärnvävnad. Fluorescensmikroskopi är en mycket användbar teknik för att hitta skadliga avlagringar i vävnad. Vävnadsprovet behandlas med ett ämne som binder sig till det ämne man letar efter och sedan avger ljus av viss färg när provet belyses i mikroskopet. En annan teknik är PET (positronemissionstomografi) som ger detaljerade bilder av hjärnan.

En kost med begränsad intag av grillad eller stekt mat, och innehållande mycket antioxidanter från frukt, grönsaker och grönt te kan bidra till att minska oxidativ stress och bildningen av AGEs. Att undvika processat socker och överskott av hög glykemiska livsmedel kan också hjälpa till att minska glykeringen.

Regelbunden fysisk aktivitet är kopplad till minskad ackumulering av åldersrelaterade molekyler, ökar utsöndringen av dem och minskar risken för neurodegenerativa sjukdomar. Att hantera stress genom meditation, mindfulness och avslappningsövningar kan minska oxidativ stress och därigenom bidra till att minska ackumuleringen av skadliga molekyler. Tillräcklig och högkvalitativ sömn är viktigt för cellreparation och eliminering av skadade molekyler. En god sömnkvalitet kan bidra till att minska ackumuleringen av åldersrelaterade molekyler.

Sammanfattningsvis kan man genom att anamma en hälsosam livsstil som inkluderar en balanserad kost, regelbunden träning, stresshantering och tillräcklig vila potentiellt minska bildningen och ackumuleringen av dessa icke nedbrytbara molekyler som är kopplade till åldrande och dess relaterade sjukdomar.

Fortsatt forskning fokuserar på att förstå hur dessa molekyler påverkar hälsan och hur man bäst kan hantera dem för att främja en lång och hälsosam livslängd.