thumb|78-vuotissyntymäpäiväänsä juhliva nainen.
Vanheneminen tai ikääntyminen tarkoittaa iän myötä eteneviä, lopulta kuolemaan johtavia muutoksia elimistössä. Vanhenemista tutkiva tieteenhaara on nimeltään gerontologia.
Vanhenemismuutoksia alkaa esiintyä ihmisellä noin 30. vuoden iässä, erityisesti sellaisten solujen toiminnassa, jotka vähenevät iän myötä. Elimistön vanheneminen rappeutuneeseen tilaan on ainutlaatuinen ilmiö ihmisillä, sillä luonnonvaraisissa eläinpopulaatioissa elinkelpoisuudeltaan heikentyneet yksilöt karsiutuvat luonnonvalinnan myötä pois, kun taas erityisesti kehittyneiden maiden asukkaiden elämään tällaiset seikat eivät vaikuta lähes ollenkaan.
Määritelmä
Vanheneminen on varsin abstrakti, monimerkityksinen käsite. Yleisesti ottaen kyse on kaikista elinajan kasvuun etenevästi liittyvistä muutoksista. Tietyn vanhenemismuutoksen kuvataan usein olevan joko primaaria, "normaalia", "tervettä" vanhenemista tai sekundaarista, patologista, sairauksien aiheuttamaa vanhenemista. Monilla muutoksilla on kuitenkin sekä primaarisia että sekundaarisia piirteitä.
Ikääntyvässä ihmisessä tapahtuvat muutokset voivat johtua normaalista eli ”terveestä” vanhenemisesta, tai ne voivat aiheutua sairauksista.Heikkinen, Eino (Gerontologia 2013, ”Vanhenemisen ulottuvuudet ja vanhenemiseen vaikuttavat tekijät”), s. 393–405. Normaali vanheneminen aiheuttaa elimistöön ajan mukana eri tavoin kasautuvia vaurioita ja kulumista. Eräiltä osin normaalia vanhenemista kontrolloivat geneettisesti määräytyvät prosessit, vaikkakaan vanhenemista sääteleviä geenejä ei ihmiseltä ole vielä löydetty.
Primaari vanheneminen on biologisten perustekijöiden määrittämää luonnonvoimaista vanhenemista. Se aiheuttaa kaikissa ihmisissä solutasolla etenevää rakenteen ja toimintojen heikkenemistä. Tällaisia muutoksia ovat esimerkiksi maksimaalisen hapenottokyvyn, sydämen ja verenkierron toiminnan, lihasmassan ja lihasvoiman, muistin, reaktioajan, ihon ja keuhkojen elastisuuden sekä näön ja kuulon aleneminen.
Primaarilla vanhenemismuutoksella tarkoitetaan siis käytännössä mahdollisimman terveillä esiintyviä ikään liittyviä muutoksia, tai toisin sanoen, mahdollisimman terveiden vanhojen ja nuorten välisiä eroja. Primaarit vanhenemismuutokset ovat tyypillisesti esiintyvyydeltään universaaleja, kulultaan hitaasti eteneviä ja palautumattomia, syiltään sisäsyntyisiä ja vaikutuksiltaan haavoittuvuutta ja toiminnanvajautta lisääviä.Reijo Tilvis ym. (toim.) (2016): "Vanhenemisen tunnusmerkeistä".
Sekundaarinen vanheneminen on erilaisten ulkoisten tekijöiden muuntamaa vanhenemista. Sekundaarista vanhenemista aiheuttavia tekijöitä ovat esimerkiksi sairaudet, elintavat ja elinolot, kuten tupakointi, fyysinen inaktiivisuus ja ultraviolettisäteily.
Syyt
Vanhenemiselle on esitetty noin 300 teoriaa, jotka voidaan jakaa A. Z. Mendejevin mukaan karkeasti neljään ryhmään: geneettiseen ohjelmoitumiseen, stokastiseen kulumiseen, evoluutioon ja ekologiaan.Portin, Petter (Gerontologia 2013, ”Vanheneminen biologisena ilmiönä”), s. 113–117. Näiden perussyiden katsotaan aiheuttavan vanhenemisen ainakin yhdeksän biologisen perusmekanismin (ns. tunnusmerkin, engl. hallmark) kautta. Vanhenemismuutosten nopeuteen eri kudoksissa vaikuttavat vähän myös erilaiset ympäristötekijät, kuten elintavat (ravitsemus, liikunta, uni, jne.).
Geneettinen ohjelmoituminen
Ohjelmoituneen vanhenemisen teoriat olettavat, että vanhentuminen on geneettisesti ohjelmoitunutta. Tämän teorian mukaan vanheneminen on lajille hyödyllistä, sillä sen myötä vanhat ja rappeutuneet yksilöt antavat tilaa uusille, nuorille yksilöille. Tämä nykyisin aiempaa vähemmän suosittu teoria perustuu ajatukseen ryhmävalinnasta, ei yksilön edusta.
Stokastinen kuluminen
Stokastiset vanhenemisteoriat olettavat, että vanheneminen on kulumisilmiö. Soluihin iän myötä kertyvät DNA:n virheet ja muut biologisten makromolekyylien virheet aiheuttavat muissa makromolekyyleissä virheitä, jotka puolestaan aiheuttavat uusia virheitä DNA:ssa. Tästä seuraa lopulta noidankehä, virhekatastrofi, vanheneminen ja kuolema.
Evoluutiobiologiset tekijät
Evoluutiobiologiset teoriat perustuvat kertakäyttöisen ruumiin teoriaan, vähenevän luonnonvalinnan teoriaan ja antagonistisen pleiotropian teoriaan, jotka vaikuttavat yhdessä ja täydentävät toisiaan. Kertakäyttöisen ruumiin teorian mukaan on evolutiivisesti kannattavaa, että eliöt vanhenevat ja kuolevat lisäännyttyään ensin riittävästi, sillä lisääntymisen kustannukset ovat pienemmät kuin jatkuvat somaattisen korjautumisen kustannukset. Vähenevän luonnonvalinnan teorian mukaan luonnonvalinta heikkenee iän mukana, sillä myöhään ilmenevät haitalliset mutaatiot eivät valikoidu pois populaatiosta, sillä ne vaikuttavat vasta yksilön lisääntymisen jälkeen. Näin lajiin voi kertyä myöhään vaikuttavia haitallisia mutaatioita, jotka aiheuttavat lopulta vanhenemisen ja kuoleman. Antagonistisen pleiotropian toerian mukaan nuoruudessa hyödyllisillä geeneillä oletetaan olevan haitallisia vaikutuksia vasta vanhuudessa, lisääntymisen jo lakattua.
Ekologiset tekijät
Vanhenemisen ekologisissa teorioissa vanheneminen pyritään kytkemään lajin yleiseen elinkiertoon ja sen ekologiseen rooliin ekosysteemissä. Tämä teoria selittää esimerkiksi sitä, miksi petojen saaliiksi usein joutuvat pienet jyrsijät vanhenevat nopeasti, mutta samankokoiset lepakot ovat pitkäikäisempiä.
Tunnusmerkit
2010-luvulta alkaen ikääntymistutkijat eivät ole enää katsoneet vanhenemisen takana olevan mitään yksittäistä perussyytä, vaan useita. Vanhenemisen katsotaan johtuvan vanhenemisen tunnusmerkeistä, joita voidaan tunnistaa yhdeksän:Sinclair & LaPlante 2021, s. 39–40.
perimä muuttuu epävakaiseksi, kun DNA vaurioituu kromosomien päitä suojaavat telomeerit kuluvat epigeneettiset muutokset aiheuttavat geenien aktivoitumista ja hiljenemistä proteiinien ylläpitoon eli proteostaasii tulee häiriöitä ravintoaineisiin reagoivissa järjestelmissä syntyy häiriöitä aineenvaihdunnan muutosten seurauksena mitokondrioiden toiminnassa ilmenee häiriöitä vanhentuneita ja jakautumiseen kykenemättömiä soluja kertyy, mikä aiheuttaa tulehdusta terveisiin soluihin kantasolut loppuvat solujen väliseen viestintään ilmaantuu häiriöitä, ja muodostuu tulehdusmolekyylejä
Vauriot
Vauriolla tarkoitetaan vanhenemisen aikana kerääntyviä rakenteellisia muutoksia, eli toimintahäiriöitä tai viestintämuutoksia ei lasketa. Vaurioiden päätyyppejä ovatZealley B, de Grey AD. Strategies for engineered negligible senescence. Gerontology. 2013;59(2):183-9. doi: 10.1159/000342197. Epub 2012 Oct 1. PMID: 23037635. solukato (atrofia) kuolemaa karttavien seneskenssisolujen kertyminen ylijakautuvien solujen kertyminen (esim. syöpä) solunsisäisen jätteen kertyminen (esim. LDL) solunulkoisen jätteen kertyminen (esim. amyloidi) solunulkoisen rakenteen jäykistyminen mitokondrio-DNA:n muuntuminen.
Elintavat
Elintavoilla voidaan hidastaa vanhenemista ja siihen liittyvien terveysongelmien ilmenemistä. Yleisimmin esille nostetaan liikunnan, ravinnon ja nautintoaineiden (alkoholin ja tupakan) käyttö. Myös unen määrällä ja harrastuksilla voi olla yhteyksiä ikääntymiseen ja sen aiheuttamiin muutoksiin.
Muutokset
Kehon pituus ja paino
Ihmisen kehon pituus alkaa progressiivisesti vähetä noin 40 vuoden iästä alkaen, naisilla nopeammin kuin miehillä. Yli 60-vuotiailla lyhenemistä tapahtuu jo kaksi senttimetriä kymmenessä vuodessa. Pituuden menetyksen syitä ovat asennon ja ryhdin muutokset, kyfoosin lisääntyminen, nikamavälilevyjen kokoonpuristuminen, nikamien luukato sekä nikamia tukevien nivelsiteiden höllentyminen. Naisilla pituutta vie myös luun menetys ja osteoporoosi. Vaikutuksensa kehon pituuden muutokseen on myös genettisillä sekä ravinto- ja elintapatekijöillä.Suominen, Harri (Gerontologia 2013, ”Kehon rakenne ja koostumus”), s. 129–134.
Ihmisen paino lisääntyy noin 50–60 vuoteen asti, naisilla vähän miehiä myöhempään ikään asti. Painon kasvu johtuu tavallisimmin rasvan määrän lisääntymisestä kehossa. Sen jälkeen lihaskudoksen ja muiden rasvattomien komponenttien määrä alkaa vähentyä, ja 70. ikävuoden jälkeen ihmisen paino laskee yleensä keskimäärin 2–3 kilogrammaa kymmenessä vuodessa.
Kehon koostumus
Lihaskudoksen, muiden proteiinien ja luiden mineraalien määrä vähenee progressiivisesti aikuisiästä lähtien. Ikääntyvän ihmisen kehon rasvan määrä alkaa lisääntyä ja rasvaton massa vähentyä, ja kehon sisäinen rasva lisääntyä suhteessa ihonalaiseen rasvaan. Ihonalaista rasvaa kertyy enemmän keskivartaloon kuin raajoihin. Rasvapitoisuuden muutos tasaantuu 70.–80. ikävuoden tienoilla.
Luusto
Luun määrä saattaa alkaa vähentyä ja luiden rakenne heikentyä 35–40 vuoden iässä, erityisen selvästi 50. ikävuoden jälkeen. Naisilla muutoksia kiihdyttää estrogeenin tuotannon väheneminen ja luun resoption lisääntyminen.Suominen, Harri (Gerontologia 2013, ”Luuston kunto”), s. 136–137.
Liikuntaelimistö
Ihmisen lihasvoima saavuttaa huippunsa 20–30 vuoden iässä ja alkaa noin 50 vuoden iässä heikentyä yhden prosentin vuosivauhdilla. Kuudenkymmenenviiden ikävuoden jälkeen lihasvoima heikkenee jo 1,5–2 prosenttia vuodessa. Naisten lihasvoima heikkenee miehiä nopeammin.Sipilä, Sarianna & Rantanen, Taina & Tiainen, Kristina (Gerontologia 2013, ”Lihasvoima”), s. 146–147.
Räjähtävä voimantuottokyky alkaa heiketä miehillä 20 vuoden ja naisilla jo 10 vuoden iässä. Maksimaalinen juoksunopeus heikkenee 25. ja 80. ikävuoden välillä 0,6–0,7 prosenttia vuodessa, sen jälkeen jo kaksi prosenttia vuodessa.Korhonen, Marko (Gerontologia 2013, ”Nopeus”), s. 163–165.
Maksimaalinen hapenottokyky alkaa laskea noin 30 vuoden iässä.Kallinen, Mauri & Kujala, Urho (Gerontologia 2013, ”Kestävyys”), s. 156.
Ihmisen tasapainon heikkeneminen alkaa varhaisessa aikuisiässä ja kiihtyy noin 60. ikävuodesta alkaen, kun alaraajojen lihasvoima vähenee ja kyky aktivoida lihaksia ennakoivasti heikkenee. Reaktiokyky alkaa hidastua 25 vuoden iässä vähitellen, ja hidastumisen nopeus kiihtyy 50. ikävuodesta alkaen. Yhdessä muun muassa etukumaraksi muuttuneen ryhdin ja aistien heikkenemisen kanssa tämä kaikki lisää kaatumisen vaaraa.Pajala, Satu & Sihvonen, Sanna & Era, Pertti (Gerontologia 2013, ”Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys”), s. 169–176.
Haurautta ja liikkumisvaikeuksia aiheuttavaa, iän myötä lisääntyvää hauraus-raihnausoireyhtymää esiintyy erään eurooppalaisen tutkimuksen mukaan yli 65-vuotiaista miehistä jo noin 12 prosentilla ja naisista 21 prosentilla. Yli 80-vuotiaista sitä saattaa esiintyä jopa 40 prosentilla ihmisistä.Strandberg, Timo (Gerontologia 2013, ”Hauraus-raihnausoireyhtymä (HRO) iäkkäässä väestössä”), s. 332–334.
Iho ja hiukset Ihon vanhenemiseen liittyvät ihon oheneminen, kuivuminen, veltostuminen, kasvaimet, orvaskeden solumäärän pieneneminen, melanosyyttien väheneminen, verisuonten kollageenin väheneminen, karvatuppien ja hikirauhasten väheneminen, karvatuppien melanosyyttien toiminnan pysähtyminen, sierainten ja korvakäytävien karvojen paksuuntuminen, kynsien heikentyminen, varpaankynsien paksuuntuminen ja hermopäätteiden väheneminen.
Ihon kimmoisuus alkaa vähentyä 28–34-vuotiaana. Tämän johdosta silmien ympärysten alun perinkin ohuelle iholle alkaa ilmaantua ilmejuonteita. 30-vuotiaan iho ei uusiudu enää yhtä voimakkaasti kuin 10 vuotta nuoremmalla, minkä takia esimerkiksi vanhemmiten aknesta jää pysyvämpiä jälkiä ihoon. Kolmenkymmenenviiden ikävuoden jälkeen juonteita ja ryppyjä alkaa ilmaantua myös silmien alle ohuelle iholle, ja iho alkaa vähitellen kaikkialla kasvoissa muuttua väsyneemmän näköiseksi. Eräs selkeimmistä vanhenemisen ulkoisista merkeistä 40 vuoden jälkeen ihmisellä ovat ihoon tulevat rypyt, mikä seuraa sidekudosten perusaineena toimivan kollageeni-valkuaisaineen menettäessä kimmoisuuttaan. Iho myös muuttuu ohuemmaksi ihosolujen vähentymisen myötä. Ihmisen kaulan iho löystyy 45. ikävuoden jälkeen, mikä aiheuttaa leukalinjan epäselventymistä.