• Hur kommer det sig att vissa människor blir jättegamla medan andra dör unga? Det är en fråga som många av oss funderat över. Vi provar allt möjligt i jakten på att bromsa åldrandet och leva längre. Men hur vet vi vad som fungerar? Vilka är de viktigaste nycklarna till ett långt liv? Sitter det bara i generna eller kan vi påverka livslängden med vår livsstil? Mycket tyder på att vi har stora möjligheter att påverkar både vår hälsa och vår livslängd beroende på hur vi lever – sömn, tankar, andning, relationer, känslor, rörelse och kost, för att nämna några faktorer.

Åldrandet kan ses som en successiv nedstängning av kroppens förmåga att upprätthålla homeostas i vävnaderna, vilket leder till ohälsa och olika åldersrelaterade sjukdomar. Forskarna Wong 2001, Kirkwood 2005 och Schmidt et al. 2005 förklarar fenomenet så här:

”Åldrandet ses som en progressiv försämring av kroppens funktioner och kan observeras i celler, vävnader och organismer. Följden är ökad sårbarhet för miljöbelastningar och en allt högre risk att drabbas av sjukdomar och att dö.”

Ett historiskt perspektiv på teorin om åldrande

År 1908 publicerade Rubner sitt berömda arbete som fastställde djurs livslängd och förhållandet mellan livslängd och kroppens energiförbrukning. I den klassiska teorin om åldrandet och fria radikaler som presenterades för omkring 60 år sedan vidareutvecklades Rubners idéer. Teorin, som benämns “the free radical”, “oxidative stress” eller “rate of living theory of ageing”, går ut på att en lägre ämnesomsättning ger längre livslängd, medan en högre ämnesomsättning innebär kortare livslängd – med andra ord: ”lev hårt och dö ung”.

Större djur har i allmänhet lägre ämnesomsättning och brukar leva längre än mindre djur, som oftast har högre ämnesomsättning. En förklaring till skillnaden i ämnesomsättning är att alla arter förlorar värme genom huden, och eftersom små djur har mer hudyta i förhållande till sin kroppsstorlek, förlorar de mer värme än större djur. På grund av det behöver de en högre ämnesomsättning – de måste kunna producera den värme som krävs för att hålla kroppstemperaturen på mellan 36 och 38 grader Celsius. Det är nämligen då kroppens proteiner fungerar optimalt.

Elefanter är ett bra exempel. De kan leva i upp till 80 år, och eftersom de har långsam ämnesomsättning slår deras hjärtan ungefär samma antal slag som mössens under en livstid. Möss har däremot en mycket snabbare ämnesomsättning och ”förbrukar” sina hjärtslag på bara ett par, tre år.

Flera studier har visat att kalorirestriktion leder till ökad livslängd, vilket tycks bekräfta teorin om fria radikaler och åldrande, eftersom ett lägre antal kalorier per dag minskar ämnesomsättningen. Det betyder emellertid inte att djuren som fått gå på svältdiet i de här studierna har trivts och frodats; de kanske bara har överlevt. Man kan jämföra med en björn som gått i ide. Den har väldigt låg ämnesomsättning men får inte mycket gjort.

Något som talar emot teorin, eller som åtminstone tyder på att teorin är ofullständig, är att det finns flera undantag. Ett exempel är att fåglar lever längre än andra däggdjur av liknande storlek. Ett annat är att fysisk träning inte leder till kortare livslängd trots att den höjer ämnesomsättningen.

Här följer tre andra intressanta fenomen som har samband med åldrandeprocessen:

1. Koldioxid ökar kroppens fettförbränning och antioxidantaktivitet genom peroxisomerna

En peroxisom är en organell i våra celler som har ett mycket nära samarbete med en annan organell, den energiproducerande mitokondrien. När koldioxidnivåerna i blodet är låga, minskar aktiviteten i peroxisomerna. Peroxisomerna har en rad viktiga uppgifter, men de här tre är viktigast:

• Kontrollerar mitokondriernas biogenes (dvs. storlek och antal) genom en mekanism (signalväg) som kallas PGC-1α. När PGC-1α aktiveras stimuleras mitokondriernas tillväxt. I en studie om cancer, Transcutaneous application of carbon dioxide (CO2) induces mitochondrial apoptosis (ref 1), injicerades ett antal råttor med cancerceller så att de utvecklade tumörer. Råttorna delades upp i två grupper, och den ena gruppen fick koldioxid genom huden. Hundraprocentig koldioxid administrerades i en påse som täckte tumören i tio minuter två gånger per vecka i två veckor. Det innebär totalt 40 minuters exponering, vilket inte är särskilt mycket. Trots den korta exponeringen för koldioxid, minskade tumörvolymen med 48 procent jämfört med kontrollgruppen. Forskarna drog slutsatsen att koldioxid aktiverar PGC-1α-mekanismen och därigenom ökar mitokondriernas aktivitet, vilket i sin tur får mitokondrierna att utlösa apoptos (celldöd).
• Konverterar långa fettsyror till ämnet acetyl-CoA, så att acetyl-CoA kan tillföras till mitokondrierna där det omvandlas till ATP, värme, vatten, koldioxid och fria radikaler. I motsats till normallånga fettsyror kan de här långkedjiga fettsyrorna inte förbrännas direkt i mitokondrierna, utan måste först passera igenom peroxisomerna för att omvandlas.
• Neutraliserar fria radikaler. Vid omvandlingen från fett till acetyl-CoA skapas fria väteperoxidradikaler (H2O2). Det innebär att peroxisomerna innehåller enzymet katalas som är ett av de snabbaste enzymerna som finns i kroppen. Katalas kan konvertera miljontals väteperoxider till vatten och syre per sekund. Katalas är med andra ord en kraftfull antioxidant som kan neutralisera stora mängder fria radikaler.

Sammanfattningsvis innebär informationen ovan att låg koldioxidhalt i blodet leder till färre mitokondrier, eftersom PGC-1α-mekanismen nedregleras vid lägre koldioxidhalt, och dessutom minskar peroxisomerna i både storlek och antal. Det ger sämre förmåga att förbränna fett och lägre antioxidant-aktivitet, vilket i sin tur bidrar till ökad oxidativ stress och kortare livslängd.

Från ett perspektiv kan cancer ses främst som en åldersrelaterad sjukdom (även om en del unga också får cancer). Eftersom cancer förknippas så starkt med a) nedsatt mitokondriefunktion, b) hög sockerkonsumtion och c) oxidativ stress, är kopplingen mellan låg koldioxidhalt och felfungerande peroxisomer och mitokondrier klart intressant.

2. Brist på koldioxid kan minska värmeproduktionen

En annan intressant aspekt av åldrandet är det som kallas frikoppling (uncoupling) – mitokondriernas förmåga att växla fram och tillbaka mellan produktion av värme och ATP-energi. Frikopplingsfunktionen tycks leda till att färre fria radikaler uppstår även vid högre ämnesomsättning.

Så om vi till exempel andas eller äter för mycket kan mer syre och/eller fler näringsämnen nå cellen än vad som ämnesomsättningen kräver. Mitokondrierna kan då frikopplas och producera värme i stället för ATP-energi. Men om kroppens frikopplingsförmåga minskar, kommer mitokondrierna att svämma över av för mycket syre och/eller näringsämnen när vi andas och/eller äter för mycket, och de kommer då att läcka fler fria radikaler.

Här är en intressant artikel i ämnet: Body size, energy metabolism and lifespan: (ref 2) – “Mindre individer med högre ämnesomsättning lever emellertid längre än sina långsammare, större artfränder. Ett tillägg till dessa förvirrade observationer är den nyligen lanserade teorin som säger att vi under vissa förhållanden kan förvänta oss att mitokondrierna producerar färre fria radikaler när ämnesomsättningen är högre – särskilt när de är frikopplade. Dessa nya idéer om hur mitokondrier skapar fria radikaler som en funktion av ämnesomsättningen kastar ett visst ljus över hur komplexa kopplingarna är mellan kroppsstorlek, ämnesomsättning och livslängd.”

En faktor som ökar frikopplingsförmågan är cirkulationen till huden. Om cirkulationen är bra, kan den extra värme som produceras vid frikopplingen passera ut genom huden. Men om blodcirkulationen till huden inte är så bra, vilket är fallet när koldioxidhalten är låg, kan frikopplingsförmågan försämras. Längre ned i artikeln tar jag upp värmeproduktion och cirkulationen till huden i relation till sköldkörtelns funktion.

3. Fettsyrasammansättningen i cellmembranen korrelerar med maximal livslängd

Organellerna i våra celler (mitokondrierna, cellkärnan, peroxisomerna osv.) är mycket specialiserade och kan liknas vid rummen i ett hus – kök, sovrum, vardagsrum, badrum osv. Precis som att huset har ytterväggar som skyddar mot väder och ovälkomna gäster och innerväggar som separerar rummen från varandra, har cellen en yttervägg – cellmembranet – som skyddar mot virus, bakterier och oönskade ämnen. Organellerna – mitokondriemembran osv., har också väggar som avskiljer dem från varandra.

Cellens och organellernas membran är uppbyggda av fettsyror. Sambandet mellan membranens sammansättning och en människas livslängd kallas membranpacemaker-teorin om åldrandet och lipidperoxidationsindex. Enligt den här teorin är fleromättade fettsyror (PUFA) generellt sett känsligare för fria radikaler (oxidativ stress) än mättade och enkelomättade fettsyror. Detta tycks stämma överens med att livslängden blir kortare ju mer omega-6-fettsyror som finns kroppen i förhållande till omega-3. När det gäller människoföda finns det stora mängder omega-6-fetter i skräpmat. Här är några intressanta artiklar i ämnet:

• Explaining longevity of different animals: is membrane fatty acid composition the missing link?: (ref 3) “Mättade och enkelomättade fettsyror är mycket motståndskraftiga mot oxidativa skador, men ju mer fleromättad en fettsyra är, desto mer mottaglig är den för oxidation. Det finns ett samband mellan cellmembranens fettsyrasammansättning och däggdjurs och fåglars maximala livslängd. Däggdjursarter och fåglar med särskilt lång livslängd har mer oxidationsresistenta membran jämfört med däggdjur av liknande storlek men med kortare livslängd. Membranets fettsyrasammansättning har inte fått så mycket uppmärksamhet, men har en viktig korrelation till hur snabbt djur åldras och till bestämningen av deras livslängd.”
• The importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids: (ref 4) “Enligt flera informationskällor har människan utvecklats på en kost där förhållandet mellan de essentiella fettsyrorna omega-6 och omega-3 (essential fatty acids, EFA) är cirka 1, medan förhållandet i den västerländska kosten är 15–16,7:1. Den västerländska kosten är ofta bristfällig när det gäller omega-3-fettsyror. I stället innehåller den högre halter omega-6-fettsyror jämfört med den kost som människan ätit under evolutionen då hennes genetiska mönster etablerades. För mycket fleromättade omega-6-fettsyror (PUFA) och ett mycket högt förhållande mellan omega-6 och omega-3, som vi ser i dagens västerländska kost, ökar utvecklingen av många sjukdomar, däribland hjärt-kärlsjukdom, cancer och inflammatoriska och autoimmuna sjukdomar, medan högre nivåer av omega-3 (ett lågt förhållande mellan omega-6 och omega-3) har en dämpande inverkan på sjukdomsutvecklingen.”
• Oxidative Stress and Lipid Peroxidation Products in Cancer Progression and Therapy: (ref 5) “När fetter oxiderar och bryts ned bildas reaktiva föreningar som kan leda till förändringar i genomsläppligheten och fluiditeten hos cellmembranets fettlager och kan innebära en drastisk förändring av cellens integritet.”

Vi kan inte leva utan syre

Anledningen till att vi bara överlever några minuter utan att andas beror på den energibrist som uppstår. Syret vi andas in behövs för att producera energi på ett effektivt sätt. Med hjälp av syre kan vi utvinna upp till hundra procent av den tillgängliga energin i maten vi äter. Utan syre utvinns bara sex procent av energin.

Det säger en hel del om hur viktigt syret är för vår överlevnad. Trots att vi är så extremt beroende av syre, lagrar vi väldigt lite av det vid varje given tidpunkt. I vila förbrukar vi cirka 250 ml syre per minut, så även om vi kunde använda allt syre vi lagrar (omkring 1,6 liter för en person som väger 70 kilo), vilket vi förmodligen inte kan, skulle det inte räcka längre än ungefär 6–7 minuter (ref 6).

Varför har vi då så lite syre? Jämfört med de uppskattningsvis 120 liter koldioxid som lagras i kroppen, är mängden syre 75 gånger mindre. Det beror på att syre är så reaktivt och att för mycket syre är giftigt och farligt (leder till oxidativ stress). Därför kan vi bara låta en del av syret nå mitokondrierna vid varje given tidpunkt.

Den absoluta merparten av vår energi, 90 procent, produceras i cellernas mitokondrier. Mitokondrierna liknas ofta vid en förbränningsugn, och det är lätt att förstå faran med syre om vi föreställer oss att vi häller syre på en öppen eld. När syret träffar elden blir reaktionen minst sagt explosiv. Det är därför energiproduktionen i mitokondrierna är uppdelad i flera steg, så att inga ”syreexplosioner” ska inträffa.

Koldioxid banar väg för syret

Andningens huvudfunktion är att ta in syre i kroppen och föra ut koldioxid som produceras under ämnesomsättningen. Därför är det lätt att tänka på syre som en livräddare och koldioxid som en restprodukt, men det är faktiskt tvärtom.

Det är koldioxiden som banar väg för syret, hela vägen från stimuleringen av mellangärdesnerven (phrenic nerve) – som signalerar till diafragman att röra sig nedåt så att en inandning kan påbörjas – till att syret tvingas bort från blodet på cellnivå.

• Inandning: Koldioxid signalerar till hjärnstammen att kroppen ska påbörja en inandning genom att sänka kroppens pH-värde till en nivå där hjärnans andningscenter aktiveras.
• Luftvägarna: Koldioxid får den glatta muskulaturen i luftvägarna att slappna av så att de vidgas och släpper in luft i lungorna.
• Blodet: Koldioxid får de glatta musklerna i blodkärlen att slappna av så att de vidgas och blodcirkulationen underlättas.
• Cellerna: Enligt Bohr-effekten sänker koldioxid pH-nivån, vilket minskar hemoglobinets affinitet för (eller ”dragningskraft” till) syre, och syrgas frisätts från blodet till cellerna.

Sammanfattningsvis krävs det ett optimalt koldioxidtryck för att kroppen ska syresättas så effektivt som möjligt.

För mycket fria radikaler leder till oxidativ stress

Fria syreradikaler uppstår vid varje cykel som elektrontransportkedjan (även kallad cellandningen) genererar i mitokondrierna, där energin produceras som vi behöver för att överleva och må bra. Fria radikaler är inte något dåligt i sig. De utgör en viktig signalväg som ingår i processer som celldelning och angiogenes. (Angiogenes är nybildningen av blodkärl som ser till att cellerna får mer blod, syre och näringsämnen och kan göra sig av med mer avfall).

Detta är logiskt, med tanke på att motion leder till högre ämnesomsättning och större produktion av fria radikaler, vilket ger ökad celldelning och angiogenes för att tillgodose cellens ökade behov.

Däremot blir det problem om vi har ett överskott av fria radikaler, antingen på grund av att det bildas för många eller på grund av att antioxidantsystemet som ska neutralisera de fria radikalerna inte fungerar som det ska. För mycket fria radikaler i kroppen är ett tillstånd som kallas för oxidativ stress.

Slutsatsen är därmed att syre är ett tveeggat svärd: för lite leder till döden och för mycket ökar mängden fria radikaler och oxidativ stress.

Nedsatt sköldkörtelfunktion vid låg koldioxidhalt i blodet

När vi överandas sjunker koldioxidtrycket i kroppen, vilket har en negativ inverkan på blodcirkulationen eftersom koldioxid vidgar blodkärlen. Vid dålig cirkulation prioriterar kroppen blodflödet till de viktigaste organen – njurar, lungor, hjärta och hjärna. Normalt sett är huden det första organet som får mindre mängd blod, följt av musklerna.

När man har besvär med sköldkörteln är det vanligt att huden blir torr och irriterad, vilket tyder på att blodcirkulationen till huden inte fungerar optimalt. När det här händer uppstår två viktiga negativa effekter. Den första är att det blir svårare för kroppen att tolerera värme. Eftersom huden har i uppgift att kontrollera kroppstemperaturen, innebär ett dåligt blodflöde till huden att det blir problem med värmeregleringen.

Om kroppen blir för varm i det här läget kan den inte göra sig av med överskottsvärme genom huden, och då ökar kroppens kärntemperatur. Det enda sättet som kroppen kan kompensera för detta är genom att minska aktiviteten i sköldkörteln, eftersom sköldkörteln ansvarar för kroppens ämnesomsättning och därmed också värmeproduktionen.

En viktig orsak till nedsatt sköldkörtelfunktion är således att kompensera för dålig cirkulation i huden, som uppstår vid överandning som sänker koldioxidtrycket, vilket i sin tur får blodkärlen att dra ihop sig.

Ökad konsumtion av läsk för att fylla på med koldioxid

Konsumtionen av kolsyrade drycker i vårt samhälle är väldigt stor. Eftersom kolsyra består av koldioxid är en trolig anledning till det ökade suget av läsk att vår kropp helt enkelt känner av att koldioxidnivåerna är låga och att de därmed behöver fyllas på.

Och anledningen till att vi hellre dricker en kall läsk eller öl än en varm, är att varma drycker snabbare förlorar sitt koldioxidinnehåll till atmosfären. När den kolsyrade drycken är varm innehåller den alltså mindre koldioxid och smakar därför inte lika bra. Att vi inte upplever smaken som lika tilltalande är troligtvis på grund av att vår kropp då inte får den koldioxid den suktar efter.

En annan anledning till den stora konsumtionen är också andningsrelaterad och har med vår energiproduktion att göra. När vi tillverkar energi kan vi göra det på två sätt, med eller utan syre. Energitillverkning med syre är en komplex och förhållandevis långsam process, men kan i gengäld utvinna upp till 100 procent av den tillgängliga energin i näringen vi stoppar i oss. Energiproduktion utan syre är visserligen enkel och snabb, men utvinner endast ca 6% av den tillgängliga energin.

Vid ett lägre koldioxidtryck så försämras syresättningen vilket tvingar oss att tillverka mer av energin utan syre och i förlängningen att använda allt enklare energikällor. Det är ju tänkbart att ju oftare vi väljer energikällor som är enkelt för kroppen att omvandla till energi, desto “enklare” blir vi över tiden som person. Vi behöver balans mellan komplexitet och enkelhet.

Svamp producerar koldioxid och deras tillväxt kan öka vid låg koldioxidhalt

Svampar och deras sporer finns överallt. Svampsporer finns även i luften och vi andas in hundratals med varje andetag. När vi andas genom näsan är det dock sannolikt att vi kan stoppa de flesta från att ta sig ner i lungorna. Svamparna finns också i jorden där de bildar mykorrhiza – en fascinerande symbios mellan mikroskopiska svamptrådar som växer in i rötterna till träd och växter så att de hjälper varandra att ta upp näring.

Svampsporerna finns till och med i stenar. I miljontals år har de utfört ett viktigt arbete med att bryta sönder berg till allt mindre bergskristaller, som till slut blivit till jord och mylla.

Svamp producerar koldioxid. En effekt av överandning (och inaktivitet) som minskar koldioxidtrycket i kroppen, skulle därför kunna vara att det bildas mer svamp för att “försöka upprätthålla ett normalt koldioxidtryck och pH-värde”, exempelvis i huden och tarmen. Här följer några exempel:

• Hudinfektioner. pH-värdet i huden ligger normalt mellan 4 och 5. Dålig cirkulation till huden, på grund av låg koldioxidhalt, kan höja hudens pH (eftersom koldioxid är surt) och därmed bilda en gynnsam miljö för svampar. Fotsvamp, ringorm och andra svampinfektioner i huden kan då utvecklas.
• Candida. Tarmens mikrobiota består av enorma mängder bakterier och andra mikroorganismer, och en av dessa invånare är jästsvampar av Candidasläktet. Om candidasvampen får möjlighet kan den börja föröka sig snabbt (svampen är opportunistisk). Candidainfektioner (candidos) kan förekomma i munnen, halsen, magen och slidan, men också i blodet.
• Cryptococcus gattii. Den här jästsvampen är en vanlig orsak till kryptokockos, en svampinfektion som förekommer hos cirka en miljon människor med hiv/aids och orsakar fler än 600 000 dödsfall årligen.

Om du vill veta mer om svampar är det här en sevärd film: The Kingdom: How Fungi Made Our World >>

Höga koldioxidhalter hos samhällen bestående av sociala insekter

Koldioxidkoncentrationen ligger på 1–2 procent i myrsamhällen, 0,8–5,2 procent i termitsamhällen och 0,2–9,9 procent i honungsbisamhällen (Apis mellifera L.). Även om variationerna är stora, är halterna mycket högre än den normala nivån i atmosfären som endast ligger på 0,04 procent. De höga koldioxidhalterna kan förklara varför drottningen lever mycket längre än sina arbetsbin. Eftersom drottningen ständigt befinner sig i kupan/stacken, utsätts hon hela tiden för de höga koldioxidnivåerna.

BIDROTTNINGEN

En bidrottning kan bli tre till fyra år, medan ett vanligt arbetsbi bara lever i två eller tre månader. Drottningen lever alltså mellan tio och tolv gånger så länge.

• Scientists Explore Queen Bee Longevity: (ref 7) “Bidrottningen är genetiskt identisk med arbetsbina i kupan, men hon lever tio gånger längre. Inte sällan ökar organismer sin livslängd genom att kompromissa med reproduktionen”, säger Gene Robinson, professor i entomologi och studiens huvudforskare. ”I allmänhet brukar livsformer som skjuter upp sin reproduktion till ett senare skede i livet leva längre. Men bidrottningen kan både äta kakan och behålla den. Hon är en äggläggningsmaskin. Hon lägger tvåtusen ägg om dagen och lever ändå tio gånger längre än arbetsbina som har samma gener och som inte reproducerar sig.”
• Extended longevity of queen honey bees compared to workers is associated with peroxidation-resistant membranes: (ref 8) “Om man tillämpar samma kurva för förhållandet mellan de två variablerna membranoxidationsindex och maximal livslängd som tidigare observerats för däggdjur och fågelarter, föreslår vi att den trefaldiga skillnaden i oxidationsindex av fosfolipider hos bidrottningar och arbetsbin är tillräckligt stor för att förklara den stora skillnaden i livslängd.”

TERMITDROTTNINGEN

Termiter är bland de mest framgångsrika insektsgrupperna på jorden och förekommer i alla landområden utom Antarktis. Termitdrottningen har mycket lång livslängd och kan leva upp till 50 år, längre än någon annan insekt. Som jämförelse lever arbetstermiterna normalt bara i ett till två år.

Termiternas samhällen är välorganiserade – arbetarna bygger boet och samlar in dött trä och döda växter och blad medan soldattermiterna försvarar samhället och kungen och drottningen står för reproduktionen. Det finns termitarter i Afrika och Asien som har odlat svamp i sina stackar för konsumtion i tiotals miljoner år. Och de är duktiga odlare. Ett termitsamhälle kan upprätthålla samma höga skördenivå i flera decennier. Som nämndes ovan, är det intressant att svamparna avger koldioxid.

• An Efficient Antioxidant System in a Long-Lived Termite Queen: (ref 9) “De långlivade drottningarna har betydligt lägre nivå av oxidativa skador, inklusive oxidativa dna-skador, än arbetare, soldater och nymfer. Den lägre skadenivån verkar bero på ökade nivåer av katalas, ett enzym som skyddar mot oxidativ stress.”
• Sociobiology and Natural Adaptation of Termite and Termitomyces in Different Forest Division of Gorakhpur Region: (ref 10) “Vissa termitarter sysslar med svampodling. De sköter om en trädgård med specialiserade svampar av arten Termitomyces, vilka lever av insekternas spillning. När termiterna äter svampen passerar sporerna intakta genom termiternas tarmsystem. Cykeln fullbordas när sporerna går ut med avföringen och gror i den. Termiterna odlar svampen på speciella strukturer i boet som kallas svampkakor. De här svampkakorna matas kontinuerligt med insamlat växtmaterial (t.ex. trä, torrt gräs, löv) medan de äldre delarna, som består av delvis nedbrutet växtmaterial och svampmycel och -knölar (asexuella fruktkroppar täckta med konidier), äts upp . Alla arter i släktet Termitomyces är helt beroende av termiter eftersom de aldrig har hittats som fritt levande organismer. De blir snabbt övervuxna av andra svampar när de tas ut ur termitboet.”
• Why exceptionally fertile termite queens have long lives: (ref 11) “Regeln i djurriket är vanligtvis att en stor andel avkommor innebär ett kort liv – om du är mindre fertil, lever du längre. Termitdrottningarna som tillhör släktet Macrotermes är de landlevande djur som har störst reproduktionskapacitet”, säger Judith Korb som är professor i biologi vid universitetet i Osnabrück. ”En termitdrottning lägger omkring 20 000 ägg per dag men når ändå en ålder på upp till 20 år. Arbetstermiterna av den här arten har samma gener som drottningen, men är infertila och lever bara i ett par månader.”
• The architecture of termite mounds: a result of a trade-off between thermoregulation and gas exchange?: (ref 12) “Även om termiter kan överleva, åtminstone en tid, i höga koldioxidkoncentrationer krävs det ett tillräckligt gasutbyte för ett termitsamhälle med upp till sex miljoner individer (Lüscher 1961) och deras odlade svampar. Lüscher (1961) uppmätte koldioxidkoncentrationer på upp till 2,8 procent i mitten av M. bellicosus-bon, och Matsumoto (1978) registrerade koncentrationer upp till 5,2 procent i mitten av andra Macrotermitinae-bon.”
• Termite World | Life In The Undergrowth | Richard Attenborough: “De svampodlande termiterna är den vanligaste och mest utbredda gruppen av Macrotermes-släktet i södra Afrika. De lever i bon som håller en konstant temperatur med hjälp av en anmärkningsvärd ingenjörskonst; en spiralformad stack med ett nätverk av ventiler och tunnlar runt en central skorsten. Som namnet antyder odlar de här termiterna faktiskt svampar som hjälper dem att spjälka maten de äter, eftersom de inte kan göra det själva.”

MYRDROTTNINGEN

Myrdrottningen kan leva i upp till 30 år medan arbetsmyrorna bara lever i mellan ett och tre år. Bortsett från människor är myrorna den art som är bäst på att sprida sig över vår planet. Tunnelsystemet och övriga utrymmen under den synliga stacken kan sträcka sig 5–6 meter under marken och kan ha en yta som är lika stor som en tennisbana. Precis som termiterna lever myror i ett organiserat samhälle. Många arter odlar också svampar som avger koldioxid.

• Longevity of harvester ant colonies in southern Idaho: (ref 13) “Drottningarna hos myrarten Pogonomyrmex owyheei har en maximal livslängd på omkring 30 år, medan arbetsmyrorna bara lever i ett eller två år.”
• Carbon dioxide concentrations and nest ventilation in nests of the leaf-cutting ant Atta vollenweideri: (ref 14) “Gasutbytet mellan stacken och den omgivande miljön är avgörande. Myrsamhällets respiration kräver stora mängder syre och producerar stora mängder koldioxid. I slutna bon leder detta till hypoxiska (låg syrehalt) och hyperkapniska (hög koldioxidhalt) förhållanden.”

Andra landlevande djur med hög tolerans för koldioxid

En aspekt som relaterar till åldrandeprocessen är andningsfrekvensen. Det är känt att hundar, katter och möss har hög andningsfrekvens och betydligt kortare livslängd än jättesköldpaddor, som bara tar omkring fyra till fem andetag per minut och kan leva i upp till 200 år, eller elefanter som tar mellan fyra och sex andetag per minut och blir upp till 80 år.

NAKEN MULLVADSRÅTTA

Den här fascinerande lilla varelsen kan bli ända upp till 30 år gammal, vilket är 10 till 15 gånger längre än deras kusin musen som är av liknande storlek. Den nakna mullvadsråttan lever ungefär en meter under marken, där syrehalten är låg och koldioxidhalten är hög. De har långsam andning, kan överleva i upp till 18 minuter utan syre och drabbas av oxidativ stress i mycket låg utsträckning.

• Weird: Naked Mole Rats Don’t Die of Old Age: (ref 15) “Sannolikheten för att en naken mullvadsråtta dör vid ett års ålder eller vid 25 års ålder är densamma. I dagsläget är det ingen som vet vad den dör av”, säger forskaren Rochelle Buffenstein till Live Science. ”Det kan jämföras med att människor skulle ha lika stor sannolikhet att dö vid 30 som vid 90 års ålder”, säger hon.
• The Naked Mole-Rat Response to Oxidative Stress: Just Deal with It: (ref 16) “Påfallande nog är de här djuren mycket motståndskraftiga mot cancer. Inga cancerfall har någonsin rapporterats i vår stora koloni som upprätthållits i mer än 30 år. Detta står i skarp kontrast till insamlade data om gnagare i laboratoriemiljö. Till exempel dör >70 procent av C57Bl/6-mössen i laboratoriemiljö av cancer. Den nakna mullvadsråttan är inte bara resistent mot cancer, den verkar också motstå många åldersrelaterade sjukdomar. Vi har funnit att nakenråttor, till skillnad från möss, uppvisar markant långsammare åldersrelaterade förändringar av det diastoliska blodtrycket med en ungefärligen nedgång om 25 procent på 20 år, medan minskningen av diastolisk funktion över en motsvarande livslängd hos C57Bl/6-möss är mer än 50 procent.”

FLADDERMÖSS

Fladdermöss kan leva i upp till 40 år. En viktig orsak till varför de blir så gamla, trots att de är så små, är förmodligen att de lever i grottor där deras spillning ansamlas. Spillningen är rik på ammoniak och ger upphov till den karakteristiska doften i grottor som bebos av fladdermöss. Ammoniak är alkaliskt och när fladdermössen andas in det, ökar deras pH-värde. Därför kvarhåller de koldioxid, som är surt, i kroppen, för att klara av de höga ammoniaknivåerna.

• Ageing studies on bats: a review: (ref 17) “Biologer som studerar fladdermöss har länge känt till djurens exceptionella livslängd (ordning: Chiroptera), som är ovanlig för så små däggdjur med hög ämnesomsättning.”
• Ammonia Tolerance of the California Leaf-Nosed Bat: (ref 18) “Forskare har ofta nämnt de obehagliga arbetsförhållandena på grund av den starka ammoniaklukten i grottor och gruvor som bebos av fladdermöss i stora antal … Eftersom detta är djurens normala livsmiljö väcktes intresset om deras ovanliga tolerans mot ammoniak...”
• Carbon Dioxide Retention: A Mechanism of Ammonia Tolerance in Mammals: (ref 19) “Passiv koldioxidretention har en tydlig koppling till ammoniaktolerans hos dessa däggdjur.”
• Elevated Carbon Dioxide Levels in Bayliss Cave, Australia: Implications for the Evolution of Obligate Cave Species: (ref 20) “Den sluttande grottan fungerar som en koldioxidfälla eftersom koldioxid är 1,5 gånger tyngre än luft. Mellan The Wall och The Duckunder finns en zon där koldioxidkoncentrationen ökade nästan fem gånger (från 0,6 till 2,8 volymprocent). Bortanför The Wall ökade koldioxidhalten drastiskt till maximala 5,9 procent.”

MYRPIGGSVIN

Myrpiggsvinet är ett däggdjur trots att det lägger ägg. Det kan bli upp till 50 år, vilket är väldigt mycket för ett djur av den här storleken (det väger bara omkring 3–4 kilo).

• Control of breathing in the echidna during hibernation: (ref 21) “Ett myrpiggsvin i vila (men inte i dvala) kännetecknas av långsam ämnesomsättning, men har också mycket låg andningsfrekvens och variabel minutvolym, vilket ofta leder till låga nivåer av arteriellt syre och hög koldioxidhalt.”
• Respiration by buried echidnas Tachyglossus aculeatus: (ref 22) “Det är tydligt att myrpiggsvin ofta drabbas av ökad hypoxi och hyperkapni, åtminstone i kortare perioder, antingen när de bökar i jorden eller när de befinner sig i sina hålor marken (Augee et al. 1971). Tidigare studier har visat att myrpiggsvin är fysiologiskt väl lämpade för att gräva gångar i marken. Augee et al. (1971) testade att täcka myrpiggsvin med jord för att simulera deras naturliga miljö, och fann att de är mycket toleranta mot höga koldioxidnivåer (CO2) och låg syrehalt (O2) under dessa förhållanden.”
• The exceptional longevity of an egg-laying mammal, the short-beaked echidna is associated with peroxidation-resistant membrane composition: (ref 23) “De här fynden ger stöd åt membranpacemaker-teorin om åldrandet och betonar den potentiella betydelse som membranets fettsyrasammansättning har för åldrandet och vid bestämning av maximal livslängd.”

Andra havslevande djur med hög tolerans för koldioxid

Vatten innehåller cirka 50 gånger högre koldioxidhalt än atmosfären, vilket kan bidra till den långa livslängden hos många vattenlevande arter. Det är väldigt svårt att följa havslevande varelser i deras naturliga miljö, så det finns fortfarande mycket att lära om en rad olika arter.

GRÖNLANDSVALEN

Grönlandsvalen kan bli mellan 14 och 18 meter lång, den väger mellan 75 och 100 ton och den kan leva i mer än 200 år. Den lever i arktiska farvatten, som har en relativt konstant temperatur nära fryspunkten. Ur ett koldioxidperspektiv är detta mycket intressant, då kallare vatten innehåller mer koldioxid.

• Insights into the Evolution of Longevity from the Bowhead Whale Genome: (ref 24) “Det är anmärkningsvärt att varmblodiga arter som grönlandsvalen (Balaena mysticetus) beräknas leva i över 200 år (uppskattad ålder hos exemplar 211 SE 35 år). Det tyder på att det här är världens mest långlivade däggdjur, som dessutom har mycket låg sjukdomsförekomst upp i hög ålder jämfört med människor.”

GRÖNLANDSHAJ

Precis som grönlandsvalen hör grönlandshajen (håkäringen) hemma i Arktis (och Nordatlanten). Den kan bli upp till 7 meter lång och väga upp till 1 200 kilo. En studie visade att de lever i 300–500 år.

• Eye lens radiocarbon reveals centuries of longevity in the Greenland shark: (ref 25) “Håkäringen (Somniosus microcephalus) är en legendarisk art som lever i de arktiska haven. Den växer långsamt och blir över 500 centimeter lång, vilket tyder på en livslängd som vida överskrider den hos andra ryggradsdjur. Radiokoldatering av cellkärnor från ögonlinsen hos 28 håkäringshonor (81 till 502 cm i total längd) visade på en livslängd på åtminstone 272 år. Enligt våra resultat är håkäringen det ryggradsdjur som har den längsta kända livslängden.”
• Longest-lived vertebrate is Greenland shark: Lifespan of 400 years: (ref 26) “Deras analys tyder på en genomsnittlig livslängd på minst 272 år. De två största hajarna i den här studien, med en längd på 493 respektive 502 centimeter, beräknades vara ungefär 335 respektive 392 år. Utifrån de här resultaten är håkäringen det nu äldsta kända levande ryggradsdjuret på jorden.”

ARCTICA ISLANDICA

Arctica islandica, även kallad islandsmusslan, har en livslängd som är påfallande lång. Ett exemplar som kallades ”Ming” uppskattades leva upp till 507 år i det vilda. Musslan har en långsam andning och tolererar mycket låga syrenivåer och höga koldioxidnivåer. Koldioxiden fångas i skalet och uppnår en nivå liknande de höga koldioxidhalterna i en bikupa.

• The extreme longevity of Arctica islandica is associated with increased peroxidation resistance in mitochondrial membranes: (ref 27) “De skadliga reaktiva karbonylerna som frisätts vid oxidationen av fleromättade fettsyror i biologiska membran antas främja cellernas åldrande. Studier som jämför däggdjur och fåglar har visat att känsligheten för oxidation hos fetterna i cellmembranen enligt peroxidationsindex (PI) har en negativ korrelation med lång livslängd. De här resultaten visar tydligt att PI också minskar vid ökande livslängd hos havsmusslor och att det minskar snabbare i mitokondriemembranet än i andra membran generellt sett. Vidare kan de särskilt låga PI-värdena för A. islandica delvis förklara denna arts extrema livslängd.”
• Extreme Longevity Is Associated With Increased Resistance to Oxidative Stress in Arctica islandica, the Longest-Living Non-Colonial Animal: (ref 28) “Våra resultat visar ett samband mellan livslängd och resistens mot celldöd som uppkommit på grund av oxidativ stress hos A. islandica, vilket överensstämmer med hypotesen om oxidativ stress och åldrande och ger stöd åt behovet av en detaljerad utvärdering av makromolekylära skador som medieras av fria radikaler samt reglering av apoptos hos världens mest långlivade icke-samhällsbildande djur.”
• A metabolic model for the ocean quahog Arctica islandica – Effects of animal mass and age, temperature, salinity and geography on respiration rate: (ref 29) “Islandsmusslans andning ligger betydligt under genomsnittet hos 59 tvåskaliga arter som jämförts vid samma temperatur och animalisk massa.”
• Metabolic and physiological responses in tissues of the long-lived bivalve Arctica islandica to oxygen deficiency: (ref 30) “Hos islandsmusslan förknippas lång livslängd med långsam ämnesomsättning och en uttalad tolerans mot en miljö med låg syrehalt.”

Andas mindre och lev längre

En anledning till varför människor tenderar att leva allt längre kan förmodligen delvis tillskrivas a) ökade koldioxidnivåer i atmosfären – en 60-procentig ökning de senaste 270 åren från 0,025 procent koldioxid år 1750 (före industrialiseringen) till 0,041 procent 2019 och b) att människor tillbringar mer tid inomhus där koldioxidnivåerna i allmänhet är högre än utomhus.

Den gemensamma nämnaren för djuren som nämns ovan, förutom att de alla är välkända för sin ovanligt långa livslängd, är att de har långsam andning och/eller hög tolerans för koldioxid. Detta tyder på att förmågan att tolerera koldioxid kan vara den allra viktigaste faktorn för livslängden.

Exempelvis handlar den fundamentala skillnaden mellan en individ som befinner sig i paniktillstånd och en som befinner sig i djup avslappning inte i första hand om kvaliteten på personens sömn, kost, motion, relationer osv. Den grundläggande skillnaden är toleransen av koldioxid. En person som drabbas av en panikattack andas snabbt och ytligt och har låg koldioxidtolerans, medan en person i djup avslappning andas lågt och långsamt och har hög koldioxidtolerans.

Det finns två huvudsakliga sätt att öka koldioxidhalten i kroppen – att minska utflödet och öka produktionen. När din andning saktar ner förlorar du mindre koldioxid via utandningen, och när du är fysiskt aktiv produceras mer koldioxid i och med att din ämnesomsättning ökar. Ett bra sätt är att kombinera dessa genom att utöva lågintensiv fysisk aktivitet samtidigt som du bara andas genom näsan. När du tränar upp din koldioxidtolerans kommer andningscentret i din hjärnstam att justeras så att du klarar allt högre koldioxidnivåer, vilket kan bidra till att du får ett både friskare och längre liv.