जीव विज्ञान में, "बूढ़ा होना" उम्र बढ़ने की एक दशा या प्रक्रिया है। "जीवकोषीय बुढ़ापा" एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमे पृथक कोशिकाएं कल्चर में बंटने की सीमित क्षमता का प्रदर्शन करती हैं (हेफिलिक लिमिट, जिसे 1961 में लिओनार्ड हेफिलिक द्वारा खोजा गया था), जबकि जीवों की उम्र बढ़ने को "ओर्गेनिज़्मल बुढ़ापा" कहते हैं। पूर्ण नवीनीकरण की अवधि के बाद (मनुष्यों में 20 से 30 वर्ष की आयु में), ओर्गेनिज़्मल बुढ़ापे को तनाव के प्रति प्रतिक्रिया देने की क्षमता में कमी, होम्योस्टेटिक असंतुलन और बीमारियों के बढ़ते खतरे द्वारा पहचाना जा सकता है। अपरिवर्तनीय श्रृंखला के ये परिवर्तन अनिवार्य रूप से मृत्यु के रूप में समाप्त होते हैं। कुछ शोधकर्ता (विशेष रूप से बायोगेरोंटोलॉजिस्ट) बुढ़ापे को एक रोग मान रहे हैं। चूंकि उम्र पर प्रभाव डालने वाले जीन खोजे जा चुके हैं, इसलिए वृद्धावस्था को भी तेजी से दूसरे आनुवांशिक "प्रभावों" की तरह संभावित "उपचार योग्य" "स्थितियां" माना जा रहा है।

दरअसल, जीवन में उम्र का बढ़ना न रोका जा सकने वाला गुण है। इसके बजाय, यह एक आनुवंशिक कार्यक्रम का परिणाम है। कई प्रजातियों में उम्र बढ़ने के बहुत कम संकेत मिले हैं ("नगण्य बुढ़ापा"), जिसके सर्वश्रेष्ठ उदाहरण ब्रिस्टलकोन चीड़ जैसे पेड़ (हालांकि डॉ॰ हेफिलिक कहते हैं कि ब्रिस्टलकोन चीड़ की कोई भी कोशिका 30 वर्ष से अधिक पुरानी नहीं है), स्टर्जन और रॉकफिश जैसी मछली, क्वाहॉग और समुद्री एनेमोन और झींगे जैसे अकशेरूकीय जीव हैं।

मनुष्यों और अन्य जानवरों में, जीवकोषीय बुढ़ापे को प्रत्येक कोशिका चक्र में टेलोमेयर घटाने के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है, जब टेलोमेयर बहुत कम रह जाते हैं तो कोशिकाएं मर जाती हैं। इसलिए हेफिलिक की भविष्यवाणी के अनुसार, टेलोमेयर की लंबाई एक "आणविक घड़ी" है।

टेलोमेयर की लंबाई अमर कोशिकाओं (जैसे रोगाणु कोशिकाओं और केराटिनोसाईट कोशिकाओं में, किन्तु त्वचा की अन्य कोशिकाओं में नहीं) में टेलोमेयर एंजाइम द्वारा कायम रहती है। प्रयोगशाला में, नश्वर कोशिका रेखाओं को उनके टेलोमेयर जीनों को सक्रिय करके अमर किया जा सकता है, जो सभी कोशिकाओं में पाया जाता है किन्तु कुछ विशेष प्रकार की कोशिकाओं में ही सक्रिय रहता है। कैंसर कोशिकाओं में अमर हो कर बिना किसी सीमा के कई गुना संख्या बढ़ने का गुण होना आवश्यक है। कैंसर कारकों के प्रति यह महत्वपूर्ण प्रक्रिया कैंसर के 85% मामलों में लागू होती है, जिसमे उत्परिवर्तन द्वारा टेलोमेयर जीनों का पुर्नसक्रियण होता है। चूंकि यह उत्परिवर्तन दुर्लभ है, अतः टेलोमेयर "घड़ी" को कैंसर के खिलाफ रक्षात्मक तंत्र के रूप में देखा जा सकता है। अनुसंधान दर्शाता है कि घड़ी प्रत्येक कोशिका के नाभिक में स्थित होनी चाहिए और ऐसी सूचनाएं मिलीं हैं कि मनुष्य के गुणसूत्रों के 23वें जोड़े के पहले या चौथे गुणसूत्रों के जीनों में दीर्घायु घड़ी स्थित हो सकती है।

अन्य जीन जो उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं, उनमें सर्टिन जीन खमीर और निमेटोड की जीवन अवधि पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता हुआ देखा गया है। खमीर में आरएएस2 (RAS2) जीन की बहुतायत इसकी उम्र को काफी हद तक बढ़ा देती है।

जीवन अवधि के लिए आनुवंशिक संबंधों के अलावा, ऐसा देखा गया है कि कई पशुओं में आहार काफी हद तक जीवन को प्रभावित करता है। विशेष रूप से, कैलोरी घटाने से (अर्थात एक जानवर द्वारा "सामान्य रूप से" खाई जाने वाली कैलोरी को 30-50% तक घटा कर, किन्तु फिर भी आवश्यक पोषक तत्वों की मात्रा को कायम कर के) चूहों की जीवन अवधि 50% तक बढ़ती हुई देखी गई है। कैलोरी बंधन चूहों के अतिरिक्त कई अन्य जीवों पर भी प्रभाव डालता है (जिनमे खमीर और ड्रोसोफिला जैसी विविध प्रजातियां शामिल हैं) और राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (अमेरिका) द्वारा द्वारा रीसस बंदरों पर किये गए एक अध्ययन के अनुसार मनुष्य - सदृश जानवरों में जीवन अवधि को बढ़ा सकता है (हालांकि ये आंकड़े निर्णायक नहीं हैं), तथापि जीवन अवधि में उल्लेखनीय वृद्धि तभी होती है यदि कैलोरी बंधन जीवन की शुरुआत से ही आरंभ कर दिया जाए. क्योंकि, आणविक स्तर पर, उम्र को समय की बजाए कोशिकाओं के दोहराव की संख्या द्वारा गिना जाता है, अतः कैलोरी बंधन के इस प्रभाव को कोशिका वृद्धि को कम करके और कोशिकाओं के विखंडन की समय सीमा को बढ़ा कर कायम रखा जा सकता है।

वर्तमान में दवा कंपनियां भोजन की खपत को कम किए बिना कैलोरी बंधन के जीवन अवधि बढ़ने वाले प्रभावों की नक़ल करने वाले विकल्प ढूंढ रही हैं।

अपनी पुस्तक 'हाउ एंड व्हाय वी एज' (How and Why We Age) में डॉ॰ हेफिलिक मनुष्यों के लिए कैलोरी बंधन दीर्घायु वृद्धि सिद्धांत के एक विरोधाभास का उल्लेख करते हैं, जिसके अनुसार बाल्टीमोर लॉन्गिट्यूडिनल स्टडी ऑफ़ एजिंग (Baltimore Longitudinal Study of Ageing) के आंकड़े यह दिखाते हैं कि दुबला होने से कोई दीर्घायु नहीं होता।

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