Теория накопления мутаций (Medawar, 1952) рассматривает старение как побочный продукт естественного отбора. Она предполагает, что с возрастом увеличивается частота мутаций, они закрепляются в генетическом аппарате и являются причиной старения.
Теория снижения жизнеспособности и повышения чувствительности к неблагоприятным воздействиям (Comfort, 1956; Strehler, 1962), – старение не предусмотрено прежним развитием организма и не определено эволюцией. Природа не сопровождает организм после окончания репродуктивного периода и поэтому при старении ослабевают защитные силы организма, проявляется активность вредных генов.
Теория накопления свободных радикалов (Harman, 1956; Harman, Eddy, 1979) подразумевает повреждение структур организма свободными радикалами, которые образуются в процессе жизнедеятельности. Они накапливаются с возрастом и потом отрицательно воздействуют на организм, вызывая его старение. Свободные радикалы представляют собой молекулы с активным центром, содержащим 1 или 2 неспаренных электрона, и способных повреждать сложные биологические молекулы – белки, липиды, нуклеиновые кислоты, а также мембраны, митохондрии. Накопление повреждений в клетках ведет к нарушению их работы, подавлению процесса клеточного дыхания и старению. Было сделано открытие, что организм обладает антиоксидантной защитой, которая блокирует активные формы кислорода, однако с возрастом она ослабляется и происходит усиление повреждающих эффектов свободных радикалов. По мнению Д. Хармана свободнорадикальные реакции могут вызывать рак, сердечные болезни, паралич, артрит, катаракту, болезнь Альцгеймера и др.
Адаптационно-регуляторная теория (Фролькис, 1975) объясняет механизмы возрастных изменений, а также адаптационных, приспособительных возможностей организма. Регуляторная часть теории объясняет наступающие при старении сдвиги на основе механизмов саморегуляции обмена и функций, исходя из системного принципа, с учетом изменений, возникающих в восприятии и передачи информации в центрах и объектах регуляции, на этапах прямой и обратной связи. В соответствии с теорией в ходе эволюции наряду со старением возник также процесс, противостоящий старению, который назвали витауктом (от лат. vita – жизнь, auctum – увеличивать). Он стабилизирует жизнедеятельность организма, повышает его адаптационные возможности.