Teori-Teori Baru Memperoleh Alasan Mengapa Kita Menua

Teori-Teori Baru Memperoleh Alasan Mengapa Kita Menua
Valentina Razumova / Shutterstock

Mengapa kita menua?? Ini adalah pertanyaan yang membuat para ilmuwan menggaruk-garuk kepala mereka selama beberapa dekade, tetapi akhirnya, kami mulai mendapatkan beberapa jawaban. Inilah ceritanya sejauh ini.

Salah satu teori penuaan tertua adalah teori kerusakan-akumulasi, diusulkan oleh August Weisman di 1882. Sel dan organisme adalah sistem yang kompleks dengan banyak komponen, semuanya saling berhubungan secara elegan, tetapi sistem yang kompleks ini rapuh dan aus karena akumulasi bertahap dari kerusakan dalam triliunan sel dalam tubuh kita. Ketika kerusakan meningkat, tubuh tidak dapat sepenuhnya memperbaiki dirinya sendiri, menghasilkan penuaan dan penyakit usia lanjut.

Radikal bebas

Versi teori akumulasi kerusakan disebut teori penuaan radikal bebas pertama kali diperkenalkan oleh Rebeca Gerschman dan Daniel Gilbert di 1954 dan dikembangkan lebih lanjut oleh seorang ahli kimia Amerika, Denham Harman, di 1956.

Radikal bebas adalah produk sampingan alami dari pernapasan dan metabolisme dan menumpuk di tubuh kita seiring waktu. Harman berteori bahwa karena kerusakan sel dan radikal bebas meningkat seiring bertambahnya usia, mungkin radikal bebas menyebabkan kerusakan.

Radikal bebas yang menjadi fokus Harman disebut "spesies oksigen reaktif" (ROS). Mereka diciptakan oleh mitokondria sel karena mereka mengubah nutrisi menjadi energi untuk berfungsi.


Bagaimana mitokondria bekerja

Para ilmuwan menemukan bahwa ROS dapat menyerang dan bereaksi dengan DNA, protein dan lipid (lemak) mengubah sifat mereka dan fungsi. Dalam percobaan, peningkatan produksi ROS dalam ragi, cacing, dan lalat buah ditunjukkan mempersingkat hidup mereka.

Teori Harman mendominasi ilmu bidang penuaan pada 1990 dan 2000 awal. Tetapi kemudian beberapa studi mulai bertentangan dengan teori. Ketika binatang, seperti salamander dan tikus, jika gen antioksidan dibungkam (antioksidan adalah zat yang menghancurkan radikal bebas), itu tidak berdampak pada umur panjang makhluk itu.

Untuk merekonsiliasi temuan-temuan yang kontradiktif ini, para ilmuwan mengusulkan bahwa ROS dapat bertindak sebagai sinyal untuk perlindungan lainnya mekanisme. Atau lokasi ROS yang berbeda di dalam sel dapat menyebabkan hasil yang berbeda. Sementara topik ini masih diperdebatkan, tampaknya teori radikal bebas mungkin kehilangan landasan bagi teori penuaan lainnya. Tetapi dengan begitu banyak penelitian yang menghubungkan ROS dan mitokondria untuk penuaan dan juga penyakit usia lanjut masih ada dasar untuk penelitian lebih lanjut.

Hipotesis evolusi untuk penyakit

Sebelum kita melanjutkan perjalanan kita pada teori penuaan, kita perlu melakukan jalan memutar kecil melalui koridor biologi evolusi.

Gen mengendalikan, antara lain, produksi protein dan karakteristik fisik kita - yang disebut fenotipe. Mereka bisa berubah mutasi. Kita masing-masing membawa banyak mutasi dalam banyak gen. Sebagian besar mutasi ini tidak mempengaruhi kita, tetapi beberapa memiliki efek negatif dan yang lain, efek positif.

evolusi oleh seleksi alam mengusulkan bahwa jika gen (atau mutasi gen) memberikan keuntungan bagi kelangsungan hidup organisme, itu memiliki lebih banyak kesempatan untuk diteruskan ke generasi berikutnya. Tetapi jika mutasi gen buruk, kemungkinannya akan dihilangkan selama evolusi.

Banyak penyakit memiliki dasar genetik. Itu berarti mereka disebabkan oleh mutasi genetik. Jika itu masalahnya, mengapa mutasi ini masih ada dan tidak dihilangkan dengan seleksi alam?

Di 1957, seorang ahli biologi evolusi Amerika bernama George Williams mengusulkan solusi. Menurut miliknya hipotesis pleiotropi antagonis, mutasi gen dapat menghasilkan karakteristik baik dan buruk. Tetapi jika kebaikan melebihi yang buruk, mutasi tidak dihilangkan.

Misalnya, mutasi yang menyebabkan penyakit Huntington meningkatkan kesuburan dan mengurangi risiko kanker; mutasi yang menyebabkan penyakit sel sabit melindungi terhadap malaria; dan mutasi yang terkait dengan fibrosis kistik juga meningkatkan kesuburan. Ini hanya beberapa contoh di antara banyak.

Mutasi ini bermanfaat di awal kehidupan - mereka berkontribusi pada perkembangan dan memiliki anak - dan hanya menjadi merugikan di kemudian hari. Jika mereka baik untuk bertahan hidup dan menghasilkan generasi berikutnya, itu mungkin menjelaskan pelestarian mereka. Itu juga bisa menjelaskan masih adanya penyakit yang merusak, banyak dari mereka lazim di usia yang lebih tua.

Tapi bisakah teori Williams menjelaskan penuaan itu sendiri? Bagaimana jika gen, dan protein yang dibuat dari gen ini, yang menguntungkan ketika kita muda, kemudian menjadi penyebab utama penuaan? Dan jika itu masalahnya, apa yang bisa menjadi protein ini?

Teori penuaan fungsi

Mikhail Blagosklonny, seorang profesor onkologi di New York, diusulkan sekitar 2006 jawaban untuk pertanyaan ini. Dia menyarankan bahwa penyebab penuaan adalah protein (dan gen yang bertanggung jawab untuk membuatnya), dengan peran memberi tahu sel jika nutrisi tersedia. Beberapa protein ini adalah enzim, membantu reaksi kimia terjadi di tubuh kita. Di antara mereka adalah enzim yang disebut TOR ..

Ketika enzim TOR aktif, itu menginstruksikan sel tumbuh. Kita membutuhkan ini di awal kehidupan untuk perkembangan dan pematangan seksual kita. Tapi TOR tidak diperlukan di tingkat tinggi seperti itu di kemudian hari. Faktanya, hiperfungsi (terlalu aktif) TOR terkait dengan banyak penyakit termasuk kanker.

Jika TOR dan gen pengindra nutrisi lainnya adalah akar dari penuaan, apakah mereka terhubung dengan kerusakan atau ROS? Telah ditunjukkan bahwa hiperfungsi TOR meningkatkan pertumbuhan sel tetapi pada saat yang sama mengurangi protektif mekanisme, termasuk antioksidan. Itu berarti kerusakan sekarang dapat dilihat sebagai akibat dari hiperfungsi beberapa gen - bukan akar penyebab penuaan, tetapi akibatnya.

Teori baru yang didasarkan pada hipotesis pleiotropi antagonis sekarang dikenal sebagai teori penuaan fungsi.

Harga yang pantas dibayar

We serta orang lain sedang menguji teori hiperfungsi dan, sejauh ini, hasil dukung itu. Namun, sementara kemajuan ini menjanjikan pemahaman tentang akar penyebab penuaan dan bagaimana menargetkan penyakit yang berkaitan dengan usia, itu juga menunjukkan kompleksitas suatu fenomena. Tetapi ketika bukti bertambah, kita menyadari bahwa penuaan itu sendiri sangat terkait dengan cara kita dibuat. Ini terhubung dengan pertumbuhan dan pematangan seksual kita. Mungkin penuaan adalah harga yang harus dibayar organisme untuk bertahan hidup sebagai spesies.Percakapan

tentang Penulis

Rallis Charalampos (Babis), Dosen Senior bidang Biokimia, University of East London

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf di

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Dapatkan Terbaru Dengan Email

{Emailcloak = off}