Sementara beberapa orang mungkin lebih tua dalam usia kronologis, usia biologis mereka mungkin jauh lebih muda. FangXiaNuo/E+ melalui Getty Images

Anda mungkin tahu seseorang yang tampaknya tua secara perlahan, tampak bertahun-tahun lebih muda dari tanggal lahir mereka. Dan Anda mungkin telah melihat yang sebaliknya – seseorang yang tubuh dan pikirannya tampak jauh lebih rusak oleh waktu daripada yang lain. Mengapa beberapa orang tampak meluncur melewati tahun-tahun emas mereka dan yang lainnya berjuang secara fisiologis di usia paruh baya?

Saya memiliki bekerja di bidang penuaan untuk semua karir ilmiah saya, dan saya mengajar biologi seluler dan molekuler tentang penuaan di University of Michigan. Penelitian penuaan tidak cenderung tentang menemukan satu obat yang memperbaiki semua yang mungkin membuat Anda sakit di usia tua. Sebaliknya, satu atau dua dekade terakhir menunjukkan penuaan sebagai proses multifaktoral – dan tidak ada intervensi tunggal yang dapat menghentikan semuanya.

Apakah penuaan itu?

Ada banyak definisi penuaan yang berbeda, tetapi para ilmuwan umumnya sepakat beberapa fitur umum: Penuaan adalah proses yang bergantung pada waktu yang menghasilkan peningkatan kerentanan terhadap penyakit, cedera, dan kematian. Proses ini bersifat intrinsik, ketika tubuh Anda sendiri menyebabkan masalah baru, dan ekstrinsik, ketika gangguan lingkungan merusak jaringan Anda.

Tubuh Anda terdiri dari triliunan sel, dan masing-masing tidak hanya bertanggung jawab atas satu atau lebih fungsi khusus untuk jaringan tempat tinggalnya, tetapi juga harus melakukan semua pekerjaan untuk menjaga dirinya tetap hidup. Ini termasuk memetabolisme nutrisi, membuang limbah, bertukar sinyal dengan sel lain dan beradaptasi dengan stres.

Penuaan disebabkan oleh sejumlah faktor fisiologis.

Masalahnya adalah setiap proses dan komponen di setiap sel Anda dapat terganggu atau rusak. Jadi sel Anda menghabiskan banyak energi setiap hari untuk mencegah, mengenali, dan memperbaiki masalah tersebut.

Penuaan dapat dianggap sebagai hilangnya kemampuan secara bertahap mempertahankan homeostasis – keadaan keseimbangan di antara sistem tubuh – baik dengan tidak mampu mencegah atau mengenali kerusakan dan fungsi yang buruk, atau dengan tidak memperbaiki masalah secara memadai atau cepat saat terjadi. Penuaan dihasilkan dari kombinasi dari masalah-masalah ini. Beberapa dekade penelitian telah menunjukkan bahwa hampir setiap proses seluler menjadi lebih terganggu seiring bertambahnya usia.

Memperbaiki DNA dan mendaur ulang protein

Sebagian besar penelitian tentang penuaan sel berfokus pada mempelajari bagaimana DNA dan protein berubah seiring bertambahnya usia. Para ilmuwan juga mulai membahas peran potensial dari banyak biomolekul penting lainnya dalam sel yang juga berperan dalam penuaan.

Salah satu tugas utama sel adalah memelihara DNA-nya – buku petunjuk yang dibaca oleh mesin sel untuk menghasilkan protein spesifik. Pemeliharaan DNA melibatkan perlindungan terhadap, dan secara akurat memperbaiki, kerusakan materi genetik dan molekul yang mengikatnya.

Protein adalah pekerja sel. Mereka melakukan reaksi kimia, memberikan dukungan struktural, mengirim dan menerima pesan, menahan dan melepaskan energi, dan banyak lagi. Jika protein rusak, sel menggunakan mekanisme yang melibatkan protein khusus yang mencoba memperbaiki protein yang rusak atau mengirimkannya untuk didaur ulang. Mekanisme serupa menyingkirkan protein atau menghancurkannya saat tidak lagi dibutuhkan. Dengan begitu, komponennya nantinya bisa digunakan untuk membangun protein baru.

Penuaan mengganggu jaringan biologis yang halus

Percakapan silang antara komponen di dalam sel, sel secara keseluruhan, organ dan lingkungan adalah jaringan informasi yang kompleks dan selalu berubah.

Ketika semua proses yang terlibat dalam pembuatan dan pemeliharaan fungsi DNA dan protein bekerja secara normal, kompartemen yang berbeda di dalam sel melayani peran khusus – disebut organel – dapat menjaga kesehatan dan fungsi sel. Agar organ berfungsi dengan baik, sebagian besar sel penyusunnya harus berfungsi dengan baik. Dan agar seluruh organisme dapat bertahan hidup dan berkembang, semua organ dalam tubuhnya harus bekerja dengan baik.

Penuaan dapat menyebabkan disfungsi pada setiap tingkatan ini, dari sub-selular hingga organisme. Mungkin pengkodean gen protein penting untuk perbaikan DNA telah menjadi rusak, dan sekarang semua gen lain di dalam sel lebih mungkin diperbaiki secara tidak benar. Atau mungkin selnya sistem daur ulang tidak dapat menurunkan komponen disfungsional lagi. Bahkan sistem komunikasi antara sel, jaringan, dan organ dapat menjadi terganggu, membuat organisme kurang mampu merespons perubahan di dalam tubuh.

Kesempatan acak dapat menyebabkan peningkatan beban kerusakan molekuler dan seluler yang semakin lama semakin tidak dapat diperbaiki dengan baik dari waktu ke waktu. Saat kerusakan ini terakumulasi, sistem yang dimaksudkan untuk memperbaikinya juga mengalami kerusakan. Ini mengarah ke a siklus peningkatan keausan seiring bertambahnya usia sel.

Intervensi anti-penuaan

Saling ketergantungan proses seluler kehidupan adalah pedang bermata dua: Cukup merusak satu proses, dan semua proses lain yang berinteraksi atau bergantung padanya menjadi terganggu. Namun, interkoneksi ini juga berarti bahwa memperkuat satu proses yang sangat saling terhubung dapat meningkatkan fungsi terkait juga. Faktanya, beginilah cara kerja intervensi anti penuaan yang paling sukses.

Tidak ada peluru perak untuk menghentikan penuaan, tetapi intervensi tertentu tampaknya memperlambat penuaan di laboratorium. Meskipun ada uji klinis yang sedang berlangsung yang menyelidiki berbagai pendekatan pada manusia, sebagian besar data yang ada berasal dari hewan seperti nematoda, lalat, tikus, dan primata bukan manusia.

Salah satu intervensi yang paling baik dipelajari adalah pembatasan kalori, yang melibatkan pengurangan jumlah kalori yang biasanya dimakan hewan tanpa menghilangkan nutrisi yang diperlukan. Obat yang disetujui FDA yang digunakan dalam transplantasi organ dan beberapa perawatan kanker disebut rapamisin tampaknya bekerja dengan menggunakan setidaknya a subset dari jalur yang sama bahwa pembatasan kalori mengaktifkan dalam sel. Keduanya memengaruhi hub pensinyalan yang mengarahkan sel untuk melestarikan biomolekul yang dimilikinya daripada menumbuhkan dan membangun biomolekul baru. Seiring waktu, versi seluler "kurangi, gunakan kembali, daur ulang" ini menghilangkan komponen yang rusak dan meninggalkan proporsi komponen fungsional yang lebih tinggi.

Efek pembatasan kalori pada penuaan masih dalam penelitian.

Intervensi lain termasuk mengubah kadar metabolit tertentu, secara selektif menghancurkan sel tua yang telah berhenti membagi, mengubah mikrobiom usus dan modifikasi perilaku.

Kesamaan dari semua intervensi ini adalah bahwa mereka memengaruhi proses inti yang penting untuk homeostasis seluler, sering menjadi tidak teratur atau tidak berfungsi seiring bertambahnya usia dan terhubung ke sistem pemeliharaan seluler lainnya. Seringkali, proses ini merupakan pendorong utama mekanisme yang melindungi DNA dan protein dalam tubuh.

Tidak ada penyebab tunggal penuaan. Tidak ada dua orang yang menua dengan cara yang sama, dan memang, tidak ada dua sel pun. Ada banyak cara untuk biologi dasar Anda menjadi salah dari waktu ke waktu, dan ini ditambahkan untuk menciptakan jaringan unik dari faktor-faktor terkait penuaan untuk setiap orang yang membuat penemuan perawatan anti-penuaan satu ukuran untuk semua sangat menantang.

Namun, meneliti intervensi yang menargetkan beberapa proses seluler penting secara bersamaan dapat membantu meningkatkan dan menjaga kesehatan untuk sebagian besar kehidupan. Kemajuan ini dapat membantu orang hidup lebih lama dalam prosesnya.

Tentang Penulis

Ellen Quarles, Asisten Profesor dalam Biologi Molekuler, Seluler, dan Perkembangan, University of Michigan

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