Isi
- Teori Genetik tentang Penuaan
- Teori Penuaan
- Gen dan Fungsi Tubuh
- Bagaimana Gen Mempengaruhi Umur
- Konsep Kunci dalam Teori Genetik tentang Penuaan
- Tiga Teori Genetik Utama tentang Penuaan
- Bukti di Balik Teori
- Bukti Terhadap Teori Genetik tentang Penuaan
- Garis bawah
- Apa Yang Dapat Anda Lakukan untuk Mengurangi Penuaan "Genetik" Sel Anda?
Teori Genetik tentang Penuaan
Teori genetik dari penuaan menyatakan bahwa umur sangat ditentukan oleh gen yang kita warisi. Menurut teori tersebut, umur panjang kita terutama ditentukan pada saat pembuahan dan sangat bergantung pada orang tua kita dan gen mereka.
Dasar di balik teori ini adalah bahwa segmen DNA yang terjadi di ujung kromosom, yang disebut telomer, menentukan umur maksimum suatu sel. Telomer adalah potongan DNA "sampah" di ujung kromosom yang menjadi lebih pendek setiap kali sel membelah. Telomer ini menjadi lebih pendek dan lebih pendek dan akhirnya, sel tidak dapat membelah tanpa kehilangan bagian penting dari DNA.
Sebelum mempelajari prinsip-prinsip tentang bagaimana genetika memengaruhi penuaan, dan argumen yang mendukung dan menentang teori ini, ada gunanya untuk membahas secara singkat kategori utama teori penuaan dan beberapa teori spesifik dalam kategori ini. Saat ini, tidak ada satu teori atau bahkan satu kategori teori yang dapat menjelaskan segala sesuatu yang kita amati dalam proses penuaan.
Apakah Hormon Anda Menua?Teori Penuaan
Ada dua kategori utama teori penuaan yang berbeda secara fundamental dalam apa yang disebut sebagai "tujuan" penuaan. Dalam kategori pertama, penuaan pada dasarnya adalah kecelakaan; akumulasi kerusakan dan keausan pada tubuh yang pada akhirnya menyebabkan kematian. Sebaliknya, teori penuaan terprogram memandang penuaan sebagai proses yang disengaja, dikendalikan dengan cara yang dapat disamakan dengan fase kehidupan lain seperti pubertas.
Teori kesalahan mencakup beberapa teori terpisah termasuk:
- Teori keausan penuaan
- Tingkat teori hidup penuaan
- Teori protein cross-linking penuaan
- Teori penuaan radikal bebas
- Teori mutasi somatik penuaan
Teori terprogram tentang penuaan juga dipecah menjadi beberapa kategori berdasarkan metode tubuh kita diprogram untuk menua dan mati.
- Umur terprogram - umur panjang terprogram mengklaim bahwa hidup ditentukan oleh sekuensial menghidupkan dan mematikan gen.
- Teori penuaan endokrin
- Teori imunologi penuaan
Ada tumpang tindih yang signifikan antara teori-teori ini dan bahkan kategori teori penuaan.
Gen dan Fungsi Tubuh
Sebelum membahas konsep-konsep kunci yang berkaitan dengan penuaan dan genetika, mari kita tinjau apa itu DNA kita dan beberapa cara dasar gen memengaruhi umur kita.
Gen kita terkandung dalam DNA kita yang ada di inti (area dalam) setiap sel di tubuh kita. (Ada juga DNA mitokondria yang ada di organel yang disebut mitokondria yang ada di dalam sitoplasma sel.) Kita masing-masing memiliki 46 kromosom yang menyusun DNA kita, 23 di antaranya berasal dari ibu kita dan 23 di antaranya berasal dari ayah kita. Dari jumlah tersebut, 44 adalah autosom, dan dua adalah kromosom seks, yang menentukan apakah kita akan menjadi pria atau wanita. (DNA mitokondria, sebaliknya, membawa lebih sedikit informasi genetik dan hanya diterima dari ibu kita.)
Di dalam kromosom ini terdapat gen kita, cetak biru genetik kita yang bertanggung jawab membawa informasi untuk setiap proses yang akan berlangsung di dalam sel kita. Gen kita dapat dibayangkan sebagai rangkaian huruf yang menyusun kata-kata dan kalimat instruksi. Kata-kata dan kode kalimat ini untuk pembuatan protein yang mengontrol setiap proses seluler.
Jika salah satu dari gen ini rusak, misalnya, oleh mutasi yang mengubah rangkaian "huruf dan kata" dalam instruksi, protein abnormal dapat diproduksi, yang pada gilirannya, melakukan fungsi yang rusak. Jika mutasi terjadi pada protein yang mengatur pertumbuhan sel, kanker dapat terjadi. Jika gen ini bermutasi sejak lahir, berbagai sindrom herediter dapat terjadi. Misalnya, cystic fibrosis adalah kondisi di mana seorang anak mewarisi dua gen bermutasi yang mengendalikan protein yang mengatur saluran yang bertanggung jawab atas pergerakan klorida melintasi sel di kelenjar keringat. , kelenjar pencernaan, dan lainnya. Hasil mutasi tunggal ini menghasilkan penebalan lendir yang diproduksi oleh kelenjar ini, dan mengakibatkan masalah yang terkait dengan kondisi ini.
Mutasi Gen dan KankerBagaimana Gen Mempengaruhi Umur
Tidak perlu penelitian yang rumit untuk menentukan bahwa gen kita setidaknya berperan dalam umur panjang. Orang yang orang tua dan nenek moyangnya berumur panjang, cenderung hidup lebih lama dan sebaliknya. Pada saat yang sama, kita tahu bahwa genetika saja bukanlah satu-satunya penyebab penuaan. Penelitian yang mengamati kembar identik mengungkapkan bahwa jelas ada hal lain yang terjadi; kembar identik yang memiliki gen identik tidak selalu hidup dalam jumlah tahun yang sama.
Beberapa gen bermanfaat dan meningkatkan umur panjang. Misalnya, gen yang membantu seseorang memetabolisme kolesterol akan mengurangi risiko seseorang terkena penyakit jantung.
Beberapa mutasi gen diturunkan dan dapat memperpendek umur. Namun, mutasi juga dapat terjadi setelah lahir, karena paparan racun, radikal bebas, dan radiasi dapat menyebabkan perubahan gen. (Mutasi gen yang diperoleh setelah lahir disebut sebagai mutasi gen yang didapat atau somatik.) Sebagian besar mutasi tidak buruk bagi Anda, dan beberapa bahkan bisa bermanfaat. Itu karena mutasi genetik menciptakan keragaman genetik, yang membuat populasi tetap sehat. Mutasi lain, disebut mutasi diam, sama sekali tidak berpengaruh pada tubuh.
Beberapa gen, ketika bermutasi berbahaya, seperti gen yang meningkatkan risiko kanker. Banyak orang yang mengenal mutasi BRCA1 dan BRCA2 yang merupakan predisposisi kanker payudara. Gen-gen ini disebut sebagai gen penekan tumor yang mengkode protein yang mengontrol perbaikan DNA yang rusak (atau penghapusan sel dengan DNA yang rusak jika perbaikan tidak memungkinkan.)
Berbagai penyakit dan kondisi yang terkait dengan mutasi gen yang diwariskan dapat berdampak langsung pada umur. Ini termasuk fibrosis kistik, anemia sel sabit, penyakit Tay-Sachs, dan penyakit Huntington, untuk beberapa nama.
Konsep Kunci dalam Teori Genetik tentang Penuaan
Konsep utama dalam genetika dan penuaan mencakup beberapa konsep dan gagasan penting mulai dari pemendekan telomer hingga teori tentang peran sel induk dalam penuaan.
Telomer
Di ujung setiap kromosom kita terletak sepotong DNA "sampah" yang disebut telomer. Telomer tidak mengkode protein apa pun tetapi tampaknya memiliki fungsi pelindung, menjaga ujung DNA agar tidak menempel ke potongan DNA lain atau membentuk lingkaran. Setiap kali sel membelah lebih banyak, telomer terpotong. Akhirnya. tidak ada satu pun DNA sampah ini yang tersisa, dan pemotongan selanjutnya dapat merusak kromosom dan gen sehingga sel tersebut mati.
Secara umum, rata-rata sel mampu membelah 50 kali sebelum telomer habis (batas Hayflick) Sel kanker telah menemukan cara untuk tidak membuang, dan terkadang bahkan menambah, bagian telomer. Selain itu, beberapa sel seperti sel darah putih tidak mengalami proses pemendekan telomer ini. Tampaknya sementara gen di semua sel kita memiliki kata kode untuk enzim telomerase yang menghambat pemendekan telomer dan bahkan mungkin menghasilkan pemanjangan, gen tersebut hanya "dihidupkan" atau "diekspresikan" seperti yang dikatakan ahli genetika, dalam sel seperti putih sel darah dan sel kanker Para ilmuwan telah berteori bahwa jika telomerase ini entah bagaimana dapat dihidupkan di sel lain (tetapi tidak terlalu banyak sehingga pertumbuhannya akan rusak seperti pada sel kanker) batas usia kita dapat bertambah.
Penelitian telah menemukan bahwa beberapa kondisi kronis seperti tekanan darah tinggi dikaitkan dengan aktivitas telomerase yang lebih sedikit, sedangkan diet sehat dan olahraga dikaitkan dengan telomer yang lebih panjang. Kelebihan berat badan juga dikaitkan dengan telomer yang lebih pendek.
Gen Umur Panjang
Gen umur panjang adalah gen spesifik yang berhubungan dengan umur panjang. Dua gen yang secara langsung terkait dengan umur panjang adalah SIRT1 (sirtuin 1) dan SIRT2. Para ilmuwan yang mengamati sekelompok lebih dari 800 orang berusia 100 atau lebih, menemukan tiga perbedaan signifikan dalam gen yang terkait dengan penuaan.
Cell Senescence
Penuaan sel mengacu pada proses di mana sel membusuk seiring waktu. Ini bisa terkait dengan pemendekan telomere atau proses apoptosis (atau bunuh diri sel) di mana sel-sel tua atau rusak diangkat.
Sel induk
Sel induk berpotensi majemuk adalah sel yang belum matang yang berpotensi menjadi semua jenis sel di dalam tubuh. Diteorikan bahwa penuaan mungkin terkait dengan penipisan sel punca atau hilangnya kemampuan sel punca untuk berdiferensiasi atau menjadi dewasa menjadi berbagai jenis sel. Penting untuk dicatat bahwa teori ini mengacu pada sel punca dewasa, bukan sel induk embrio. Tidak seperti sel punca embrionik, sel punca dewasa tidak dapat matang menjadi semua jenis sel melainkan hanya sejumlah jenis sel tertentu. Kebanyakan sel dalam tubuh kita berdiferensiasi, atau matang sepenuhnya, dan sel induk hanyalah sejumlah kecil sel yang ada di dalam tubuh.
Contoh jenis jaringan di mana regenerasi dimungkinkan dengan metode ini adalah hati. Hal ini berbeda dengan jaringan otak yang biasanya tidak memiliki potensi regeneratif ini. Sekarang terdapat bukti bahwa sel punca sendiri mungkin terpengaruh dalam proses penuaan, tetapi teori ini serupa dengan masalah ayam dan telur. Belum tentu penuaan terjadi karena perubahan sel punca, atau sebaliknya, perubahan sel punca disebabkan oleh proses penuaan.
Epigenetik
Epigenetik mengacu pada ekspresi gen. Dengan kata lain, sebuah gen mungkin ada tapi bisa dihidupkan atau dimatikan. Kita tahu bahwa ada beberapa gen di dalam tubuh yang hanya dihidupkan untuk jangka waktu tertentu. Bidang epigenetik juga membantu para ilmuwan memahami bagaimana faktor lingkungan dapat bekerja dalam batasan genetika untuk melindungi atau menjadi predisposisi penyakit.
Dari mana asal sel induk?Tiga Teori Genetik Utama tentang Penuaan
Seperti disebutkan di atas, ada sejumlah besar bukti yang melihat pentingnya gen dalam kelangsungan hidup yang diharapkan. Ketika melihat teori genetika, ini dipecah menjadi tiga aliran pemikiran dasar.
- Teori pertama menyatakan bahwa penuaan terkait dengan mutasi yang terkait dengan kelangsungan hidup jangka panjang dan bahwa penuaan terkait dengan akumulasi mutasi genetik yang tidak diperbaiki.
- Teori lain adalah bahwa penuaan terkait dengan efek akhir dari gen tertentu, dan disebut antagonisme pleiotropik.
- Namun teori lain, disarankan berdasarkan kelangsungan hidup di oposum, adalah bahwa lingkungan yang menimbulkan sedikit bahaya untuk mengganggu harapan hidup akan menghasilkan peningkatan anggota yang mengalami mutasi yang memperlambat proses penuaan.
Bukti di Balik Teori
Ada beberapa bukti yang mendukung teori genetik tentang penuaan, setidaknya sebagian.
Mungkin bukti terkuat yang mendukung teori genetika adalah perbedaan spesies-spesifik yang cukup besar dalam kelangsungan hidup maksimal, dengan beberapa spesies (seperti kupu-kupu) memiliki masa hidup yang sangat pendek, dan lainnya, seperti gajah dan paus, serupa dengan kita. Dalam satu spesies, kelangsungan hidup serupa, tetapi kelangsungan hidup bisa sangat berbeda antara dua spesies yang ukurannya serupa.
Studi kembar juga mendukung komponen genetik, karena kembar identik (kembar monozigot) jauh lebih mirip dalam hal harapan hidup daripada kembar non-identik atau dizygotik. Mengevaluasi kembar identik yang dibesarkan bersama dan membandingkannya dengan kembar identik yang dibesarkan bersama. Dibesarkan terpisah dapat membantu memisahkan faktor perilaku seperti pola makan dan kebiasaan gaya hidup lainnya sebagai penyebab tren keluarga dalam umur panjang.
Bukti lebih lanjut dalam skala luas telah ditemukan dengan melihat efek mutasi genetik pada hewan lain. Pada beberapa cacing dan juga beberapa tikus, mutasi gen tunggal dapat memperpanjang kelangsungan hidup hingga lebih dari 50 persen.
Selain itu, kami menemukan bukti untuk beberapa mekanisme spesifik yang terlibat dalam teori genetika. Pengukuran langsung panjang telomer telah menunjukkan bahwa telomere rentan terhadap faktor genetik yang dapat mempercepat laju penuaan.
Bukti Terhadap Teori Genetik tentang Penuaan
Salah satu argumen yang lebih kuat melawan teori genetik tentang penuaan atau "umur terprogram" berasal dari perspektif evolusi. Mengapa ada umur tertentu di luar reproduksi? Dengan kata lain, apa "tujuan" kehidupan setelah seseorang bereproduksi dan hidup cukup lama untuk membesarkan keturunannya hingga dewasa?
Juga jelas dari apa yang kita ketahui tentang gaya hidup dan penyakit bahwa ada banyak faktor lain dalam penuaan. Kembar identik mungkin memiliki masa hidup yang sangat berbeda tergantung pada eksposur mereka, faktor gaya hidup mereka (seperti merokok) dan pola aktivitas fisik.
Garis bawah
Diperkirakan bahwa gen dapat menjelaskan maksimal 35 persen dari umur, tetapi masih banyak hal lain yang tidak kita pahami tentang penuaan daripada yang kita mengerti. Secara keseluruhan, kemungkinan penuaan adalah proses multifaktorial, artinya mungkin saja kombinasi dari beberapa teori. Penting juga untuk dicatat bahwa teori-teori yang dibahas di sini tidak saling eksklusif. Konsep epigenetik, atau apakah gen yang ada "diekspresikan" atau tidak, dapat semakin memperkeruh pemahaman kita.
Selain genetika, ada faktor penentu penuaan lainnya seperti perilaku kita, eksposur, dan keberuntungan semata. Anda tidak dikutuk jika anggota keluarga Anda cenderung mati muda, dan Anda tidak dapat mengabaikan kesehatan Anda meskipun anggota keluarga Anda cenderung berumur panjang.
Apa Yang Dapat Anda Lakukan untuk Mengurangi Penuaan "Genetik" Sel Anda?
Kita diajari untuk makan makanan yang sehat dan menjadi aktif dan faktor gaya hidup ini kemungkinan besar sama pentingnya tidak peduli seberapa banyak genetika kita terlibat dalam penuaan. Praktik yang sama yang tampaknya menjaga kesehatan organ dan jaringan tubuh kita juga dapat menjaga kesehatan gen dan kromosom kita.
Terlepas dari penyebab penuaan tertentu, hal itu dapat membuat perbedaan pada:
- Olahraga - Penelitian telah menemukan bahwa aktivitas fisik tidak hanya membantu fungsi jantung dan paru-paru dengan baik, tetapi juga memperpanjang telomere.
- Makan makanan yang sehat - Diet tinggi buah-buahan dan sayuran dikaitkan dengan aktivitas telomerase yang lebih besar (efeknya, lebih sedikit pemendekan telomer di sel Anda). Diet tinggi asam lemak omega-3 dikaitkan dengan telomer yang lebih panjang tetapi diet tinggi asam lemak omega-6 adalah kebalikannya dan dikaitkan dengan telomer yang lebih pendek. Selain itu, asupan soda pop dikaitkan dengan telomer yang lebih pendek. Reservatrol, bahan yang bertanggung jawab atas kegembiraan saat meminum anggur merah (tetapi juga ditemukan dalam jus anggur merah non-alkohol) tampaknya mengaktifkan protein umur panjang SIRT
- Kurangi stres
- Hindari karsinogen
- Menjaga berat badan yang sehat - Obesitas tidak hanya dikaitkan dengan beberapa mekanisme genetik yang terkait dengan penuaan yang disebutkan di atas (seperti peningkatan pemendekan telomere), tetapi penelitian berulang telah menemukan manfaat umur panjang yang terkait dengan pembatasan kalori. Prinsip pertama dalam kanker Gaya hidup pencegahan yang dikemukakan oleh American Institute for Research on Cancer-menjadi seramping mungkin tanpa kekurangan berat badan-mungkin berperan dalam umur panjang serta pencegahan kanker dan pencegahan kekambuhan kanker.