Valentina Razumova / Shutterstock
Kenapa kita berumur? Ini soalan yang telah saintis menggaruk kepalanya selama beberapa dekad, tapi akhirnya, kita mula mendapat beberapa jawapan. Inilah cerita sejauh ini.
Salah satu teori tertua penuaan ialah teori kerosakan-akumulasi, yang dicadangkan oleh August Weisman dalam 1882. Sel dan organisma adalah sistem yang kompleks dengan banyak komponen, semuanya saling berkait rapat, tetapi sistem kompleks ini rapuh dan haus kerana pengumpulan secara beransur-ansur kerosakan pada trilion sel dalam badan kita. Kerana kerosakan itu meningkat, tubuh tidak dapat membaiki sepenuhnya, menyebabkan penuaan dan penyakit tua.
radikal bebas
Satu versi teori pengumpulan kerosakan memanggil teori radikal bebas penuaan mula diperkenalkan oleh Rebeca Gerschman dan Daniel Gilbert dalam 1954 dan terus dibangunkan oleh ahli kimia Amerika, Denham Harman, dalam 1956.
Radikal bebas adalah produk sampingan semulajadi pernafasan dan metabolisme dan membina badan kita dari masa ke masa. Harman berteori bahawa kedua-dua kerosakan sel dan radikal bebas meningkat dengan usia, mungkin radikal bebas menyebabkan kerosakan.
Radikal bebas Harman difokuskan kepada disebut "spesies oksigen reaktif" (ROS). Mereka dicipta oleh mitokondria sel apabila mereka menjadikan nutrien menjadi tenaga untuk sel berfungsi.
Cara kerja mitokondria.
Para saintis mendapati bahawa ROS boleh menyerang dan bertindak balas dengan DNA, protein dan lipid (lemak) yang mengubah sifatnya dan berfungsi. Dalam eksperimen, meningkatkan pengeluaran ROS dalam yis, cacing dan lalat buah telah ditunjukkan memendekkan nyawa mereka.
Teori Harman menguasai sains bidang penuaan di 1990 dan 2000 awal. Tetapi kemudian beberapa kajian bermula bertentangan dengan teori. Apabila haiwan, seperti salamander dan tikus, mempunyai gen antioxidant yang disenyapkan (antioksidan adalah bahan yang memusnahkan radikal bebas), ia tidak memberi impak kepada panjang umur makhluk.
Untuk menyelaraskan penemuan yang bercanggah ini, saintis mencadangkan bahawa ROS mungkin bertindak sebagai isyarat kepada perlindungan lain mekanisme. Atau lokasi berbeza ROS di dalam sel mungkin membawa kepada keputusan yang berbeza. Walaupun topik itu masih dibahaskan, nampaknya teori radikal bebas mungkin kehilangan alasan untuk teori-teori penuaan yang lain. Tetapi dengan begitu banyak kajian yang menghubungkan ROS dan mitokondria kepada penuaan serta penyakit umur tua masih ada alasan untuk penyelidikan lanjut.
Hipotesis evolusi untuk penyakit
Sebelum kita meneruskan perjalanan ke atas teori penuaan, kita perlu melakukan lencongan kecil melalui koridor biologi evolusi.
Kawalan gen, antara lain, pengeluaran protein dan ciri fizikal kita - fenotip yang kita sebut. Mereka boleh berubah melalui mutasi. Setiap daripada kita membawa banyak mutasi dalam banyak gen. Kebanyakan mutasi ini tidak memberi kesan kepada kita, tetapi ada yang mempunyai kesan negatif dan lain-lain, kesan positif.
Evolusi oleh pemilihan semula jadi mencadangkan bahawa jika gen (atau mutasi gen) memberikan kelebihan untuk kelangsungan hidup organisme, ia mempunyai lebih banyak peluang untuk diserahkan kepada generasi akan datang. Tetapi jika mutasi gen buruk, kemungkinannya akan dihapuskan sepanjang perjalanan evolusi.
Banyak penyakit mempunyai asas genetik. Ini bermakna mereka disebabkan oleh mutasi genetik. Jika demikian, mengapa mutasi ini masih di sekitar dan tidak dihapuskan oleh pemilihan semulajadi?
Di 1957, ahli biologi evolusi Amerika yang memanggil George Williams mencadangkan penyelesaian. Menurut beliau hipotesis pleiotropi antagonistik, mutasi gen boleh menghasilkan kedua-dua ciri baik dan buruk. Tetapi jika yang lebih baik mengatasi yang buruk, mutasi itu tidak dihapuskan.
Sebagai contoh, mutasi yang menyebabkan penyakit Huntington meningkatkan kesuburan dan mengurangkan risiko kanser; mutasi yang menyebabkan penyakit sel sable melindungi terhadap malaria; dan mutasi yang dikaitkan dengan fibrosis sista juga meningkatkan kesuburan. Ini hanya beberapa contoh antara ramai.
Mutasi ini bermanfaat pada awal kehidupan - mereka menyumbang kepada pembangunan dan mempunyai anak - dan hanya menjadi memudaratkan kehidupan kemudian. Jika mereka baik untuk bertahan hidup dan menghasilkan generasi akan datang, ia mungkin menjelaskan pemeliharaan mereka. Ia juga boleh menerangkan kegigihan penyakit yang banyak berlaku di kalangan mereka yang lebih tua.
Tetapi boleh teori Williams menjelaskan penuaan itu sendiri? Bagaimana jika gen, dan protein yang dihasilkan daripada gen ini, yang berfaedah apabila kita masih muda, kemudian menjadi punca utama penuaan? Dan jika itu berlaku, apa yang boleh menjadi protein ini?
Teori hiperfungsi penuaan
Mikhail Blagosklonny, seorang profesor onkologi di New York, dicadangkan di sekitar 2006 jawapan kepada soalan ini. Beliau mencadangkan bahawa penyebab penuaan adalah protein (dan gen yang bertanggungjawab untuk membuatnya), dengan peranan menceritakan sel jika nutrien tersedia. Sesetengah protein ini adalah enzim, membantu reaksi kimia untuk berlaku di dalam badan kita. Antaranya ialah enzim yang dipanggil TOR ..
Apabila enzim TOR aktif, ia mengarahkan sel untuk membesar. Kita memerlukan kehidupan awal ini untuk pembangunan dan kematangan seksual kita. Tetapi TOR tidak diperlukan pada tahap yang tinggi kemudian dalam hidup. Sebenarnya, hiperfaktor (overactivity) TOR berkaitan dengan banyak penyakit termasuk kanser.
Jika TOR dan gen penginderaan nutrien lain adalah akar penuaan, adakah mereka entah bagaimana disambungkan kepada kerosakan atau ROS? Telah ditunjukkan bahawa hiperfungsi TOR meningkatkan pertumbuhan sel tetapi pada masa yang sama mengurangkan pelindung mekanisme, termasuk antioksidan. Ini bermakna kerosakan kini boleh dilihat sebagai akibat daripada hiperaktif sesetengah gen - bukan punca punca penuaan, tetapi hasilnya.
Teori baru berdasarkan hipotesis pleiotropi antagonistik kini dikenali sebagai teori hiperfungsi penuaan.
Harga patut dibayar
We and lain-lain sedang menguji teori hiperfungsi dan, setakat ini, keputusan menyokongnya. Namun, sementara kemajuan ini menjanjikan pemahaman tentang punca-punca penuaan dan bagaimana untuk mensasarkan penyakit yang berkaitan dengan usia, ia juga menunjukkan kerumitan fenomena. Tetapi sebagai bukti terkumpul, kita menyedari bahawa penuaan itu sendiri sangat berkaitan dengan cara kita dibuat. Ia berkaitan dengan pertumbuhan dan pematangan seksual kami. Mungkin penuaan adalah harga yang perlu dibayar oleh organisma untuk hidup sebagai spesies.
Mengenai Penulis
Charalampos (Babis) Rallis, Pensyarah Kanan dalam Biokimia, University of East London
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Penuaan Baharu: Hidup Lebih Pintar Sekarang untuk Hidup Lebih Baik Selamanya
oleh Dr. Eric B. Larson
Buku ini menawarkan nasihat praktikal untuk penuaan yang sihat, termasuk petua untuk kecergasan fizikal dan kognitif, penglibatan sosial, dan mencari tujuan di kemudian hari.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
The Blue Zones Kitchen: 100 Resipi untuk Hidup hingga 100
oleh Dan Buettner
Buku masakan ini menawarkan resipi yang diilhamkan oleh diet orang di "zon biru" dunia, di mana penduduk biasanya tinggal hingga 100 tahun atau lebih.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Penuaan Belakang: Membalikkan Proses Penuaan dan Kelihatan 10 Tahun Lebih Muda dalam 30 Minit Sehari
oleh Miranda Esmonde-White
Penulis menawarkan satu siri senaman dan perubahan gaya hidup untuk menggalakkan kecergasan fizikal dan kecergasan di kemudian hari.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Paradoks Panjang Umur: Bagaimana Mati Muda pada Usia Tua yang Matang
oleh Dr Steven R. Gundry
Buku ini menawarkan nasihat tentang penuaan yang sihat, termasuk petua untuk diet, senaman dan pengurusan tekanan, berdasarkan penyelidikan terkini dalam sains umur panjang.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Otak Penuaan: Langkah Terbukti untuk Mencegah Demensia dan Mengasah Fikiran Anda
oleh Timothy R. Jennings, MD
Penulis menawarkan panduan untuk mengekalkan kesihatan kognitif dan mencegah demensia di kemudian hari, termasuk petua untuk diet, senaman, dan pengurusan tekanan.
