Pembatasan Kalori Penuaan Lambat oleh Enzyme Pathway

Bagaimana usia kita telah menjadi topik perbahasan selama beberapa dekad. Paradoks yang sering disebut adalah ketidakmampuan saintis untuk memberikan penjelasan biologi tentang bagaimana makan kurang memanjangkan jangka hayat.

Memang, telah didokumentasikan dengan baik bahawa diet dengan kalori yang lebih sedikit secara konsisten dapat memperlambat proses penuaan dan meningkatkan kesihatan pada usia tua secara dramatik.

Tetapi bagaimana diet berkurang bertindak pada tahap yang paling asas untuk mempengaruhi metabolisme dan fisiologi untuk mengaburkan penurunan tisu dan sel yang berkaitan dengan usia, untuk sebahagian besar, masih menjadi misteri.

Sekarang, kajian makmal baru mungkin menemui jawapan kepada teka-teki.

Sekumpulan saintis dari University of Wisconsin-Madison dan rakan-rakan mereka telah menemui jalan molekul yang dipercayai menjadi penentu utama proses penuaan.

Penemuan ini tidak hanya membantu menjelaskan rentetan peristiwa yang menyumbang kepada penuaan, tetapi juga memberikan asas rasional untuk merancang intervensi, ubat-ubatan yang dapat menghambat penuaan dan menyumbang kepada kesihatan yang lebih baik pada usia tua.

Kajian itu terdapat dalam jurnal Sel.

"Kami semakin dekat dan lebih dekat dengan pemahaman yang baik tentang bagaimana pembatasan kalori berfungsi," kata Dr. Tomas A. Prolla, seorang profesor genetik UW-Madison dan pengarang kanan baru Sel belajar.

"Kajian ini adalah bukti langsung pertama untuk mekanisme yang mendasari kesan anti-penuaan yang kita amati di bawah sekatan kalori."

Kajian Wisconsin memfokuskan pada enzim yang dikenali sebagai Sirt3, salah satu keluarga enzim yang dikenali sebagai sirtuin, yang telah terlibat dalam kajian sebelumnya dalam proses penuaan, transkripsi gen, kematian sel yang diprogramkan dan ketahanan tekanan dalam keadaan kalori yang berkurang.

Pada mamalia, termasuk manusia, ada tujuh sirtuin yang tampaknya memiliki pengaruh luas terhadap nasib sel dan fisiologi.

Sirt3 kurang dipelajari daripada anggota keluarga sirtuin yang lain, tetapi kajian baru itu memberikan "bukti pertama yang jelas bahawa sirtuin mempunyai kesan anti-penuaan pada mamalia," menurut John M. Denu, Ph.D., dari UW-Madison's Wisconsin Institute for Discovery dan pengarang kanan laporan tersebut.

Enzim Sirt3, Denu menjelaskan, bertindak pada mitokondria, struktur di dalam sel yang menghasilkan tenaga dan yang merupakan sumber bentuk oksigen yang sangat reaktif yang dikenali sebagai radikal bebas, yang merosakkan sel dan mendorong kesan penuaan. Dalam keadaan berkurang kalori, kadar Sirt3 meningkat, mengubah metabolisme dan mengakibatkan lebih sedikit radikal bebas yang dihasilkan oleh mitokondria.

"Ini adalah kaitan terkuat dan paling langsung yang pembatasan kalori bertindak melalui mitokondria," kata Prolla, yang telah mengkaji kesan diet berkalori berkurang pada penuaan dan kesihatan selama lebih dari satu dekad.

"Sirt3 memainkan peranan penting dalam memprogram ulang mitokondria untuk menangani keadaan metabolik yang berubah di bawah sekatan kalori."

Penyelidik makmal menggunakan model tikus yang menunjukkan kehilangan pendengaran yang berkaitan dengan usia, fenomena yang berkaitan dengan kerosakan radikal bebas pada sel-sel koklea, struktur di telinga dalam yang mengubah getaran bunyi menjadi impuls saraf.

Kehilangan pendengaran yang berkaitan dengan usia adalah perkara biasa pada manusia, dan baru dicontohkan oleh perkara seperti nada dering telefon bimbit ultrasonik yang hanya dapat didengar oleh orang yang sangat muda kerana sel yang menangkap frekuensi tertinggi adalah yang pertama.

"Kehilangan pendengaran dikaitkan dengan kehilangan jenis sel tertentu di koklea," kata Prolla, yang sebelumnya bekerja mewujudkan hubungan genetik dengan kematian sel dan kehilangan pendengaran yang berkaitan dengan usia. "Dan kehilangan pendengaran dicegah melalui pembatasan kalori."

Dalam eksperimen pendamping pada sel kultur dan diperincikan dalam Sel melaporkan, pasukan Wisconsin dan rakan-rakan mereka menunjukkan bahawa peningkatan tahap Sirt3 melindungi sel dari tekanan sel dan kematian yang disebabkan oleh radikal bebas.

"Sirt3 cukup untuk memberikan perlindungan terhadap kerusakan oksidatif," kata Denu.

Walaupun sirtuin telah dipelajari secara meluas dan diyakini oleh banyak saintis berperanan dalam penuaan, kajian baru ini adalah yang pertama menghubungkan enzim secara konklusif dengan memperlambat proses penuaan pada mamalia.

Menurut Denu, mengetahui asas molekul bagaimana enzim sirtuin berfungsi akhirnya dapat menyebabkan perkembangan ubat yang rasional yang mengaktifkan laluan enzim seperti Sirt3 untuk melambatkan proses penuaan.

Sumber: Universiti Wisconsin-Madison