Kandungan
- Teori Genetik Penuaan
- Teori Penuaan
- Gen dan Fungsi Tubuh
- Bagaimana Gen Mempengaruhi Jangka Hayat
- Konsep Utama dalam Teori Genetik Penuaan
- Tiga Teori Genetik Utama Penuaan
- Bukti Di Sebalik Teori
- Bukti Terhadap Teori Genetik Penuaan
- Garisan bawah
- Apa yang Boleh Anda Lakukan untuk Mengurangkan Penuaan "Genetik" pada Sel Anda?
Teori Genetik Penuaan
Teori genetik penuaan menyatakan bahawa jangka hayat banyak ditentukan oleh gen yang kita warisi. Menurut teori, umur panjang kita ditentukan terutamanya pada saat pembuahan dan sebahagian besarnya bergantung pada ibu bapa dan gen mereka.
Dasar di sebalik teori ini adalah bahawa segmen DNA yang terjadi pada akhir kromosom, yang disebut telomeres, menentukan jangka hayat maksimum sel. Telomer adalah kepingan DNA "sampah" pada akhir kromosom yang menjadi lebih pendek setiap kali sel membelah. Telomer ini menjadi lebih pendek dan pendek dan akhirnya, sel tidak dapat membelah tanpa kehilangan kepingan DNA yang penting.
Sebelum menyelidiki prinsip bagaimana genetik mempengaruhi penuaan, dan hujah untuk dan menentang teori ini, ada baiknya membincangkan secara ringkas kategori utama teori penuaan dan beberapa teori khusus dalam kategori ini. Pada masa sekarang, tidak ada satu teori atau bahkan satu kategori teori yang dapat menjelaskan semua yang kita perhatikan dalam proses penuaan.
Adakah Hormon Anda Menuaan Anda?Teori Penuaan
Terdapat dua kategori utama teori penuaan yang pada asasnya berbeza dalam apa yang dapat disebut sebagai "tujuan" penuaan. Dalam kategori pertama, penuaan pada dasarnya adalah kemalangan; pengumpulan kerosakan dan kehausan pada badan yang akhirnya membawa kepada kematian. Sebaliknya, teori penuaan yang diprogramkan melihat penuaan sebagai proses yang disengaja, dikendalikan dengan cara yang dapat disamakan dengan fasa kehidupan lain seperti akil baligh.
Teori ralat merangkumi beberapa teori yang berasingan termasuk:
- Teori penuaan dan keausan
- Kadar teori penuaan hidup
- Protein teori penghubung silang penuaan
- Teori penuaan radikal bebas
- Teori penuaan mutasi somatik
Teori penuaan yang diprogramkan juga dipecah menjadi beberapa kategori berdasarkan kaedah di mana badan kita diprogramkan untuk menua dan mati.
- Umur panjang yang diprogramkan - Umur panjang yang diprogramkan mendakwa bahawa kehidupan ditentukan oleh menghidupkan dan mematikan gen secara berurutan.
- Teori endokrin penuaan
- Teori imunologi penuaan
Terdapat pertindihan yang signifikan antara teori-teori ini dan bahkan kategori teori penuaan.
Gen dan Fungsi Tubuh
Sebelum membincangkan konsep utama yang berkaitan dengan penuaan dan genetik, mari kita tinjau apa DNA kita dan beberapa cara asas di mana gen mempengaruhi jangka hayat kita.
Gen kita terkandung dalam DNA kita yang terdapat di dalam nukleus (kawasan dalam) setiap sel di dalam badan kita. (Terdapat juga DNA mitokondria dalam organel yang disebut mitokondria yang terdapat di sitoplasma sel.) Kita masing-masing mempunyai 46 kromosom yang membentuk DNA kita, 23 di antaranya berasal dari ibu kita dan 23 yang berasal dari ayah kita. Dari jumlah tersebut, 44 adalah autosom, dan dua adalah kromosom seks, yang menentukan sama ada kita akan menjadi lelaki atau wanita. (DNA mitokondria, sebaliknya, membawa lebih banyak maklumat genetik dan hanya diterima dari ibu kita.)
Dalam kromosom ini terdapat gen kita, cetak biru genetik kita yang bertanggungjawab membawa maklumat untuk setiap proses yang akan berlaku di dalam sel kita. Gen kita boleh dibayangkan sebagai rangkaian huruf yang terdiri daripada kata-kata dan ayat arahan. Kata-kata dan ayat ini memberi kod untuk pembuatan protein yang mengawal setiap proses sel.
Sekiranya salah satu daripada gen ini rosak, misalnya, oleh mutasi yang mengubah rangkaian "huruf dan kata-kata" dalam arahan, protein yang tidak normal dapat dihasilkan, yang pada gilirannya, melakukan fungsi yang cacat. Sekiranya mutasi terjadi pada protein yang mengatur pertumbuhan sel, barah boleh terjadi. Sekiranya gen ini bermutasi sejak lahir, pelbagai sindrom keturunan mungkin berlaku. Contohnya, fibrosis kistik adalah keadaan di mana seorang anak mewarisi dua gen bermutasi yang mengawal protein yang mengatur saluran yang bertanggungjawab untuk pergerakan klorida melintasi sel di kelenjar peluh , kelenjar pencernaan, dan banyak lagi. Hasil mutasi tunggal ini menghasilkan penebalan lendir yang dihasilkan oleh kelenjar ini, dan masalah yang timbul yang berkaitan dengan keadaan ini.
Mutasi Gen dan KanserBagaimana Gen Mempengaruhi Jangka Hayat
Tidak memerlukan kajian terperinci untuk menentukan bahawa gen kita memainkan sekurang-kurangnya beberapa peranan dalam umur panjang. Orang yang ibu bapa dan nenek moyangnya telah hidup lebih lama, cenderung hidup lebih lama dan sebaliknya. Pada masa yang sama, kita tahu bahawa genetik sahaja bukan satu-satunya penyebab penuaan. Kajian yang meneliti anak kembar yang serupa menunjukkan bahawa jelas ada perkara lain yang berlaku; kembar identik yang mempunyai gen yang sama tidak selalu hidup sebilangan tahun yang sama.
Sebilangan gen bermanfaat dan meningkatkan umur panjang. Sebagai contoh, gen yang membantu seseorang memetabolisme kolesterol akan mengurangkan risiko seseorang terkena penyakit jantung.
Beberapa mutasi gen diwarisi dan boleh memendekkan jangka hayat. Walau bagaimanapun, mutasi juga boleh berlaku selepas kelahiran, kerana pendedahan kepada toksin, radikal bebas dan radiasi dapat menyebabkan perubahan gen. (Mutasi gen yang diperoleh selepas kelahiran disebut sebagai mutasi gen yang diperoleh atau somatik.) Sebilangan besar mutasi tidak buruk bagi anda, malah ada yang boleh bermanfaat. Ini kerana mutasi genetik mewujudkan kepelbagaian genetik, yang menjadikan penduduk tetap sihat. Mutasi lain, yang disebut mutasi senyap, sama sekali tidak mempengaruhi tubuh.
Sebilangan gen, apabila bermutasi berbahaya, seperti gen yang meningkatkan risiko barah. Ramai orang biasa dengan mutasi BRCA1 dan BRCA2 yang menyebabkan kanser payudara. Gen-gen ini disebut sebagai gen penekan tumor yang mengkod protein yang mengawal pembaikan DNA yang rosak (atau penghapusan sel dengan DNA yang rosak jika pembaikan tidak mungkin dilakukan.)
Pelbagai penyakit dan keadaan yang berkaitan dengan mutasi gen yang boleh diwarisi secara langsung dapat mempengaruhi jangka hayat. Ini termasuk fibrosis kistik, anemia sel sabit, penyakit Tay-Sachs, dan penyakit Huntington, untuk beberapa nama.
Konsep Utama dalam Teori Genetik Penuaan
Konsep utama dalam genetik dan penuaan merangkumi beberapa konsep dan idea penting mulai dari pemendekan telomere hingga teori mengenai peranan sel stem dalam penuaan.
Telomeres
Pada akhir setiap kromosom kami terdapat sekeping DNA "sampah" yang disebut telomer. Telomeres tidak memberi kod untuk protein tetapi nampaknya mempunyai fungsi pelindung, sehingga ujung DNA tidak melekat pada kepingan DNA lain atau membentuk lingkaran. Setiap kali sel membahagikan sedikit lagi telomere terlepas. Akhirnya. tidak ada DNA sampah yang tersisa, dan pemotongan selanjutnya dapat merosakkan kromosom dan gen sehingga sel mati.
Secara umum, sel rata-rata mampu membelah 50 kali sebelum telomere habis (had Hayflick). Sel barah telah mencari cara untuk tidak membuang, dan kadang-kadang bahkan menambah, bahagian telomere. Selain itu, beberapa sel seperti sel darah putih tidak mengalami proses pemendekan telomere ini. Nampaknya, walaupun gen di semua sel kita mempunyai kata kunci untuk enzim telomerase yang menghalang pemendekan telomere dan bahkan mungkin memanjang, gen hanya "dihidupkan" atau "dinyatakan" seperti yang dikatakan oleh ahli genetik, dalam sel seperti putih sel darah dan sel barah. Para saintis telah berteori bahawa jika telomerase ini entah bagaimana dapat dihidupkan di sel lain (tetapi tidak begitu banyak sehingga pertumbuhan mereka akan menjadi seperti pada sel barah) had umur kita dapat diperluas.
Kajian mendapati bahawa beberapa keadaan kronik seperti tekanan darah tinggi dikaitkan dengan aktiviti telomerase yang lebih rendah sedangkan diet dan senaman yang sihat dikaitkan dengan telomer yang lebih panjang. Berat badan berlebihan juga dikaitkan dengan telomer yang lebih pendek.
Gen Panjang Umur
Gen panjang umur adalah gen spesifik yang berkaitan dengan hidup lebih lama. Dua gen yang berkaitan secara langsung dengan umur panjang adalah SIRT1 (sirtuin 1) dan SIRT2. Para saintis yang melihat sekumpulan lebih dari 800 orang berusia 100 tahun ke atas, menemui tiga perbezaan yang signifikan dalam gen yang berkaitan dengan penuaan.
Penuaan Sel
Penuaan sel merujuk kepada proses di mana sel merosot dari masa ke masa. Ini boleh dikaitkan dengan pemendekan telomer atau proses apoptosis (atau bunuh diri sel) di mana sel-sel lama atau yang rosak dikeluarkan.
Sel stem
Sel induk yang beraneka ragam adalah sel yang belum matang yang berpotensi menjadi jenis sel dalam tubuh. Secara teori, penuaan mungkin berkaitan dengan penipisan sel stem atau kehilangan kemampuan sel induk untuk membezakan atau matang menjadi pelbagai jenis sel. Penting untuk diperhatikan bahawa teori ini merujuk kepada sel induk dewasa, bukan sel stem embrio. Tidak seperti sel induk embrio, sel induk dewasa tidak boleh tumbuh menjadi jenis sel apa pun melainkan hanya sebilangan jenis sel. Sebilangan besar sel dalam badan kita dibezakan, atau matang sepenuhnya, dan sel stem hanya sebilangan kecil sel yang terdapat di dalam badan.
Contoh jenis tisu di mana regenerasi dimungkinkan dengan kaedah ini adalah hati. Ini berbeza dengan tisu otak yang biasanya tidak memiliki potensi regenerasi ini. Kini ada bukti bahawa sel stem sendiri mungkin terjejas dalam proses penuaan, tetapi teori-teori ini serupa dengan masalah ayam-dan-telur. Tidak pasti penuaan berlaku disebabkan oleh perubahan pada sel induk, atau jika sebaliknya, perubahan pada sel induk disebabkan oleh proses penuaan.
Epigenetik
Epigenetik merujuk kepada ekspresi gen. Dengan kata lain, gen mungkin ada tetapi boleh dihidupkan atau dimatikan. Kita tahu bahawa terdapat beberapa gen dalam badan yang dihidupkan hanya untuk jangka waktu tertentu. Bidang epigenetik juga membantu para saintis memahami bagaimana faktor persekitaran boleh berfungsi dalam batasan genetik untuk melindungi atau mendatangkan penyakit.
Dari mana datangnya Sel Stem?Tiga Teori Genetik Utama Penuaan
Seperti yang dinyatakan di atas, terdapat sejumlah besar bukti yang melihat pentingnya gen dalam jangkaan kelangsungan hidup. Apabila melihat teori genetik, ini dipecah menjadi tiga sekolah pemikiran utama.
- Teori pertama mendakwa bahawa penuaan berkaitan dengan mutasi yang berkaitan dengan kelangsungan hidup jangka panjang dan bahawa penuaan berkaitan dengan pengumpulan mutasi genetik yang tidak diperbaiki.
- Teori lain adalah bahawa penuaan berkaitan dengan kesan akhir gen tertentu, dan disebut sebagai antagonisme pleiotropik.
- Namun teori lain, yang disarankan berdasarkan kelangsungan hidup di opossum, adalah bahawa lingkungan yang menimbulkan sedikit bahaya untuk mengganggu harapan hidup akan mengakibatkan peningkatan anggota yang mengalami mutasi yang memperlambat proses penuaan.
Bukti Di Sebalik Teori
Terdapat beberapa bukti yang menyokong teori genetik penuaan, sekurang-kurangnya sebahagiannya.
Mungkin bukti terkuat yang menyokong teori genetik adalah perbezaan spesifik spesies dalam kelangsungan hidup maksimum, dengan beberapa spesies (seperti rama-rama) mempunyai jangka hayat yang sangat pendek, dan yang lain, seperti gajah dan ikan paus, serupa dengan kita. Dalam satu spesies, kelangsungan hidup serupa, tetapi kelangsungan hidup sangat berbeza antara dua spesies yang ukurannya serupa.
Kajian kembar juga menyokong komponen genetik, kerana kembar yang sama (kembar monozigot) lebih serupa dengan jangka hayat daripada kembar yang tidak sama atau kembar dizigotik. Menilai kembar yang sama yang telah dibesarkan bersama dan membeza-bezakannya dengan kembar yang sama dibesarkan dapat membantu memisahkan faktor tingkah laku seperti diet dan tabiat gaya hidup yang lain sebagai penyebab kecenderungan keluarga dalam umur panjang.
Bukti lebih lanjut dalam skala luas telah dijumpai dengan melihat pengaruh mutasi genetik pada haiwan lain.Di beberapa cacing dan juga pada beberapa tikus, satu mutasi gen tunggal dapat memperpanjang kelangsungan hidup lebih dari 50 persen.
Selain itu, kami mencari bukti untuk beberapa mekanisme khusus yang terlibat dalam teori genetik. Pengukuran langsung telomere menunjukkan bahawa telomer rentan terhadap faktor genetik yang dapat mempercepat kadar penuaan.
Bukti Terhadap Teori Genetik Penuaan
Salah satu hujah yang lebih kuat terhadap teori genetik penuaan atau "jangka hayat yang diprogramkan" berasal dari perspektif evolusi. Mengapa ada jangka hayat yang ditentukan di luar pembiakan? Dengan kata lain, "tujuan" apa yang ada untuk hidup setelah seseorang itu membiak dan hidup cukup lama untuk meningkatkan keturunan mereka hingga dewasa?
Juga jelas dari apa yang kita ketahui mengenai gaya hidup dan penyakit bahawa terdapat banyak faktor lain dalam penuaan. Kembar yang sama mungkin mempunyai jangka hayat yang sangat berbeza bergantung kepada pendedahan mereka, faktor gaya hidup mereka (seperti merokok) dan corak aktiviti fizikal.
Garisan bawah
Dianggarkan bahawa gen dapat menjelaskan maksimum 35 persen jangka hayat, tetapi masih banyak yang tidak kita fahami mengenai penuaan daripada yang kita fahami. Secara keseluruhan, kemungkinan penuaan adalah proses multifaktorial, yang bermaksud mungkin gabungan beberapa teori. Penting juga untuk diperhatikan bahawa teori yang dibincangkan di sini tidak saling eksklusif. Konsep epigenetik, atau tidaknya gen yang ada "dinyatakan" atau tidak dapat meningkatkan pemahaman kita.
Sebagai tambahan kepada genetik, ada penentu penuaan lain seperti tingkah laku, pendedahan kita, dan keberuntungan. Anda tidak akan ditakdirkan jika ahli keluarga anda cenderung mati muda, dan anda tidak boleh mengabaikan kesihatan anda walaupun ahli keluarga anda cenderung hidup lama.
Apa yang Boleh Anda Lakukan untuk Mengurangkan Penuaan "Genetik" pada Sel Anda?
Kita diajar untuk makan makanan yang sihat dan aktif dan faktor gaya hidup ini sama pentingnya tidak kira berapa banyak genetik kita yang terlibat dalam penuaan. Amalan yang sama yang nampaknya menjaga kesihatan organ dan tisu badan kita juga dapat menjaga gen dan kromosom kita sihat.
Terlepas dari penyebab penuaan tertentu, ia dapat membuat perbezaan untuk:
- Latihan - Kajian mendapati bahawa aktiviti fizikal bukan sahaja dapat membantu jantung dan paru-paru anda berfungsi dengan baik, tetapi latihan memanjangkan telomer.
- Makan makanan yang sihat - Makanan yang tinggi buah-buahan dan sayur-sayuran dikaitkan dengan aktiviti telomerase yang lebih besar (akibatnya, mengurangkan pemendekan telomer pada sel anda). Makanan tinggi asam lemak omega-3 dikaitkan dengan telomer yang lebih panjang tetapi diet tinggi asid lemak omega-6 adalah sebaliknya dan dikaitkan dengan telomer yang lebih pendek. Selain itu, pengambilan soda pop dikaitkan dengan telomer yang lebih pendek. Reservatrol, bahan yang bertanggungjawab untuk kegembiraan minum wain merah (tetapi juga terdapat dalam jus anggur merah bukan alkohol) nampaknya mengaktifkan protein panjang umur SIRT
- Kurangkan tekanan
- Elakkan karsinogen
- Mengekalkan berat badan yang sihat - Bukan hanya obesiti yang dikaitkan dengan beberapa mekanisme genetik yang berkaitan dengan penuaan yang dinyatakan di atas (seperti peningkatan pemendekan telomer), tetapi kajian berulang telah menemui faedah umur panjang yang berkaitan dengan pembatasan kalori. Prinsip pertama dalam barah gaya hidup pencegahan yang dikemukakan oleh Institut Penyelidikan Kanser Amerika - bersandar sekerap mungkin tanpa kekurangan berat badan - mungkin berperanan dalam umur panjang serta pencegahan barah dan pencegahan kambuh barah.