Kajian menyerlahkan gen utama yang boleh menghalang penurunan fungsi motor apabila organisma semakin tua, buat masa ini dalam cacing
Penuaan adalah proses semula jadi dan tidak dapat dielakkan bagi setiap organisma di mana terdapat penurunan dalam fungsi banyak organ dan tisu yang berbeza. Tiada ubat untuk penuaan. Para saintis sedang meneroka proses penuaan dan sebarang penampakan bagaimana ia boleh diperlahankan adalah tipu daya kepada semua orang.
Apabila haiwan dan manusia semakin tua, terdapat kemerosotan secara beransur-ansur namun ketara motor fungsi disebabkan oleh perubahan dalam sistem neuromuskular - contohnya kekuatan otot yang berkurangan, kuasa otot anggota badan dan lain-lain. Penurunan ini yang biasanya bermula sekitar pertengahan umur adalah ciri penuaan yang paling ketara dan bertanggungjawab untuk kebanyakan masalah yang dihadapi oleh warga tua yang memberi kesan kepada kehidupan berdikari mereka . Untuk dapat menghentikan atau memperlahankan penurunan fungsi motor adalah aspek yang paling mencabar untuk dikaji anti penuaan dan membawa tumpuan kepada unit fungsi asas sistem neuromuskular yang dipanggil 'unit motor' iaitu titik di mana saraf motor dan serat otot bertemu.
Penyelidik dari University of Michigan Life Sciences Institute USA telah mendedahkan punca utama kemerosotan progresif dalam fungsi motor yang bertanggungjawab untuk meningkatkan kelemahan pada cacing kecil yang semakin tua. Lebih-lebih lagi, mereka telah menemui cara untuk memperlahankan penurunan ini. Dalam kajian mereka yang diterbitkan dalam Kemajuan sains, mereka telah mengenal pasti molekul yang boleh menjadi sasaran yang tepat untuk meningkatkan fungsi motor. Dan laluan tertentu dalam cacing ini boleh menunjukkan sesuatu yang serupa dalam mamalia yang semakin tua juga termasuk manusia. Cacing bulat sepanjang milimeter yang dipanggil nematod (C. elegans) mempamerkan corak penuaan yang hampir sama dengan haiwan lain walaupun mereka bertahan hanya selama kira-kira tiga minggu. Tetapi jangka hayat yang terhad ini menjadikan mereka sistem model yang sesuai untuk mengkaji proses saintifik di sebalik penuaan kerana jangka hayat mereka boleh dipantau dengan mudah dalam tempoh masa yang singkat.
Komponen penting penuaan
Apabila cacing berumur, mereka mula beransur-ansur kehilangan fungsi fisiologi mereka. Apabila mereka mencapai pertengahan usia dewasa kemahiran motor mereka mula menunjukkan penurunan. Penyelidik ingin melihat sebab sebenar penurunan ini. Mereka mula memahami perubahan dalam interaksi sel apabila cacing semakin tua dan menganalisis kedudukan di mana neuron motor berkomunikasi dengan tisu otot. Satu gen (dan protein berkaitan) telah dikenal pasti dipanggil SLO-1 (ahli keluarga saluran kalium slowpoke 1) yang mempunyai peranan penting dalam pengawalseliaan komunikasi ini dengan bertindak sebagai pengawal selia. SLO-1 bertindak pada persimpangan neuromuskular dan melembapkan aktiviti neuron yang seterusnya memperlahankan isyarat daripada neuron motor ke tisu otot dan dengan itu mengurangkan fungsi motor.
Penyelidik memanipulasi SLO-1 dengan menggunakan alat genetik standard dan juga ubat bernama paxilline. Dalam kedua-dua senario ini, dua kesan ketara dilihat pada cacing gelang. Pertama, cacing mengekalkan fungsi motor yang lebih baik dan kedua, jangka hayat mereka meningkat berbanding cacing gelang biasa. Jadi, ia seperti mempunyai jangka hayat yang lebih lama tetapi juga dengan kesihatan dan kekuatan yang lebih baik kerana kedua-dua parameter ini dipertingkatkan. Masa adalah kunci untuk campur tangan ini. Manipulasi kepada SLO-1 apabila dilakukan sangat awal dalam jangka hayat cacing tidak mempunyai akibat, dan pada cacing yang sangat muda ia mempunyai kesan sebaliknya yang agak memudaratkan. Intervensi berfungsi paling baik apabila dilakukan pada usia dewasa pertengahan. Penyelidik kini ingin memahami peranan SLO-1 dalam pembangunan awal dalam cacing gelang. Ini boleh membantu untuk mendapatkan pandangan tentang mekanisme asas penuaan kerana campur tangan genetik dan farmakologi sedemikian boleh membantu dalam menggalakkan kesihatan serta panjang umur.
Walaupun kajian ini terhad kepada cacing, SLO-1 dipelihara merentas banyak spesies haiwan dan oleh itu penemuan ini boleh digunakan untuk memahami penuaan dalam organisma model lain juga. Walau bagaimanapun, adalah tidak mudah untuk mengkaji penuaan pada organisma yang lebih tinggi kerana jangka hayat yang lebih lama. Itulah sebabnya eksperimen perlu dijalankan dalam organisma model lain selain daripada cacing seperti yis, Drosophila dan mamalia seperti tikus yang jangka hayatnya maksimum 4 tahun. Eksperimen kemudiannya boleh dijalankan pada saluran sel manusia kerana melakukannya secara in vivo pada manusia adalah mustahil. Eksperimen berterusan diperlukan untuk membongkar mekanisme molekul dan genetik di sebalik penuaan. Kajian ini telah memberikan pengetahuan yang luas tentang sasaran molekul, tapak yang berpotensi dan masa yang tepat di mana strategi anti-penuaan harus digunakan. Kajian itu menerima ketidakpastian penurunan motor tetapi memberi inspirasi untuk mengatasinya dengan menghalang penurunan kognitif dan motor awal.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Li G et al. 2019. Intervensi genetik dan farmakologi dalam sistem saraf motor penuaan memperlahankan penuaan motor dan memanjangkan jangka hayat dalam C. elegans. Kemajuan sains. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau5041
