Semua orang bertambah tua, meskipun tidak semua orang menua dengan cara yang sama. Bagi banyak orang, usia lanjut termasuk penurunan kesehatan yang disebabkan oleh penyakit yang berkaitan dengan usia. Namun ada juga orang yang mempertahankan semangat lebih muda, dan di seluruh dunia, wanita biasanya hidup lebih lama daripada pria. Mengapa demikian? Dalam episode ini, Steven Strogatz berbicara dengan Judith Kampisi dan Dena Dubai, dua peneliti biomedis yang mempelajari penyebab dan akibat penuaan untuk memahami cara kerjanya — dan apa yang para ilmuwan ketahui tentang menunda atau bahkan membalikkan proses penuaan.
Dengarkan Podcast Apple, Spotify, Google Podcast, Mesin penjahit, TuneIn atau aplikasi podcasting favorit Anda, atau Anda bisa streaming dari Quanta.
Salinan
Steven Strogatz (00:03): Saya Steve Strogatz, dan ini Kegembiraan Mengapa podcast dari Majalah Quanta yang membawa Anda ke beberapa pertanyaan terbesar yang belum terjawab dalam sains dan matematika saat ini. Dalam episode ini, kita akan berbicara tentang penuaan. Mengapa tepatnya kita menua? Apa yang terjadi di tingkat sel seiring bertambahnya usia tubuh kita?
(00:22) Para ilmuwan masih mencari banyak jawaban, tetapi ada beberapa kemajuan penting dalam memahami perubahan khas yang kita sebut penuaan. Suatu hari, kemajuan itu mungkin tidak hanya membantu kita hidup lebih lama, tetapi juga hidup lebih baik. Lagi pula, hidup bertahun-tahun mungkin tidak terlalu murah jika itu berarti menderita penyakit seperti Alzheimer atau Parkinson. Kita akan bertanya apa peran gen kita dalam penuaan? Dan mengapa rata-rata wanita cenderung hidup lebih lama daripada pria? Dan juga, apa yang ditemukan oleh penelitian tentang cara kita memperlambat proses penuaan?
(01:00) Nanti di episode ini, kita akan mendengar dari Dr. Dena Dubal, profesor di departemen neurologi di Weill Institute for Neurosciences di University of California, San Francisco. Tetapi pertama-tama, yang bergabung dengan saya sekarang adalah Dr. Judith Campisi, seorang ahli biokimia dan biologi sel serta profesor di Buck Institute for Research on Aging. Laboratoriumnya di sana berfokus pada penuaan seluler, sebuah konsep yang akan segera kami uraikan. Dia adalah co-editor di kepala Penuaan jurnal. Judy, terima kasih banyak telah bergabung dengan kami hari ini.
Judith Kampisi (01:34): Dengan senang hati.
Strogatz (01:35): Saya sangat senang bisa membicarakan hal ini dengan Anda. Yah, tentu saja, kita semua semakin tua, dan kita semua merasakannya. Namun, itu menimbulkan banyak pertanyaan, seperti mengapa itu terjadi? Apakah itu sesuatu yang alam lakukan dengan sengaja? Apakah karena tubuh kita sudah aus seperti mesin tua? Atau bagaimana kita harus memikirkannya?
kampus (01:54): Saya pikir cara kita harus memikirkannya adalah dalam konteks evolusi. Jika Anda berpikir tentang manusia, umur kita, selama evolusi kita, penuaan tidak pernah terjadi. Tidak ada penyakit Parkinson, tidak ada penyakit Alzheimer, tidak ada kanker. Semua orang mati pada usia 40 atau 45 tahun. Jadi evolusi menempatkan cara untuk menjaga organisme muda yang sehat secara reproduktif hanya untuk beberapa dekade, tentu saja tidak untuk beberapa dekade yang kita jalani.
(02:35) Sekarang, banyak proses yang terjadi selama penuaan benar-benar terjadi sebagai akibat dari menurunnya kekuatan seleksi alam. Artinya, tidak ada seleksi alam untuk penyakit ini. Proses yang kami pelajari, penuaan seluler, sekarang jelas — dan tentu saja pada model tikus — bahwa proses ini, proses seluler, mendorong sejumlah besar penyakit terkait usia, mulai dari degenerasi makula, hingga penyakit Parkinson, penyakit kardiovaskular, dan bahkan kanker usia lanjut, tetapi berkembang untuk melindungi organisme muda dari kanker.
(03:19) Jadi kita tentu tidak ingin menghentikannya ketika kita masih muda. Ini juga membantu menyempurnakan struktur tertentu selama embriogenesis. Dan itu memulai persalinan pada wanita di plasenta. Jadi, inilah hal-hal yang dipilih oleh evolusi. Dan inilah mengapa kita harus berhati-hati dalam melakukan intervensi. Dan itu berlaku untuk hampir semua hal yang terjadi seiring bertambahnya usia. Evolusi tidak mencoba membuat kita tua. Evolusi mencoba membuat kita muda dan sehat. Dan terkadang itu datang dengan biaya.
Strogatz (03:56): Ini adalah perspektif yang menarik, sebenarnya, bahwa hal-hal yang sehat bagi kita ketika kita masih muda dan yang akan dipilih oleh evolusi dapat memiliki konsekuensi yang tidak disengaja ini. Bahwa karena kita bisa memperpanjang umur — saya kira melalui diet atau obat-obatan yang lebih baik, segala macam hal — sekarang apa yang dulu membantu kita bisa menyakiti kita.
kampus (04:15): Ya, gagasan bahwa apa yang baik untuk Anda saat Anda muda, bisa menjadi buruk bagi Anda saat Anda tua. Itu diusulkan pada 1950-an oleh seorang pria bernama george williams, seorang ahli biologi evolusioner bernama George Williams. Tidak ada data molekuler saat itu, lho. Tidak ada genom yang telah diurutkan. Dia menunjukkan evolusi tidak pernah harus menyempurnakan prostat. Jika Anda tidak memiliki prostat yang baik, Anda tidak memiliki bayi yang baik. Anda tidak membuat bayi yang baik. Di sisi lain, hampir tak terelakkan seiring bertambahnya usia, di atas usia, katakanlah, 50 atau lebih, prostat mulai membesar dan tentu saja menjadi kemungkinan berkembang menjadi kanker. Namun itu tidak terjadi pada sebagian besar sejarah evolusi kita.
Strogatz (05:02): Wah. Jadi mari kita masuk ke sel karena ini — sangat kaya dan menakjubkan apa yang Anda dan siswa serta kolega Anda temukan di tingkat seluler. Jadi bisakah Anda menjelaskan apa artinya sel menjadi tua?
kampus (05:17): Ini adalah keadaan di mana sel masuk, di mana ia mengadopsi tiga sifat baru. Salah satunya adalah menyerah hampir selamanya, hampir selamanya, kemampuan untuk membagi. Ia akan cenderung menolak kematian. Dan yang paling penting, ia cenderung mengeluarkan banyak molekul yang dapat memiliki efek pada sel-sel tetangga, dan juga dalam sirkulasi. Tidak banyak sel yang telah dipelajari ketika mereka menjadi tua. Dan hampir semua hal lain yang kita ketahui tentang penuaan perlahan berubah saat kita belajar lebih banyak tentang berbagai jenis sel dan berbagai cara sel memasuki penuaan.
(06:00) Oke, jadi mereka berhenti membagi. Dan itu masuk akal bahwa itu akan mencegah kanker. Hal lain adalah mereka menjadi relatif tahan terhadap kematian sel. Itu adalah mereka bertahan. Dan ini bisa menjelaskan mengapa mereka meningkat seiring bertambahnya usia, dan memang demikian. Banyak orang sekarang telah melihat banyak, banyak jaringan vertebrata. Dan sepertinya semakin tua jaringannya, semakin banyak sel-sel tua yang ada.
(06:29) Peringatan untuk pernyataan itu adalah, jumlahnya masih sangat sedikit bahkan di jaringan yang sangat tua dan sangat sakit. Paling banyak beberapa persen. Jadi mengapa orang berpikir ini ada hubungannya dengan penuaan? Hal ketiga yang terjadi ketika sel menjadi tua adalah mereka mulai mengeluarkan sejumlah besar molekul yang memiliki aktivitas biologis di luar sel. Dan itu berarti bahwa sel-sel tua itu dapat memanggil sel-sel kekebalan ke tempat mereka berada, itu dapat menyebabkan sel-sel tetangga gagal berfungsi. Dan itu pada dasarnya menyebabkan situasi yang secara klasik disebut peradangan kronis. Anda tahu, dan tentu saja, peradangan kronis juga merupakan risiko besar untuk mengembangkan kanker terkait usia. Tidak begitu banyak kanker anak-anak, tetapi kanker yang berkaitan dengan usia.
Strogatz (07:26): Jadi sebagian kecil sel yang berhenti membelah bertahan lama, tidak — tidak mati, namun mengeluarkan molekul yang memanggil sel kekebalan atau bagian lain dari sistem kekebalan untuk datang. Dan apa — maksudku, apakah mereka memberi isyarat “datang dan bunuh aku”? Atau apa yang terjadi? Mengapa mereka, untuk apa mereka merahasiakannya?
kampus (07:50): Ya, jadi mereka mengeluarkan sejumlah besar molekul. Jadi beberapa di antaranya adalah faktor pertumbuhan. Dan kami melaporkan beberapa waktu lalu, bahwa setidaknya pada tikus, jika Anda membuat luka, seperti luka kulit — hanya sedikit biopsi pukulan di bagian belakang tikus — di lokasi luka itu, sel-sel tua terbentuk dalam beberapa hari, dan mereka mengeluarkan faktor pertumbuhan yang membantu menyembuhkan luka.
(08:17) Inilah sebabnya mengapa evolusi dipilih untuk fenotipe ini. Tidak semuanya buruk. Di sisi lain, jika Anda memiliki sel pra-kanker di dekatnya, dan faktor pertumbuhan tersebut sekarang sedang disekresikan, dan sel kanker ini melihatnya, kemungkinan sel kanker itu akan bangun dan mulai membentuk tumor. Jadi sekali lagi, baik untuk Anda ketika Anda masih muda, buruk untuk Anda ketika Anda sudah tua.
Strogatz (08:44): Baiklah, izinkan saya menanyakan beberapa hal mendasar saat kita berbicara tentang sel tua, karena saya rasa ada beberapa hal yang membuat saya penasaran. Misalnya, haruskah saya menganggap mereka telah memulai seperti jenis sel lain dan sesuatu yang membuat mereka berada di jalur untuk menjadi tua? Atau kita terlahir bersama mereka? Atau apa, apa cara yang tepat untuk memikirkan hal ini?
kampus (09:04): Saya pikir di mana medannya sekarang adalah kita mulai menyadari bahwa semua sel tua tidak sama. Dan kemudian pertanyaannya adalah, mengapa apa yang dimulai sebagai sel normal — jadi Anda benar, Anda memulai dengan sel normal. Apa yang membuatnya memasuki keadaan aneh ini di mana ia tidak membelah? Dan ia memiliki semua molekul yang harus dibuat dan disekresikannya. Dan jawabannya adalah, jenis stres yang cenderung kita kaitkan dengan kanker dan penuaan. Jadi misalnya, apa pun yang merusak genom atau bahkan merusak apa yang sekarang kita sebut epigenom. Cara gen diatur di dalam nukleus, segala sesuatu yang merusak yang berpotensi mendorong sel ke keadaan tua ini.
(09:51) Di sisi lain, ada juga tekanan yang tidak kita pikirkan seperti biasanya — pasti terkait, tidak terkait dengan kanker. Tetapi hal-hal, misalnya, seperti produk akhir glikasi lanjut, reaksi kimia yang terjadi ketika kadar glukosa terlalu tinggi. Jadi ini adalah masalah besar dengan orang-orang yang memiliki diabetes atau kondisi pra-diabetes. Jadi itu, bahan kimia itu juga bisa menyebabkan sel menjadi tua. Jadi lebih tepat untuk menyebutnya sebagai respons stres, kecuali tidak semua stres mengakibatkan penuaan.
Strogatz (10:30): Mari kita, jika kita bisa, berbicara tentang percobaan tikus yang Anda dan kelompok Anda telah lakukan — benar-benar percobaan perintis di mana Anda telah menggunakan teknik dalam biologi molekuler tikus transgenik. Mungkin pertama-tama, Anda harus memberi tahu kami apa itu, dan kemudian bagaimana Anda menggunakannya sebagai semacam testbed untuk Bagaimana Menyingkirkan Sel-sel tua yang buruk.
kampus (10:49): Jadi sekarang dalam biologi, cukup sederhana dan mudah untuk menyisipkan DNA ke dalam genom tikus, dan kemudian tikus itu berkembang menjadi tikus dewasa besar dan tikus dewasa itu membuat bayi. Dan mouse yang kami buat, trans ini—. Jadi itu disebut transgen, tikus transgenik yang kami buat, membawa sepotong DNA yang memiliki protein asing yang dibuat ketika sel menjadi tua. Dan protein asing itu memiliki tiga bagian. Sebuah molekul yang kita sebut luminescent, artinya kita bisa membayangkan sel-sel pada hewan hidup. Itu memiliki protein fluoresen, yang berarti kita bisa menyortir sel-sel tua dari jaringan tikus itu. Tapi yang paling penting, ia memiliki gen pembunuh, gen yang biasanya benar-benar jinak. Tetapi jika Anda memberi makan obat, yang juga sangat jinak, obat itu dan kehadiran gen asing itu akan menyebabkan sel-sel tua mati.
(12:01) Jadi kami membuat mouse ini beberapa waktu lalu. Dan kami telah membagikannya dengan lusinan laboratorium akademis yang mempelajari berbagai penyakit penuaan: penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson, penyakit kardiovaskular, kanker terkait usia, osteoporosis, osteoartritis, dan lain-lain. Dan hasilnya sangat mencengangkan.
(12:27) Jika Anda menghilangkan sel-sel tua, adalah mungkin untuk melakukan salah satu dari tiga hal untuk patologi yang berkaitan dengan usia: Anda membuatnya kurang parah, atau Anda menunda onsetnya, atau — dan ini, tentu saja, yang kita semua sukai — dalam beberapa kasus, Anda bahkan dapat membalikkan patologi itu.
Strogatz (12:49): Wah.
kampus: Saya tahu. Itu benar untuk osteoartritis sejauh ini. Jadi ini sekarang semacam memberi daging pada gagasan bahwa mengembangkan obat-obatan yang dapat melakukan apa yang dapat dilakukan oleh transgen kita. Sudah terlambat bagi setiap orang dewasa untuk mendapatkan transgen mereka. Tetapi jika Anda memiliki bayi yang belum lahir, itu mungkin.
Strogatz (13:09): Oh, saya mengerti tujuan Anda. Maksud saya, itu, tentu saja, itu adalah sekaleng besar cacing bagi kita, bukankah untuk berpikir bahwa, Anda tahu —
kampus (13:15): Saya tahu, itu terlalu politis. Ini sudah dilakukan.
Strogatz (13:17): Oh, benarkah?
kampus (13:19): Nah, sudah selesai. Itu sudah dilakukan di Cina. Benar?
Strogatz (13:22): Anda mengatakan bahwa janin — atau sebelum janin —
kampus (13:25): Itu benar. Direkayasa. Ya. Saya tidak tahu orang yang melakukannya, orang Cina yang melakukannya dikutuk oleh masyarakat karena tidak ada cukup kontrol di sana. Tidak ada pengawasan, dan lain-lain, dan lain-lain. Tapi itu mungkin. Tidak ada alasan intelektual mengapa kita tidak bisa membuat orang transgenik. Dan tebakan saya adalah, bukan hanya China.
Strogatz (13:45): Oke, dalam hal apa yang sebenarnya — kami tahu bahwa Anda telah melakukannya — Anda dan orang lain melakukan tikus transgenik, jika saya — pastikan saya mengerti. Anda mengatakan ada tiga bagian pada transgen, dua di antaranya sepertinya untuk dideteksi. Jadi ada bagian luminescent dan fluorescent. Tapi, bagian pembunuhnya adalah bagian yang memainkan peran — di masa depan — obat-obatan, saya kira, yang bisa membunuh sel-sel tua yang buruk. Anda memiliki mekanisme genetik ini —
kampus (13:46): Tepat sekali. Jadi obat yang kami gunakan untuk membunuh sel-sel tua pada tikus tidak akan bekerja pada manusia karena manusia tidak transgenik. Tapi idenya sekarang adalah mengembangkan obat baru. Dan mereka sedang dikembangkan. Di sana, sudah ada beberapa yang digunakan pada tikus, dan bahkan beberapa dalam uji klinis tahap awal pada orang dengan gagasan bahwa mereka akan meniru apa yang dapat dilakukan transgen kita dengan adanya obat yang tidak berbahaya ini.
Strogatz (14:13): Dan lucunya di sini adalah bahwa jika ini benar-benar terjadi, ini memberi kami harapan untuk, seperti yang Anda katakan, menunda, memperbaiki atau dalam beberapa kasus mungkin — sekali lagi, kami sedang bermimpi, tapi sepertinya ada ilmu di balik ini - atau mungkin membalikkan beberapa dari banyak penyakit yang berkaitan dengan usia ini. Hanya yang Anda ceritakan kepada kami. Ya. Wow.
kampus (15:01): Anda akan mati di lapangan tenis pada pukul 110. Tapi Anda akan menang.
Strogatz (15:06): Terima kasih banyak, Judy. Ini hanya percakapan yang menyenangkan, dengan senang hati.
Penyiar (15:14): Jelajahi lebih banyak misteri sains di Majalah Quanta Book Alice dan Bob Bertemu dengan Bola Api, diterbitkan oleh The MIT Press. Tersedia sekarang di Amazon.com, Barnesandnoble.com atau toko buku lokal Anda. Juga, pastikan untuk memberi tahu teman Anda tentang Kegembiraan Mengapa podcast dan beri kami ulasan positif atau ikuti di mana Anda mendengarkan. Ini membantu orang menemukan podcast ini.
Strogatz (15:39): Mengapa kita menua dan apa yang terjadi pada tubuh kita seiring bertambahnya usia adalah dua misteri terbesar tentang penuaan. Misteri lain berkaitan dengan perbedaan jenis kelamin. Wanita cenderung hidup lebih lama daripada pria. Sering dikatakan bahwa mereka hidup tiga sampai lima tahun lebih lama. Tapi sungguh, jika Anda melihat statistik global, Anda melihat bahwa di beberapa tempat, wanita hidup lebih dari 10 tahun lebih lama. Jadi apa yang membuat wanita lebih tangguh? Tubuh wanita berusia 70 tahun mungkin lebih muda dari usianya 70 tahun secara biologis jika dibandingkan dengan pria berusia 70 tahun. Para peneliti penuaan mengatakan bahwa jam epigenetik berjalan berbeda untuk masing-masing.
(16:19) Jika kita dapat memahami mengapa otak wanita mungkin juga menua secara berbeda dari otak pria, kita mungkin dapat mengembangkan terapi untuk membantu semua orang. Penelitian atas pertanyaan ini membawa kita ke dalam protein dan kromosom seks dan hormon. Tujuannya adalah untuk memahami semua ini dengan lebih baik. Bisakah kita memperlambat proses penuaan?
(16:39) Bergabung dengan saya sekarang untuk membahas semua ini adalah Dr. Dena Dubal. Dia adalah profesor neurologi di Universitas California, Institut Weill untuk Ilmu Saraf San Francisco. Laboratoriumnya mempelajari umur panjang wanita dan otak yang menua. Apa yang membuatnya tahan terhadap penurunan kognitif? Dr. Dubal juga seorang penyelidik di Kolaborasi Simons di Plastisitas dan Otak yang Menua. Dena, terima kasih banyak telah bergabung dengan kami hari ini.
Dena Dubai (17:06): Dengan senang hati. Terima kasih telah mengundang saya.
Strogatz (17:08): Yah, saya benar-benar bersemangat dengan ini. Anda tahu, saya pikir di keluarga saya sendiri tentang betapa tajamnya beberapa wanita di tahun 90-an, bahkan. Saya baru-baru ini memiliki seorang bibi yang baru saja meninggal tepat sebelum ulang tahunnya yang ke-100. Dia telah merokok sepanjang hidupnya. Tapi dia tajam. Dan saya tidak tahu bagaimana dia bisa hidup begitu lama. Laki-laki semuanya pergi, para suami semuanya meninggal.
dubal (17:32): Ya, saya melihat sesuatu yang serupa di keluarga asal saya, ketika saya masih sangat muda, dan itu adalah bahwa wanita hidup lebih lama daripada pria. Dan setiap musim panas tumbuh dewasa, orang tua saya akan membawa saya kembali ke India, negara asal mereka. Mereka adalah imigran dari India. Dan kami akan menghabiskan waktu di sebuah desa yang sangat kecil di Gujarat barat. Dan sungguh luar biasa bahwa para lansia, kebanyakan adalah wanita. Dan saya memiliki seorang nenek buyut, yang bernama Rumba, yang hanyalah seorang wanita luar biasa, tidak berpendidikan, tetapi sangat pintar. Dan dia hidup hampir sampai usia 90-an. Dan suaminya, kakek buyut saya, meskipun kuat, tinggi, tampan dan juga sangat pintar, dia meninggal di awal usia 40-an. Jadi umurnya hampir dua kali lipat dari umurnya. Dan ini benar-benar terlihat di seluruh keluarga besar saya, bahwa wanita hidup lebih lama daripada pria dan saya selalu bertanya-tanya mengapa demikian.
Strogatz (18:41): Maksud saya, saya yakin banyak pendengar kita memikirkan hal yang sama. Ini adalah pengalaman yang cukup umum bahwa, wanita hidup lebih lama dari pria. Tentu saja, itu tidak universal. Ada pengecualian untuk semua jenis alasan, tetapi, itu hanya tren umum yang luar biasa.
dubal (18:55): Jadi di setiap masyarakat yang mencatat kematian di seluruh dunia, wanita hidup lebih lama daripada pria. Dari Sierra Leone, di mana umurnya lebih rendah, ke Jepang dan Swedia, di mana umurnya jauh lebih lama. Tapi inilah informasi yang sangat menarik: Ketika kita melihat secara historis di berbagai negara dan masyarakat, pada saat kematian yang ekstrim, seperti kelaparan dan seperti epidemi, anak perempuan akan hidup lebih lama daripada anak laki-laki dan perempuan akan hidup lebih lama daripada laki-laki.
(19:34) Dan ini, ini benar-benar menunjukkan kepada kita bahwa ada dasar biologis untuk umur panjang wanita, karena bahkan ketika ada stres yang sangat tinggi dan sama di lingkungan dengan kematian yang sangat tinggi, anak perempuan hidup lebih lama dari anak laki-laki dan perempuan. hidup lebih lama dari laki-laki. Ada saat-saat yang sangat, sangat menyedihkan dan sangat luar biasa, yang menunjukkan hal ini termasuk kelaparan Irlandia dan banyak, banyak contoh lain dalam sejarah dunia kita.
Strogatz (20:04): Sungguh, sangat menarik untuk berpikir bahwa entah bagaimana itu begitu intrinsik, bahwa ada sesuatu — Anda tahu, Anda telah menyebutkan aspek budaya, tetapi rasanya seperti ada sesuatu yang murni biologis juga terjadi. Dan saya ingin tahu apakah kita bisa masuk ke dalamnya. Maksud saya, apakah ada sesuatu yang terjadi di dalam tubuh itu sendiri yang dapat menjelaskan perbedaan-perbedaan ini?
dubal (20:26): Menurut saya, mungkin ada empat alasan utama. Jika kita memikirkan hal ini, secara biologis, mengapa bisa ada perbedaan jenis kelamin dan umur panjang manusia. Salah satunya berkaitan dengan kromosom seks, genetika kita, kode genetik kita, dan setiap sel dalam tubuh kita. Dan itu adalah bahwa mamalia betina dan tentu saja mamalia manusia betina memiliki dua kromosom X di setiap selnya. Salah satunya tidak aktif selama perkembangan, tetapi ada dua kromosom X, dan itu adalah pelengkap kromosom seks wanita dan anak perempuan. Sebaliknya, anak laki-laki dan laki-laki memiliki satu X dan satu Y.
(21:12) Jadi di sini sudah di awal, ada perbedaan yang sangat jelas dan mencolok dalam genetika kita. Dan dengan perbedaan ini, dan XX pada wanita dibandingkan dengan XY pada pria, di sana, muncul alasan biologis, untuk perbedaan jenis kelamin dalam umur panjang. Salah satunya adalah pada laki-laki, ada kehadiran Y. Dan diperkirakan, meskipun tidak ditunjukkan secara eksperimental, bahwa mungkin ada efek toksik atau efek merusak dari kehadiran kromosom Y.
Strogatz (21:48): Wah, ide yang bagus. Nah, mengapa makhluk hidup menjadi tua? Mengapa kita tidak hidup selamanya? Apa yang menyebabkan penuaan?
dubal (21:56): Itu pertanyaan yang sangat sederhana namun filosofis. Saya akan mengatakan bahwa penuaan adalah apa yang terjadi dengan berlalunya waktu pada biologi sel. Terjadi perubahan fungsi biologis yang mengarah pada disfungsi dan kerentanan terhadap penyakit. Salah satu penyebab utama adalah ketidakstabilan genetik. Jadi seiring waktu, kode genetik kita menjadi lebih tidak stabil. Beberapa mutasi akan terjadi. Bagian dari gen kita melompat-lompat — itu disebut transposon — dan mengganggu bagian lain dari kode genetik kita. Ada perubahan yang terjadi – epigenetik, yang berarti di atas gen kita – yang pada akhirnya mengubah cara sel kita mengekspresikan diri. Dan itu menjadi tidak teratur dan lebih disfungsional seiring waktu seiring bertambahnya usia.
Strogatz (22:54): Baiklah, jadi begitulah, kisah mengapa kita menua pada waktu itu ternyata sangat beragam.
dubal (23:01): Ya, ya, dan hilangnya apa yang kita sebut homeostasis. Tapi sungguh, apa itu, adalah pemeliharaan protein. Bagaimana mereka dibalik, bagaimana mereka dimodifikasi, bagaimana mereka dilipat, apa yang dilakukan dengan protein dalam sel kita. Dan pemeliharaan protein ini menurun seiring bertambahnya usia. Dan kemudian ada penumpukan kotoran, seperti kekacauan, yang benar-benar menghambat proses seluler dan berkontribusi pada penuaan juga. Mitokondria adalah pembangkit tenaga sel kita, dan mereka memiliki lebih banyak disfungsi dengan penuaan.
(23:40) Ini membawa kita kembali ke kemungkinan alasan biologis lain untuk umur panjang wanita, ini membawa saya ke sesuatu yang disebut "kutukan ibu." Jadi semua mitokondria di semua sel Anda, Steve, dan semua milik saya, diwarisi dari ibu kita. Jadi dalam proses pembelahan sel dan penciptaan zigot, ibu mewariskan mitokondria mereka, bukan ayah. Jadi ini, ini menjadi sangat penting karena mitokondria hanya bisa mengalami evolusi dalam tubuh wanita. Laki-laki tidak akan pernah meneruskan mitokondria mereka.
(24:24) Dan pada akhirnya, yang diprediksi adalah bahwa fungsi mitokondria lebih berkembang ke fisiologi wanita, jika dibandingkan dengan fisiologi pria. Dan ini mungkin membuat perbedaan dengan penuaan ketika segala sesuatunya mulai serba salah. Sel wanita mungkin lebih fit karena mitokondrianya lebih berkembang ke sel wanita dibandingkan dengan sel pria. Bagi laki-laki, itu akan menjadi kutukan seorang ibu.
Strogatz (24:50): Dan kemudian berkah seorang ibu untuk wanita, mungkin. Menarik. Ini adalah hal yang menarik. Wow. Jadi itu memberi saya gambaran besar yang sangat bagus tentang apa yang terjadi. Jadi, hidup lebih lama hanyalah salah satu aspek dari apa yang akan kita bahas di sini. Ada juga masalah hidup lebih baik, kan? Dalam hal tidak — dalam kasus orang, tidak mengalami penurunan kognitif yang kita — atau mengurangi itu, yang kita semua kaitkan dengan bertambahnya usia.
dubal (25:18): Ya. Jadi, umur adalah satu hal, bukan? Bagaimana, berapa lama seseorang hidup? Dan saat ini orang tertua yang tercatat dalam sejarah telah hidup hingga sekitar 122 tahun. Tapi kemudian rentang kesehatan benar-benar merupakan ukuran berapa tahun hidup yang sehat dari satu kehidupan. Itulah yang kami cita-citakan, benar-benar rentang kesehatan yang sehat, di mana kami tidak menderita kanker, penyakit kardiovaskular, penyakit neurodegeneratif, seperti Alzheimer, penurunan kognitif dan banyak lagi yang terjadi dengan penuaan.
(25:58) Jadi dengan rentang kesehatan yang sangat baik, seseorang menjalani hidup yang sehat tanpa kondisi kronis yang melemahkan ini sampai, katakanlah, 100 dan kemudian seseorang meninggal dengan tenang dalam tidurnya karena pneumonia, katakanlah. Tapi itu rentang kesehatan. Ini benar-benar hidup yang dijalani tanpa penyakit. Dan, Anda tahu, alasan mengapa kita begitu tertarik pada umur adalah karena hal-hal yang membantu kita hidup lebih lama cenderung membantu kita hidup lebih baik.
(26:32) Jadi, jika kita dapat memahami molekul-molekul yang bekerja sama untuk berkonspirasi menuju umur panjang, kita dapat memanen molekul-molekul itu untuk membantu memerangi penyakit. Dan itulah mengapa kami sangat tertarik pada, "Wow, mengapa wanita hidup lebih lama daripada pria?" Apakah ada beberapa biologi penuaan yang dapat ditemukan, dipelajari dan kemudian dipanen menuju rentang kesehatan yang lebih baik pada pria dan wanita?
Strogatz (27:02): Kalau begitu, mari kita mulai membahasnya. Maksud saya, saya kira akal sehat kita akan mengatakan bahwa itu pasti tentang hormon seks. Bahwa kita mengasosiasikan testosteron dengan pria, estrogen dengan wanita. Apakah estrogen itulah rahasianya, yang entah bagaimana melindungi? Atau mari, mari kita mulai dengan itu. Apakah ini cerita tentang estrogen?
dubal (27:24): Ya, itu pertanyaan emas. Jadi ini membawa saya ke alasan biologis keempat untuk perbedaan jenis kelamin dalam umur panjang. Salah satunya adalah, mungkinkah kehadiran Y yang meningkatkan kematian? Apakah X ekstra pada wanita yang memperpanjang umur? Apakah kutukan ibu dari pewarisan mitokondria hanya dari ibu yang bekerja melawan laki-laki? Dan keempat, bagaimana dengan hormon seks? Mungkinkah testosteron menurunkan umur pada pria dan estrogen meningkatkannya pada wanita?
(27:58) Saya pikir ini adalah kemungkinan yang sangat penting dan mempertimbangkan perbedaan jenis kelamin dalam biologi dan umur panjang. Dan kami memiliki beberapa petunjuk yang sangat menarik dari eksperimen alami manusia dan eksperimen pada hewan.
(28:16) Ada beberapa dukungan bahwa menghilangkan testosteron memperpanjang hidup. Dinasti Chosun Korea memiliki populasi kasim Korea, yang dikebiri. Mereka adalah anggota dinasti dan istana kekaisaran yang berguna dan dihormati. Dan mereka menjalani kehidupan yang sangat panjang, kehidupan yang jauh lebih lama daripada pria dengan status sosial ekonomi yang sama yang hidup pada waktu yang sama — rata-rata, 15 tahun lebih lama.
Strogatz (28:49): Ini luar biasa.
dubal (28:51): Benar?
Strogatz (28:52): Wah!
dubal (28:52): Ini menunjukkan bahwa penurunan testosteron memperpanjang hidup. Dan kita melihat ini, sebenarnya. Ada penelitian pada hewan di mana domba dikebiri dan akan hidup lebih lama dibandingkan dengan yang tidak. Dan beberapa penelitian yang sangat kuat pada anjing. Tentu saja, kami memandulkan anjing kami dan anjing jantan yang dikebiri akan hidup lebih lama daripada anjing jantan yang tidak dikebiri.
(29:16): Tapi, Steve, saya harus memberitahu Anda bahwa pertanyaan yang Anda ajukan ini telah membakar saya selama bertahun-tahun. Mungkinkah hormon yang berkontribusi pada umur panjang wanita? Apakah itu estrogen, atau mungkinkah kromosom seks yang berkontribusi pada umur panjang? Dan sampai saat itu, kami melakukan eksperimen yang sangat rapi untuk dapat membedah kedua penyebab tersebut, dan saya ingin menjelaskannya jika ini saat yang tepat.
Strogatz (29:42): Ini sempurna dan, dan saya suka Anda, Anda menggambarkannya rapi karena saya membaca — dalam membaca tentangnya untuk mempersiapkan percakapan kita. Saya pikir ini sangat elegan dan — Anda tahu, ini seperti sains primo. Ini adalah metode ilmiah, untuk mengajukan pertanyaan rumit ini dan menemukan cara untuk mendapatkan perkiraan yang baik untuk sebuah jawaban.
dubal (30:04): Eksperimen yang sangat menarik untuk dilakukan. Dan tidak masalah apa hasilnya, kami harus mengikuti sains dan sains akan memberi tahu kami sesuatu tentang penyebab perbedaan jenis kelamin dalam umur panjang.
(30:18) Jadi untuk dapat membedakan apakah umur panjang wanita didorong oleh hormon, atau oleh kromosom seks, kami menggunakan model hewan yang sangat elegan, seperti yang Anda katakan, yang disebut model FCG, "empat genotipe inti" model. Dan pada tikus ini, ada manipulasi genetik, ada rekayasa genetika yang terjadi. Dan itu di kromosom Y, ada ini SRY, atau faktor penentu testis, ada gen yang menyebabkan diferensiasi pria dan produksi testis dan testosteron.
(30:58) Jadi dalam model ini, SRY diambil dari kromosom Y dan ditambahkan ke autosom lain, kromosom non-seks. Dan yang memungkinkan adalah pewarisan faktor penentu testis ini, SRY, pewarisannya oleh laki-laki yang XY atau oleh perempuan yang XX. Jadi pada akhirnya, rekayasa genetika ini memungkinkan terciptanya tikus yang memiliki empat jenis kelamin: tikus XX dengan ovarium, yaitu genotipe dan fenotipe biologis wanita yang khas. Tikus XX yang telah berkembang menjadi jantan dengan testis. Dan itu lagi, karena mereka mewarisi faktor penentu testis SRY dan mereka telah dibedakan sebagai laki-laki dan mereka, mereka tidak dapat dibedakan dari tikus jantan lainnya, kecuali bahwa mereka XX. Jadi mereka memiliki testis, mereka memiliki perilaku reproduksi pria, mereka berejakulasi. Mereka bertarung di kandang mereka. Mereka adalah tikus jantan, kecuali mereka XX.
Strogatz (32:10): Hmm. Jadi saya mengerti. Saya ingin memastikan semua orang yang mendengarkan memahaminya karena sangat luar biasa cara melakukan hal-hal yang dapat Anda buat. Maksud saya, izinkan saya menjelaskannya secara kasar - saya pikir itu kira-kira benar - secara fenotip, di luar, mereka terlihat seperti laki-laki tetapi di dalam, dalam hal kromosom mereka, mereka terlihat seperti perempuan.
dubal (32:29): Benar. Betul sekali. Dan kemudian kami melakukan hal yang sama pada jantan, karena kami menghasilkan jantan XY yang tidak memiliki faktor penentu testis dan telah berkembang secara default sebagai betina — yaitu, mereka tidak dapat dibedakan dari tikus betina lainnya. Mereka memiliki ovarium, mereka memiliki rahim, mereka siklus, mereka memiliki perilaku reproduksi betina, mereka adalah tikus betina, kecuali genetika mereka XY. Dan kemudian kita memiliki laki-laki yang khas, yaitu laki-laki XY yang telah mengembangkan fenotipe laki-laki.
(33:08) Jadi model ini menghasilkan empat genotipe seks dengan jantan dan betina, XX dan XY yang berkembang dengan ovarium atau testis. Dan ini memungkinkan kami untuk benar-benar melacak tikus mana yang akan hidup lebih lama. Apakah tikus yang memiliki ovarium terlepas dari menjadi XX atau XY? Atau tikus yang XX, yang memiliki genetika betina, terlepas dari tumbuh dengan ovarium atau testis?
Strogatz (33:37): Sebelum Anda mengungkapkan jawabannya? Izinkan saya mengajukan pertanyaan dengan cara yang berbeda karena saya ingin semua orang merenungkan pertanyaan ini di kepala mereka, dan menebak apa jawabannya. Jadi pertanyaannya adalah, Anda telah menciptakan hal yang agak sulit untuk kita pikirkan, tapi saya pikir kita sudah mendapatkannya. Keempat jenis kelamin ini, laki-laki tradisional, perempuan tradisional, laki-laki secara genetik, tapi saya tidak tahu yang mana yang Anda sebut laki-laki. Apakah Anda menelepon - Anda menelepon, Anda menyebut laki-laki sebagai sesuatu yang XY, benar?
dubal (34:07): Ya. Tapi itu, ini masalah selera dan, dan gaya.
Strogatz (34:11): Oke, tapi ini adalah organisme yang XY tetapi memiliki ovarium, ya. Atau Anda dapat memiliki organisme yang X. Ini bukan organ. Ini adalah tikus yang memiliki XX, tetapi memiliki testis.
dubal (34:24): Ini, ini sudoku. Ini seperti sudoku ilmiah.
Strogatz (34:30): Bagus sekali.
dubal (34:30): Ya, kami sebenarnya tidak memiliki hipotesis khusus, kami akan mengikuti sains. Dan apa yang kami temukan dengan sangat jelas, adalah bahwa tikus dengan dua kromosom X hidup lebih lama daripada tikus yang XY. Jadi tikus XX, terlepas dari tumbuh dengan ovarium dan memiliki banyak estrogen, atau terlepas dari memiliki testis dan banyak testosteron, tikus XX yang hidup lebih lama dibandingkan dengan XY. Jadi ini adalah eksperimen genetik yang menentukan yang menunjukkan kepada kita untuk pertama kalinya bahwa kromosom seks berkontribusi pada umur panjang wanita.
(35:14) Sekarang, ada lebih banyak lagi yang diajarkan eksperimen itu kepada kita. Tikus yang hidup paling lama dari semua kelompok, atau tikus yang memiliki ovarium yang dikombinasikan dengan kromosom XX, yang hidup dengan umur terpanjang maksimal, menunjukkan bahwa hormon yang diproduksi oleh ovarium, ovarium dan hormon juga berkontribusi pada umur panjang wanita. Dan mungkin testosteron itu merusak. Jadi jawabannya adalah, efek statistik utama adalah bahwa kromosom seks berkontribusi pada umur panjang wanita. Namun, hormon memang memiliki efek di sana juga.
Strogatz (35:56): Jadi dari empat jenis kelamin yang bisa kita pilih dalam sudoku yang Anda buat ini, perempuan tradisional, jika saya bisa terus menyebutnya seperti itu, tampaknya yang menjadi pemenangnya?
dubal (35:56): Dalam hidup paling lama. Ya.
Strogatz (36:12): Bagaimana dengan yang terburuk? Bagaimana dengan yang hidup paling pendek adalah apa yang saya duga?
dubal (36:16): XY dengan testis? Tikus XX, apakah mereka tumbuh dengan ovarium atau testis, hidup lebih lama daripada tikus XY yang tumbuh dengan ovarium atau testis. Tikus XX hidup sekitar 15 sampai 20% lebih lama dari tikus XY.
Strogatz (36:33): Itu perbedaan yang sangat besar. Sungguh, maksud saya, saya berasumsi dengan ukuran statistik apa pun dianggap signifikan. Ahli statistik Anda pasti berkata, benar?
dubal (36:41): Tentu saja. Sangat, sangat jelas signifikan, efek kromosom seks yang sangat jelas.
Strogatz (36:47): Terima kasih atas catatan yang sangat menginspirasi dan penuh perhatian itu, Dena. Anda tahu, ini benar-benar diskusi yang luar biasa. Terima kasih banyak telah bergabung dengan kami hari ini.
dubal (36:55): Dengan senang hati.
Penyiar (36:58): Ingin tahu apa yang terjadi di bidang matematika, fisika, ilmu komputer, dan biologi? Terjerat dengan Majalah Quanta, sebuah publikasi editorial independen yang didukung oleh Simons Foundation. Misi kami adalah untuk menerangi ilmu dasar dan penelitian matematika melalui jurnalisme layanan publik. Kunjungi kami di quantamagazine.org.
Steve Strogatz (37: 22): Kegembiraan Mengapa adalah podcast dari Majalah Quanta, sebuah publikasi editorial independen yang didukung oleh Simons Foundation. Keputusan pendanaan oleh Simons Foundation tidak memengaruhi pemilihan topik, tamu, atau keputusan editorial lainnya di podcast ini atau di Majalah Quanta. Kegembiraan Mengapa diproduksi oleh Susan Valot dan Polly Stryker. Editor kami adalah John Rennie dan Thomas Lin, dengan dukungan dari Matt Carlstrom, Annie Melchor dan Leila Sloman. Musik tema kami disusun oleh Richie Johnson. Logo kami dibuat oleh Jackie King, dan karya seni untuk episode ini dibuat oleh Michael Driver dan Samuel Velasco. Saya tuan rumah Anda, Steve Strogatz. Jika Anda memiliki pertanyaan atau komentar untuk kami, silakan kirim email kepada kami di quanta@simonsfoundation.org. Terima kasih untuk mendengarkan.
