Banyak orang merasakan perubahan yang biasa seiring bertambahnya usia: ukuran pinggang berangsur-angsur bertambah besar, meskipun berat badan secara keseluruhan tidak berubah secara dramatis. Peningkatan lemak perut ini lebih dari sekedar masalah kosmetik. Kelebihan lemak perut telah dikaitkan dengan metabolisme yang lebih lambat, penuaan yang dipercepat, diabetes tipe 2, penyakit jantung, dan masalah kesehatan kronis lainnya.
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa komposisi tubuh berubah seiring bertambahnya usia, namun alasan pasti mengapa lemak cenderung menumpuk di sekitar bagian tengah tubuh masih belum jelas.
Kini, para peneliti City of Hope telah mengidentifikasi apa yang mungkin menjadi pendorong biologis utama lemak perut yang berkaitan dengan usia. Kesimpulan mereka, dipublikasikan di jurnal Sainsmenunjuk pada jenis sel induk yang baru diidentifikasi yang muncul selama penuaan dan dapat membantu mendorong produksi sel lemak baru. Penemuan ini pada akhirnya dapat mengarah pada strategi baru untuk mengurangi lemak perut dan mendorong penuaan yang lebih sehat.
“Orang sering kali kehilangan otot dan menambah lemak tubuh seiring bertambahnya usia – bahkan ketika berat badan mereka tetap sama,” kata Qiong (Annabel) Wang, Ph.D., rekan penulis studi dan profesor endokrinologi molekuler dan seluler di Arthur Riggs Diabetes & Metabolism Research Institute di City of Hope, pusat penelitian terkemuka untuk penelitian diabetes. “Kami menemukan bahwa penuaan memicu munculnya sel induk dewasa jenis baru dan meningkatkan produksi sel lemak baru dalam jumlah besar, terutama di sekitar perut.”
Di luar sel lemak yang membesar
Tim peneliti bekerja sama dengan ilmuwan di UCLA dan melakukan serangkaian percobaan pada tikus yang kemudian didukung oleh penelitian pada sel manusia.
Investigasi mereka terfokus pada jaringan adiposa putih (WAT), jaringan penyimpanan lemak utama tubuh. Jaringan adiposa putih bertanggung jawab untuk menyimpan kelebihan energi dan berkontribusi signifikan terhadap penambahan berat badan dan penumpukan lemak perut.
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa sel-sel lemak yang ada bisa bertambah besar seiring bertambahnya usia. Namun, para peneliti menduga bahwa proses lain juga dapat berkontribusi pada peningkatan ukuran pinggang: pembentukan sel-sel lemak yang benar-benar baru.
Jika benar, ini berarti bahwa jaringan adiposa yang menua dapat terus tumbuh tidak hanya dengan memperbesar sel-sel yang ada, namun juga dengan terus menambah sel-sel baru.
Untuk menguji gagasan ini, tim mempelajari sel progenitor adiposit (APC), sejenis sel induk yang ditemukan di jaringan adiposa. Sel-sel ini berfungsi sebagai prekursor yang dapat menjadi sel lemak yang berkembang sepenuhnya.
Sel induk yang lebih tua menghasilkan lebih banyak lemak
Para peneliti mentransplantasikan APC dari tikus muda dan tikus tua ke dalam kelompok tikus muda yang terpisah.
Hasilnya sangat mengejutkan. APC yang diambil dari hewan yang lebih tua menghasilkan sel lemak baru dalam jumlah besar.
Eksperimen sebaliknya menghasilkan hasil yang sangat berbeda. Ketika APC dari tikus muda ditransplantasikan ke tikus yang lebih tua, mereka menghasilkan sel lemak baru dalam jumlah yang relatif sedikit.
Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan untuk memproduksi lemak secara agresif sudah tertanam dalam APC kuno itu sendiri dan tidak bergantung pada usia hewan yang menerimanya.
Untuk memahami apa yang terjadi pada tingkat molekuler, para peneliti menggunakan pengurutan RNA sel tunggal, sebuah teknik yang memungkinkan para ilmuwan memeriksa aktivitas gen dalam sel individu.
Analisis mengungkapkan bahwa APC relatif tidak bersuara pada tikus muda. Namun, pada tikus paruh baya, sel-sel ini menjadi sangat aktif dan mulai memproduksi sel-sel lemak baru dalam jumlah besar.
“Meskipun kemampuan sebagian besar sel induk dewasa untuk tumbuh menurun seiring bertambahnya usia, hal sebaliknya terjadi pada APC: penuaan melepaskan kekuatan sel-sel ini untuk berevolusi dan berkembang biak,” kata Adolfo Garcia-Ocana, Ph.D., Ruth B. & Robert K. Lanman Ketua Penelitian Regulasi Gene dan Penemuan Obat serta ketua Departemen Endokrinologi Molekuler dan Seluler di City of Hope. “Ini adalah bukti pertama bahwa perut kita membesar seiring bertambahnya usia karena tingginya produksi sel lemak baru oleh APC.”
Penemuan sel induk baru terkait dengan usia
Para ilmuwan telah menemukan bahwa penuaan tidak hanya mengaktifkan APC.
Ketika tikus mencapai usia paruh baya, beberapa APC berubah menjadi populasi sel induk yang baru diidentifikasi yang disebut preadiposit spesifik usia (CP-A).
Sel-sel ini muncul secara khusus selama penuaan dan terbukti sangat efektif dalam memproduksi sel-sel lemak baru. Penampilan mereka bisa menjelaskan mengapa tikus yang lebih tua bertambah gemuk seiring bertambahnya usia.
Para peneliti kemudian mencari sinyal biologis yang mengendalikan proses ini.
Mereka mengidentifikasi jalur sinyal penting yang dikenal sebagai reseptor faktor penghambat leukemia (LIFR). Jalur sinyal adalah sistem komunikasi yang memungkinkan sel menerima instruksi dan mengoordinasikan perilakunya. Dalam hal ini, LIFR tampaknya berperan besar dalam membantu sel CP-A berkembang biak dan berkembang menjadi sel lemak.
“Kami menemukan bahwa proses pembuatan lemak di dalam tubuh didorong oleh LIFR. Meskipun tikus muda tidak memerlukan sinyal ini untuk menghasilkan lemak, tikus yang lebih tua memerlukannya,” jelas Wang. “Penelitian kami menunjukkan bahwa LIFR memainkan peran penting dalam memicu CP-A untuk menciptakan sel-sel lemak baru dan meningkatkan lemak perut pada tikus yang lebih tua.”
Sel penghasil lemak serupa ditemukan pada manusia
Untuk menentukan apakah temuan ini mungkin berlaku di luar tikus, tim menganalisis sampel jaringan manusia dari berbagai usia menggunakan pendekatan pengurutan RNA sel tunggal yang sama.
Para peneliti mengidentifikasi sel yang sangat mirip dengan CP-A yang baru ditemukan. Sel-sel ini ditemukan dalam jumlah yang lebih besar pada jaringan individu paruh baya.
CP-As manusia juga menunjukkan kemampuan yang kuat untuk menghasilkan sel-sel lemak baru, menunjukkan bahwa proses biologis serupa dapat terjadi pada manusia.
“Hasil kami menyoroti pentingnya mengendalikan pembentukan sel-sel lemak baru untuk memerangi obesitas yang berkaitan dengan usia,” kata Wang. “Memahami peran CP-A dalam gangguan metabolisme dan bagaimana sel-sel ini muncul selama penuaan dapat menghasilkan solusi medis baru untuk mengurangi lemak perut dan meningkatkan kesehatan serta umur panjang.”
Potensi target baru untuk obesitas terkait usia
Meskipun diperlukan lebih banyak penelitian, penemuan ini memberikan para ilmuwan target baru yang menjanjikan untuk terapi masa depan.
Para peneliti sekarang berencana untuk mengikuti sel CP-A dalam penelitian pada hewan, mempelajari bagaimana sel-sel ini berperilaku pada manusia, dan mencari cara untuk memblokir atau menghilangkannya. Jika berhasil, pendekatan tersebut berpotensi membantu mencegah penumpukan lemak perut yang biasanya menyertai penuaan.
Penulis pertama studi ini adalah Guan Wang, Ph.D., seorang peneliti di City of Hope, dan Gaoyan Li, Ph.D., seorang peneliti di UCLA.
