Para ilmuwan mungkin telah menemukan saklar biologis tersembunyi yang membantu mengendalikan seberapa cepat tubuh menua. Penelitian dipublikasikan di PLOS Biologi menunjukkan bahwa penurunan kadar protein otak yang disebut Menin dapat memicu peradangan, penurunan memori dan perubahan terkait usia lainnya di seluruh tubuh. Dalam percobaan pada tikus, memulihkan protein membalikkan beberapa tanda penuaan, sementara suplemen asam amino sederhana meningkatkan fungsi kognitif.
Temuan ini menambah bukti bahwa penuaan mungkin sangat dipengaruhi oleh hipotalamus, wilayah otak kecil namun kuat yang mengatur metabolisme, hormon, suhu tubuh, tidur, dan respons terhadap stres. Para peneliti semakin memandang hipotalamus sebagai pusat komando penuaan itu sendiri.
Protein otak yang menurun seiring bertambahnya usia
Penelitian yang dipimpin oleh Lige Leng dan rekannya di Universitas Xiamen di Tiongkok, berfokus pada Menin, protein yang membantu menekan peradangan di otak. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa Menin memainkan peran penting dalam pengendalian aktivitas neuroinflamasi. Tim ingin mengetahui apakah hilangnya protein pelindung ini dapat menyebabkan penuaan.
Eksperimen mereka mengungkapkan bahwa kadar Menin menurun tajam di hipotalamus seiring bertambahnya usia tikus. Penurunan ini terjadi khususnya pada neuron di hipotalamus ventromedial (VMH), suatu wilayah yang terkait dengan metabolisme dan penuaan sistemik. Menariknya, kadar menin tidak menurun secara signifikan pada sel pendukung di dekatnya seperti astrosit atau mikroglia.
Untuk mempelajari dampak kehilangan ini, para peneliti merancang tikus yang aktivitas Meninnya dapat dikurangi secara selektif. Dampaknya sangat mengejutkan. Tikus yang lebih muda dengan tingkat menin yang lebih rendah mengalami peningkatan peradangan otak, penipisan kulit, massa tulang yang lebih rendah, gangguan keseimbangan, masalah memori dan umur yang lebih pendek dibandingkan tikus normal.
Hasilnya menunjukkan bahwa Menin dapat bertindak sebagai faktor pelindung “anti-penuaan” di dalam otak.
Koneksi D-Serine
Salah satu temuan yang paling mengejutkan adalah D-serine, asam amino yang juga berfungsi sebagai neurotransmitter di otak. D-serine membantu mengatur komunikasi antar neuron dan penting untuk pembelajaran dan memori.
Ketika kadar Menin turun, produksi D-serine juga menurun. Para peneliti mengaitkan efek ini dengan berkurangnya aktivitas enzim yang diperlukan untuk sintesis D-serin, yang tampaknya diatur oleh Menin.
D-serine terdapat secara alami dalam makanan termasuk kedelai, telur, ikan dan kacang-kacangan, dan juga dijual sebagai suplemen makanan.
Kaitan ini menarik perhatian para peneliti karena penelitian lain mengaitkan penurunan kadar D-serin dengan gangguan kognitif terkait penuaan dan berkurangnya plastisitas sinaptik, kemampuan otak untuk memperkuat koneksi saraf yang terlibat dalam memori dan pembelajaran.
Membalikkan tanda-tanda penuaan pada tikus
Para peneliti kemudian menguji apakah restorasi Menen dapat membalikkan penurunan yang berkaitan dengan usia.
Mereka memperkenalkan gen Menin langsung ke hipotalamus tikus berusia sekitar 20 bulan, yang kira-kira setara dengan penuaan akhir pada manusia. Hanya 30 hari kemudian, hewan-hewan tersebut menunjukkan peningkatan yang terukur dalam pembelajaran, memori, keseimbangan, ketebalan kulit dan kepadatan tulang.
Perbaikan tersebut disertai dengan peningkatan kadar D-serine di hipokampus, wilayah otak yang penting untuk pembentukan memori.
Tim juga menguji apakah suplemen D-serine saja dapat membantu. Setelah tiga minggu pemberian suplemen, tikus yang lebih tua menunjukkan kinerja kognitif yang lebih baik, meskipun pengobatan tersebut tidak membalikkan penanda fisik penuaan yang diamati pada jaringan kulit dan tulang.
Perbedaan ini menunjukkan bahwa Menin kemungkinan mempengaruhi penuaan melalui berbagai jalur biologis yang saling berhubungan, bukan hanya produksi D-serine.
Mengapa hipotalamus menjadi fokus utama penelitian penuaan
Ketertarikan terhadap hipotalamus telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir ketika para ilmuwan menemukan bukti bahwa wilayah otak ini dapat mengoordinasikan banyak aspek penuaan di seluruh tubuh.
Penelitian yang lebih baru telah mengeksplorasi bagaimana perubahan metilasi DNA hipotalamus dan sinyal hormonal yang berkaitan dengan usia dapat berkontribusi terhadap penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer. Sebuah studi tahun 2024 di Komunikasi alami menemukan bahwa hipotalamus mengalami perubahan epigenetik yang khas seiring bertambahnya usia dan dapat memengaruhi jalur yang melibatkan oksitosin dan hormon pelepas gonadotropin (GnRH), keduanya terkait dengan penuaan dan kesehatan otak.
Secara keseluruhan, temuan ini memperkuat gagasan bahwa penuaan bukan sekadar akibat dari kerusakan pada tubuh. Sebaliknya, beberapa ilmuwan menduga bahwa otak mungkin secara aktif mengatur bagian dari proses penuaan melalui peradangan, metabolisme, dan sinyal hormon.
Bisakah D-serine membantu manusia?
Meskipun ada kegembiraan atas hasilnya, penelitian ini masih awal dan dilakukan pada tikus, bukan manusia. Para ilmuwan masih belum mengetahui apakah peningkatan Menin atau penambahan D-serine dapat memperlambat penuaan atau meningkatkan kognisi pada manusia.
Para peneliti juga memperingatkan bahwa mengubah jalur sinyal otak yang kuat dapat menimbulkan konsekuensi yang tidak diinginkan. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami mengapa Menin menurun seiring bertambahnya usia, berapa lama manfaatnya bertahan, dan apakah suplementasi D-serine dapat menimbulkan efek samping seiring berjalannya waktu.
Namun, penelitian ini menawarkan gambaran menarik tentang bagaimana penuaan suatu hari nanti bisa menjadi sasaran yang lebih langsung.
Leng berkata: “Kami percaya bahwa penurunan ekspresi Menin di hipotalamus seiring bertambahnya usia mungkin menjadi salah satu faktor pendorong penuaan, dan bahwa Menin mungkin merupakan protein kunci yang menghubungkan faktor genetik, inflamasi, dan metabolisme penuaan. D-serine adalah pengobatan yang berpotensi menjanjikan untuk penurunan kognitif.”
Leng juga mencatat, “Sinyal menin dari hipotalamus ventromedial (VMH) menurun pada tikus berusia tua, berkontribusi terhadap fenotip penuaan sistemik dan defisit kognitif. Efek menin pada penuaan dimediasi oleh perubahan neuroinflamasi dan sinyal jalur metabolik, disertai dengan defisiensi serin pada VMH, sementara pemulihan menin pada VMH membalikkan fenotip terkait penuaan.
