Pembatasan dan Penuaan Kalori


Pada 1935, para ilmuwan di Universitas Cornell membuat penemuan luar biasa. Dengan menempatkan tikus pada diet yang sangat rendah kalori, Clive M. McCay dan rekan-rekannya memperpanjang batas terluar dari masa hidup hewan sebesar 33 persen, dari tiga tahun menjadi empat. Mereka kemudian menemukan bahwa tikus dengan diet rendah kalori tetap awet muda lebih lama dan menderita lebih sedikit penyakit pada usia lanjut daripada yang biasa mereka makan

Pada 1935, para ilmuwan di Universitas Cornell membuat penemuan luar biasa. Dengan menempatkan tikus pada diet yang sangat rendah kalori, Clive M. McCay dan rekan-rekannya memperpanjang batas terluar dari masa hidup hewan sebesar 33 persen, dari tiga tahun menjadi empat. Mereka kemudian menemukan bahwa tikus dengan diet rendah kalori tetap awet muda lebih lama dan menderita lebih sedikit penyakit pada usia lanjut daripada yang biasa mereka makan. Sejak tahun 1930-an, pembatasan kalori telah menjadi satu-satunya intervensi yang ditunjukkan secara meyakinkan untuk memperlambat penuaan pada hewan pengerat (yang merupakan mamalia, seperti kita) dan pada makhluk mulai dari protozoa sel tunggal sampai cacing gelang, lalat buah dan ikan.

Secara alami, kekuatan besar dari metode ini menimbulkan pertanyaan apakah metode ini dapat memperpanjang kelangsungan hidup dan kesehatan orang. Masalah itu sangat terbuka, tetapi fakta bahwa pendekatan tersebut bekerja dalam berbagai organisme menunjukkan jawabannya bisa saja ya. Beberapa petunjuk menarik dari monyet dan manusia juga mendukung gagasan itu.

Tentu saja, bahkan jika penghematan kalori ternyata menjadi mata air awet muda bagi manusia, itu mungkin tidak akan pernah berhasil. Lagipula, rekam jejak kita untuk menjalankan diet yang buruk buruk. Tetapi para ilmuwan suatu hari nanti dapat mengembangkan obat-obatan yang akan dengan aman mengendalikan nafsu makan kita dalam jangka panjang atau akan meniru pengaruh menguntungkan dari kontrol kalori pada jaringan tubuh. Pendekatan terakhir ini dapat memungkinkan orang untuk mengkonsumsi makanan yang cukup teratur sambil tetap menuai efek sehat dari membatasi asupan makanan mereka. Banyak laboratorium, termasuk tambang di University of Wisconsin-Madison, bekerja untuk memahami dasar seluler dan molekuler tentang bagaimana pembatasan kalori menghambat penuaan pada hewan. Upaya kami dapat menghasilkan alternatif yang bermanfaat untuk diet ketat, meskipun saat ini sebagian besar dari kita berfokus terutama pada memahami proses penuaan (atau proses) itu sendiri.

Less Is More untuk Tikus
PENELITIAN pembatasan kalori telah mengungkap berbagai manfaat yang mencengangkan pada hewan - asalkan kebutuhan nutrisi para pelaku diet dijaga dengan hati-hati. Dalam kebanyakan studi, hewan uji, biasanya tikus atau tikus, mengonsumsi 30 hingga 50 persen lebih sedikit kalori daripada yang dicerna oleh subyek kontrol, dan mereka juga memiliki berat 30 hingga 50 persen lebih sedikit. Pada saat yang sama, mereka menerima cukup protein, lemak, vitamin dan mineral untuk menjaga operasi jaringan mereka secara efisien. Dengan kata lain, hewan-hewan mengikuti bentuk diet yang bijaksana, di mana mereka mengkonsumsi kalori minimal tanpa menjadi kekurangan gizi.

Jika kebutuhan nutrisi hewan terlindungi, pembatasan kalori akan secara konsisten meningkatkan tidak hanya rentang hidup rata-rata suatu populasi tetapi juga rentang hidup maksimum - yaitu, masa hidup anggota kelompok yang paling lama bertahan hidup. Hasil akhir ini berarti bahwa pembatasan kalori dapat dilakukan bersamaan dengan beberapa proses penuaan dasar. Apa pun yang mencegah kematian dini, seperti yang disebabkan oleh penyakit yang dapat dicegah atau diobati atau karena kecelakaan, akan meningkatkan masa hidup rata-rata populasi. Tetapi seseorang harus benar-benar memperlambat laju penuaan agar individu yang paling keras untuk melampaui maksimum yang ada.

Di luar mengubah kelangsungan hidup, diet rendah kalori pada tikus telah menunda sebagian besar penyakit utama yang umum terjadi pada usia lanjut [ lihat kotak di halaman 57 ], termasuk kanker payudara, prostat, sistem kekebalan tubuh dan saluran pencernaan. Selain itu, dari 300 atau lebih ukuran penuaan yang telah dipelajari, sekitar 90 persen tetap "lebih muda" lebih lama dalam tikus yang dibatasi kalori dibandingkan dengan yang makan cukup. Sebagai contoh, respon imun tertentu menurun pada tikus normal pada usia satu tahun (usia pertengahan) tetapi tidak menurun pada tikus yang lebih ramping tetapi identik secara genetik sampai usia dua tahun. Demikian pula, ketika tikus tumbuh semakin tua mereka umumnya membersihkan glukosa, gula sederhana, dari darah mereka kurang efisien daripada yang mereka lakukan di masa muda (perubahan yang dapat berkembang menjadi diabetes); mereka juga mensintesis protein yang dibutuhkan lebih lambat, mengalami peningkatan ikatan silang (dan dengan demikian menjadi kaku) dari protein yang berumur panjang dalam jaringan, kehilangan massa otot dan belajar kurang cepat. Pada hewan yang dibatasi kalori, semua perubahan ini tertunda.

Tidak mengherankan, para peneliti bertanya-tanya apakah pembatasan kalori (energi) bertanggung jawab atas keuntungan yang didapat dari diet rendah kalori atau apakah membatasi lemak atau komponen lain dari diet bertanggung jawab atas keberhasilan. Ternyata kemungkinan pertama benar. Pembatasan lemak, protein atau karbohidrat tanpa pengurangan kalori tidak meningkatkan masa hidup maksimum tikus. Suplementasi saja dengan multivitamin atau antioksidan dosis tinggi tidak bekerja, dan begitu juga variasi dalam jenis lemak makanan, karbohidrat atau protein.

Studi-studi tersebut juga menunjukkan, dengan sungguh-sungguh, bahwa pembatasan kalori dapat bermanfaat bahkan jika itu tidak dimulai sampai usia paruh baya. Memang, penemuan paling menarik dalam karier saya adalah bahwa pembatasan kalori yang dimulai pada tikus di usia paruh baya dapat memperpanjang rentang hidup maksimum 10 hingga 20 persen dan dapat menentang perkembangan kanker. Lebih lanjut, walaupun membatasi asupan kalori sekitar setengah dari yang dikonsumsi oleh hewan yang diberi makan gratis meningkatkan rentang hidup maksimum, pembatasan yang lebih parah, baik dimulai sejak dini atau lambat, juga memberikan beberapa manfaat.

Secara alami, para ilmuwan akan lebih percaya diri bahwa pembatasan diet secara rutin dapat menunda penuaan pada pria dan wanita jika hasil pada tikus dapat dikonfirmasi dalam studi monyet (yang lebih mirip manusia) atau anggota spesies kita sendiri. Agar paling informatif, penyelidikan semacam itu harus mengikuti mata pelajaran selama bertahun-tahun - suatu usaha yang mahal dan sulit secara logistik. Namun demikian, dua percobaan utama monyet sedang berlangsung.

Lean, tetapi Mencolok, Data Primata
TERLALU AWAL untuk memberi tahu apakah diet rendah kalori akan memperpanjang hidup atau kemudaan pada monyet seiring waktu. Proyek-proyek tersebut, bagaimanapun, telah mampu mengukur efek pembatasan kalori pada apa yang disebut sebagai biomarker penuaan: atribut yang umumnya berubah dengan bertambahnya usia dan dapat membantu memprediksi rentang kesehatan atau kehidupan di masa depan. Sebagai contoh, ketika primata bertambah tua, tekanan darah mereka dan kadar insulin dan glukosa darah mereka meningkat; pada saat yang sama, sensitivitas insulin (kemampuan sel untuk mengambil glukosa dalam menanggapi sinyal dari insulin) menurun. Penundaan perubahan ini akan menyiratkan bahwa diet eksperimental mungkin memperlambat setidaknya beberapa aspek penuaan.

Salah satu studi monyet, yang dipimpin oleh George S. Roth dari National Institute on Aging, dimulai pada tahun 1987. Penelitian ini meneliti monyet rhesus, yang biasanya hidup sekitar 27 tahun dan kadang-kadang mencapai 40 tahun, dan monyet tupai, yang jarang bertahan hidup di luar 20 tahun. Beberapa hewan memulai pembatasan diet pada masa muda (pada satu hingga dua tahun), yang lain setelah mencapai masa pubertas. Proyek kedua, hanya melibatkan monyet rhesus, dimulai pada tahun 1989 oleh William B. Ershler, Joseph W. Kemnitz dan Ellen B. Roecker dari University of WisconsinMadison; Saya bergabung dengan tim setahun kemudian. Monyet kami mulai membatasi kalori saat dewasa muda, pada usia delapan hingga 14 tahun. Kedua studi memberlakukan tingkat pembatasan kalori yaitu sekitar 30 persen di bawah asupan subyek kontrol yang diberi makan normal.

Sejauh ini hasil awal cukup menggembirakan. Hewan-hewan yang sedang diet pada kedua proyek itu tampak sehat dan bahagia, meskipun bersemangat untuk makan, dan tubuh mereka tampaknya merespons rejimen seperti halnya hewan pengerat. Tekanan darah dan kadar glukosa lebih rendah daripada pada hewan kontrol, dan sensitivitas insulin lebih besar. Kadar insulin dalam darah juga lebih rendah.

Belum ada yang melakukan penelitian terkontrol secara hati-hati terhadap pembatasan kalori jangka panjang pada manusia dengan berat rata-rata dari waktu ke waktu. Dan data dari populasi yang dipaksa oleh kemiskinan untuk hidup dengan kalori yang relatif sedikit tidak informatif, karena kelompok-kelompok tersebut umumnya tidak dapat mencapai jumlah nutrisi penting yang memadai. Namun, beberapa penelitian pada manusia menawarkan bukti tidak langsung bahwa pembatasan kalori dapat bermanfaat. Pertimbangkan orang-orang Okinawa, banyak dari mereka yang mengkonsumsi makanan yang rendah kalori tetapi menyediakan nutrisi yang dibutuhkan. Insiden centenarian di sana adalah tinggi - hingga 40 kali lebih besar dari pulau Jepang lainnya. Selain itu, survei epidemiologi di AS dan di tempat lain menunjukkan bahwa kanker tertentu, terutama kanker payudara, usus besar dan lambung, lebih jarang terjadi pada orang yang melaporkan asupan kalori rendah.

Hasil yang menarik juga diperoleh setelah delapan orang yang tinggal di lingkungan yang mandiri - Biosphere 2, dekat Tucson, Ariz .-- dipaksa untuk mengurangi asupan makanan mereka dengan tajam selama dua tahun karena hasil yang lebih buruk dari yang diharapkan dari upaya produksi makanan mereka . Kelebihan ilmiah dari keseluruhan proyek telah dipertanyakan, tetapi kami yang tertarik dengan efek diet rendah kalori beruntung bahwa mendiang Roy L. Walford dari University of California, Los Angeles, yang ahli dalam pembatasan kalori dan penuaan (dan mentor ilmiah saya), adalah dokter tim. Walford membantu rekan-rekannya menghindari malnutrisi dan memantau berbagai aspek fisiologi kelompok. Analisisnya mengungkapkan bahwa pembatasan kalori menyebabkan penurunan tekanan darah dan kadar glukosa - seperti halnya pada tikus dan kera. Total kolesterol serum menurun juga.

Hasil pada monyet dan manusia mungkin bersifat pendahuluan, tetapi data hewan pengerat menunjukkan dengan tegas bahwa pembatasan kalori dapat memberikan berbagai efek menguntungkan. Keragaman ini menimbulkan masalah bagi para peneliti: Manakah dari banyak perubahan yang terdokumentasi (jika ada) yang berkontribusi paling besar pada peningkatan umur panjang dan kemudaan? Para ilmuwan belum mencapai konsensus, tetapi mereka telah mengesampingkan beberapa proposal yang pernah hidup. Misalnya, diketahui bahwa asupan rendah energi menghambat pertumbuhan dan juga menyusutkan jumlah lemak dalam tubuh. Kedua efek ini dulunya pesaing utama sebagai perubahan utama yang mengarah pada umur panjang tetapi sekarang telah diabaikan.

Namun, beberapa hipotesis lain masih dalam pertimbangan, dan semuanya memiliki setidaknya beberapa dukungan eksperimental. Salah satu hipotesis menyatakan bahwa pembatasan kalori memperlambat laju pembelahan sel di banyak jaringan. Karena proliferasi sel yang tidak terkendali adalah ciri khas kanker, perubahan itu berpotensi menjelaskan mengapa kejadian beberapa kanker pada usia lanjut berkurang pada hewan yang diberi diet rendah kalori. Usulan lain didasarkan pada temuan bahwa pembatasan kalori cenderung menurunkan kadar glukosa. Lebih sedikit glukosa yang bersirkulasi dalam darah akan memperlambat akumulasi gula pada protein yang berumur panjang dan dengan demikian akan memoderasi efek mengganggu dari penumpukan ini.

Penjelasan Radikal
TAMPILAN yang sejauh ini telah mengumpulkan dukungan yang paling meyakinkan, menyatakan, pembatasan kalori memperluas kelangsungan hidup dan vitalitas terutama dengan membatasi cedera mitokondria oleh radikal bebas. Mitokondria adalah struktur intraseluler kecil yang berfungsi sebagai pembangkit tenaga sel. Radikal bebas adalah molekul yang sangat reaktif (biasanya berasal dari oksigen) yang membawa elektron tidak berpasangan di permukaannya. Molekul dalam keadaan ini rentan terhadap oksidasi yang merusak, atau mengambil elektron dari, senyawa apa pun yang mereka temui. Radikal bebas telah dicurigai berkontribusi terhadap penuaan sejak tahun 1950-an, ketika Denham Harman dari Universitas Nebraska Medical School menyarankan bahwa generasi mereka dalam proses metabolisme normal secara bertahap mengganggu sel. Tetapi baru pada tahun 1980an para ilmuwan mulai menyadari bahwa mitokondria mungkin merupakan target yang paling sulit.

Hipotesis radikal bebas mitokondria tentang penuaan berasal sebagian dari pemahaman tentang bagaimana mitokondria menghasilkan ATP (adenosin trifosfat) - molekul yang menyediakan energi untuk sebagian besar proses seluler, seperti memompa ion melintasi membran sel, mengontrak serabut otot, dan membangun protein. . Sintesis ATP terjadi oleh urutan reaksi yang sangat rumit, tetapi pada dasarnya melibatkan aktivitas oleh serangkaian kompleks molekul yang tertanam dalam membran internal - membran dalam - mitokondria. Dengan bantuan oksigen, kompleks mengekstraksi energi dari nutrisi dan menggunakan energi itu untuk memproduksi ATP.

Sayangnya, mesin mitokondria yang mengambil energi dari nutrisi juga menghasilkan radikal bebas sebagai produk sampingan. Memang, mitokondria dianggap bertanggung jawab untuk menciptakan sebagian besar radikal bebas dalam sel. Salah satu produk sampingan tersebut adalah radikal superoksida (O2 . -). (Titik dalam rumus mewakili elektron yang tidak berpasangan.) Pengkhianat ini merusak dalam dirinya sendiri tetapi juga dapat dikonversi menjadi hidrogen peroksida (H 2 O 2 ), yang secara teknis bukan radikal bebas tetapi dapat dengan mudah membentuk hidroksil yang sangat agresif. radikal bebas (OH . -).

Setelah terbentuk, radikal bebas dapat merusak protein, lipid (lemak) dan DNA di mana saja di dalam sel. Tetapi komponen mitokondria - termasuk mesin sintesis ATP dan DNA mitokondria yang memunculkan beberapa mesin itu - diyakini paling rentan. Agaknya mereka beresiko sebagian karena mereka tinggal di atau dekat lokasi "tanah nol" generasi radikal bebas dan karenanya terus-menerus dibombardir oleh agen pengoksidasi. Selain itu, DNA mitokondria tidak memiliki pelindung protein yang membantu melindungi DNA inti dari agen perusak. Konsisten dengan pandangan ini adalah bahwa DNA mitokondria lebih banyak mengalami kerusakan oksidatif daripada DNA nuklear yang diambil dari jaringan yang sama.

Para pendukung hipotesis radikal bebas mitokondria tentang penuaan menunjukkan bahwa kerusakan mitokondria oleh radikal bebas akhirnya mengganggu efisiensi produksi ATP dan meningkatkan output radikal bebas. Peningkatan radikal bebas, pada gilirannya, mempercepat cedera oksidatif komponen mitokondria, yang bahkan menghambat produksi ATP. Pada saat yang sama, radikal bebas menyerang komponen seluler di luar mitokondria, yang selanjutnya merusak fungsi sel. Ketika sel menjadi kurang efisien, demikian juga jaringan dan organ yang dikomposisinya, dan tubuh itu sendiri menjadi kurang mampu mengatasi tantangan terhadap stabilitasnya. Tubuh memang mencoba untuk menangkal efek berbahaya dari agen pengoksidasi. Sel memiliki enzim antioksidan yang mendetoksifikasi radikal bebas, dan mereka membuat enzim lain yang memperbaiki kerusakan oksidatif. Tidak satu pun dari sistem ini yang 100 persen efektif, sehingga cedera seperti itu kemungkinan menumpuk dari waktu ke waktu.

Dukungan Eksperimental
Usulan bahwa penuaan sebagian besar berasal dari kerusakan akibat radikal bebas terhadap mitokondria dan komponen seluler lainnya telah ditopang oleh sejumlah temuan. Dalam satu contoh yang mencolok, Rajindar S. Sohal dari University of Southern California, William C. Orr dari Southern Methodist University dan koleganya menyelidiki tikus dan beberapa organisme lain, termasuk lalat buah, lalat rumah, babi dan sapi. Mereka mencatat peningkatan dengan bertambahnya usia dalam pembentukan radikal bebas oleh mitokondria dan perubahan oksidatif pada membran mitokondria bagian dalam (di mana ATP disintesis) dan untuk protein mitokondria dan DNA. Mereka juga mengamati bahwa tingkat produksi radikal bebas yang lebih besar berkorelasi dengan rata-rata yang lebih pendek dan masa hidup maksimum di beberapa spesies.

Ternyata, juga, bahwa pembuatan ATP menurun dengan bertambahnya usia di otak, jantung dan otot rangka, seperti yang diharapkan jika protein mitokondria dan DNA dalam jaringan-jaringan itu dirusak secara tidak dapat diperbaiki oleh radikal bebas. Penurunan serupa juga terjadi pada jaringan manusia dan dapat membantu menjelaskan mengapa penyakit degeneratif sistem saraf dan jantung sering terjadi pada usia lanjut dan mengapa otot kehilangan massa dan melemah.

Beberapa dukungan terkuat untuk proposisi bahwa pembatasan kalori memperlambat penuaan dengan memperlambat cedera oksidatif mitokondria berasal dari kelompok Sohals. Ketika para pekerja melihat mitokondria yang dipanen dari otak, jantung, dan ginjal tikus, mereka menemukan bahwa kadar radikal superoksida dan hidrogen peroksida jauh lebih rendah pada hewan yang mengalami pembatasan kalori jangka panjang daripada kontrol yang diberi makan normal. Selain itu, peningkatan yang signifikan dari produksi radikal bebas dengan usia terlihat pada kelompok kontrol ditumpulkan oleh pembatasan kalori pada kelompok eksperimen. Peningkatan tumpul ini, apalagi, disertai dengan berkurangnya jumlah penghinaan oksidatif terhadap protein mitokondria dan DNA. Pekerjaan lain menunjukkan bahwa pembatasan kalori membantu untuk mencegah perubahan yang berkaitan dengan usia dalam kegiatan beberapa enzim antioksidan - meskipun banyak peneliti, termasuk saya, menduga bahwa diet ketat memperbaiki kerusakan oksidatif terutama melalui memperlambat produksi radikal bebas.

Aplikasi untuk Manusia?
DENGAN MEKANISME APA yang mungkin pembatasan kalori mengurangi generasi radikal bebas? Belum ada yang tahu. Satu proposal menyatakan bahwa asupan kalori yang lebih rendah entah bagaimana dapat menyebabkan konsumsi oksigen lebih lambat oleh mitokondria - baik secara keseluruhan atau dalam jenis sel yang dipilih. Atau, diet rendah kalori dapat meningkatkan efisiensi penggunaan mitokondria oksigen, sehingga lebih sedikit radikal bebas yang dibuat per unit oksigen yang dikonsumsi. Penggunaan oksigen yang lebih sedikit atau penggunaan yang lebih efisien mungkin akan menghasilkan pembentukan radikal bebas yang lebih sedikit. Studi juga menyatakan bahwa kontrol kalori dapat meminimalkan pembentukan radikal bebas di mitokondria dengan mengurangi kadar hormon tiroid yang bersirkulasi yang dikenal sebagai triiodothyronine, atau T3, melalui mekanisme yang tidak diketahui.

Sampai penelitian terhadap primata telah berkembang lebih lanjut, beberapa ilmuwan akan siap untuk merekomendasikan bahwa sejumlah besar orang memulai rejimen pembatasan kalori yang parah. Namun demikian, akumulasi temuan memang menawarkan beberapa pelajaran nyata bagi mereka yang bertanya-tanya bagaimana program seperti itu dapat diterapkan pada manusia.

Salah satu implikasinya adalah bahwa pengurangan tajam asupan makanan mungkin akan merugikan anak-anak, mengingat hal itu menghambat pertumbuhan tikus muda. Juga, karena anak-anak tidak dapat mentolerir kelaparan seperti halnya orang dewasa, mereka mungkin akan lebih rentan terhadap efek negatif diet rendah kalori yang belum diakui (meskipun pembatasan kalori tidak setara dengan kelaparan). Onset pada usia sekitar 20 tahun pada manusia harus menghindari kelemahan seperti itu dan mungkin akan memberikan perpanjangan hidup terbesar.

Kecepatan pengurangan kalori perlu dipertimbangkan juga. Peneliti awal tidak dapat memperpanjang kelangsungan hidup tikus ketika kontrol diet dilembagakan di masa dewasa. Saya curiga kegagalan itu muncul karena hewan-hewan itu diberikan rejimen terlalu tiba-tiba atau diberi terlalu sedikit kalori, atau keduanya. Bekerja dengan tikus berusia setahun, rekan saya dan saya telah menemukan bahwa pengurangan kalori secara bertahap hingga sekitar 65 persen dari normal memang meningkatkan kelangsungan hidup.

Bagaimana seseorang menentukan asupan kalori yang tepat untuk manusia? Ekstrapolasi dari hewan pengerat sulit, tetapi beberapa temuan menyiratkan bahwa banyak orang akan melakukan yang terbaik dengan mengonsumsi jumlah yang memungkinkan mereka untuk menimbang 10 hingga 25 persen lebih rendah dari titik setel pribadi mereka. Titik setel pada dasarnya adalah berat tubuh yang "diprogram" untuk dipertahankan, jika seseorang tidak makan sebagai respons terhadap isyarat eksternal, seperti iklan televisi. Masalah dengan pedoman ini adalah bahwa menentukan titik setel individu itu rumit. Alih-alih mencoba mengidentifikasi titik setel mereka, pelaku diet (dengan bantuan dari penasihat kesehatan mereka) mungkin terlibat dalam beberapa uji coba untuk menemukan tingkat kalori yang mengurangi kadar glukosa darah atau kolesterol, atau beberapa ukuran kesehatan lainnya, dengan jumlah yang telah ditentukan sebelumnya. .

Penelitian pada hewan lebih lanjut menyiratkan bahwa rejimen pembatasan kalori yang masuk akal untuk manusia mungkin melibatkan asupan harian sekitar satu gram (0, 04 ons) protein dan tidak lebih dari sekitar setengah gram lemak untuk setiap kilogram (2, 2 pon) tubuh saat ini berat. Makanannya juga akan mencakup karbohidrat kompleks yang cukup (rantai panjang gula yang berlimpah dalam buah-buahan dan sayuran) untuk mencapai tingkat kalori yang diinginkan. Untuk mencapai tunjangan harian standar yang direkomendasikan untuk semua nutrisi penting, seseorang harus memilih makanan dengan sangat hati-hati dan mungkin mengambil vitamin atau suplemen lainnya.

Siapa pun yang merenungkan mengikuti rejimen pembatasan kalori juga harus mempertimbangkan potensi kerugian di luar rasa lapar dan pasti ingin melakukan program dengan bimbingan dokter. Tergantung pada tingkat keparahan diet, penurunan berat badan yang tak terhindarkan dapat menyebabkan kesuburan pada wanita. Juga, keadaan anovulasi yang berkepanjangan, jika disertai dengan penurunan produksi estrogen, dapat meningkatkan risiko osteoporosis (keropos tulang) dan hilangnya massa otot di kemudian hari. Mungkin juga bahwa pembatasan kalori akan membahayakan kemampuan seseorang untuk menahan stres, seperti cedera, infeksi, atau paparan suhu ekstrem. Anehnya, resistensi stres hanya sedikit dipelajari pada tikus pada diet rendah kalori, sehingga mereka tidak banyak mengajarkan tentang masalah ini.

Mungkin diperlukan 10 atau 20 tahun lagi sebelum para ilmuwan memiliki gagasan yang kuat tentang apakah pembatasan kalori dapat bermanfaat bagi manusia seperti halnya bagi tikus, tikus, dan berbagai makhluk lainnya. Sementara itu para peneliti yang mempelajari intervensi ini yakin akan belajar banyak tentang sifat penuaan dan untuk mendapatkan ide tentang bagaimana memperlambatnya - apakah melalui pembatasan kalori, melalui obat-obatan yang mereproduksi efek dari diet atau dengan metode yang menunggu penemuan.

Nota bene
SEJAK PUBLIKASI artikel ini satu dekade lalu, bidang pembatasan kalori (CR) telah menjadi "panas, " dengan kemajuan besar yang dibuat di beberapa bidang. Salah satu contoh yang mencolok adalah penggunaan "organisme model" yang berumur pendek, seperti ragi, lalat, dan cacing, untuk secara cepat mendapatkan wawasan mekanistik tentang efek CR pada masa hidup. Kemudahan manipulasi genetik dari model-model ini telah memungkinkan identifikasi jalur utama dan regulator dari respons terhadap CR. Tidak mengherankan bahwa sebagian besar jalur ini melibatkan aspek metabolisme energi. Bagaimanapun, fitur inti dari CR adalah pembatasan asupan energi .

Teknologi baru juga memicu kemajuan pesat dalam pemahaman CR. Genom manusia terdiri dari sekitar 30.000 gen. Sebelum 1998 seseorang dapat mengevaluasi aktivitas hanya satu gen pada satu waktu, dengan mengukur tingkat molekul RNA kurir yang dikodekannya. Dengan perkembangan teknologi microarray, dalam satu percobaan sekarang orang dapat mengevaluasi kegiatan ribuan gen. Rekan-rekan saya dan saya adalah orang pertama yang menerapkan penggunaan teknologi ini dalam konteks penuaan dan CR, dengan memberikan pandangan global tentang aktivitas lebih dari 6.000 gen dalam otot tikus. Selanjutnya, pendekatan ini telah banyak digunakan dalam penelitian penuaan.

Tujuan akhir dari bidang ini adalah untuk memahami potensi CR pada manusia. Sepanjang jalan, kami berharap untuk menentukan apakah CR dapat memperlambat proses penuaan pada primata bukan manusia, termasuk spesies yang memiliki banyak kesamaan genetik dengan kami. Kami telah membandingkan efek CR dan diet kontrol pada monyet rhesus sejak 1989 dan 1994 (dua set studi dimulai, dengan hewan yang berusia antara delapan dan 14 tahun pada awalnya). Monyet pada CR menunjukkan tanda-tanda peningkatan kesehatan dan keuntungan kelangsungan hidup yang muncul dibandingkan dengan kontrol yang disesuaikan dengan usia mereka. Tetapi monyet rhesus di pusat primata kami memiliki rentang hidup rata-rata sekitar 27 tahun dan rentang hidup maksimum sekitar 40 tahun, jadi mungkin 25 tahun lagi sebelum kami mendapatkan data kelangsungan hidup penuh.

Kemajuan juga telah dibuat untuk memahami efek CR jangka panjang pada manusia. Bukti langsung datang dari studi praktisi jangka panjang CR yang menunjukkan peningkatan nyata profil faktor risiko untuk penyakit kardiovaskular, termasuk pengurangan sirkulasi insulin dan kadar glukosa. Orang-orang ini juga menunjukkan lebih sedikit tanda-tanda penurunan fungsi jantung diastolik. Kemajuan tambahan dalam CR manusia diharapkan; National Institute on Aging telah mendanai tiga situs untuk melakukan investigasi CR jangka panjang pada manusia.

Akrual pengetahuan yang mengesankan tentang berbagai aspek CR dapat diharapkan untuk berlanjut, dan langkahnya untuk mempercepat, karena semakin banyak peneliti yang fokus pada intervensi yang menarik ini. Pemahaman mekanistik tentang pembatasan kalori akan meningkatkan kemungkinan pengembangan obat atau nutrisi yang meniru efek CR pada orang yang mengkonsumsi makanan normal. Dan jika peneliti dapat menemukan cara yang aman untuk mengurangi nafsu makan, praktik CR yang luas mungkin terjadi. Either way, pembatasan kalori tampaknya terletak untuk berkontribusi pada keterbelakangan penuaan pada manusia.

PENULIS
RICHARD WEINDRUCH, yang meraih gelar Ph.D. dalam patologi eksperimental di University of California, Los Angeles, adalah profesor kedokteran di University of WisconsinMadison dan seorang peneliti di Pusat Penelitian, Pendidikan dan Klinik Geriatrik Administrasi Veteran di Madison. Dia telah mengabdikan karirnya untuk mempelajari pembatasan kalori dan efeknya pada tubuh dan mempraktikkan pembatasan ringan sendiri. Dia belum mencoba menempatkan keluarganya, anjingnya, atau dua kucingnya di rejimen itu.

Artikel ini awalnya diterbitkan dengan judul "Pembatasan Kalori dan Penuaan" dalam SA Edisi Khusus 16, 4s, 54-61 (Desember 2006)