Oleh Cocer Peptida 
1 bulan yang lalu
SEMUA ARTIKEL DAN INFORMASI PRODUK YANG DISEDIAKAN DALAM WEBSITE INI SEPENUHNYA UNTUK PENYEBARAN INFORMASI DAN TUJUAN PENDIDIKAN.
Produk yang disediakan di situs ini ditujukan khusus untuk penelitian in vitro. Penelitian in vitro (bahasa Latin: *in glass*, artinya barang pecah belah) dilakukan di luar tubuh manusia. Produk-produk ini bukan obat-obatan, belum disetujui oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan AS (FDA), dan tidak boleh digunakan untuk mencegah, mengobati, atau menyembuhkan kondisi medis, penyakit, atau penyakit apa pun. Dilarang keras oleh hukum untuk memasukkan produk ini ke dalam tubuh manusia atau hewan dalam bentuk apapun.
Ringkasan
Penuaan sel merupakan proses biologis penting dalam organisme hidup dan berkaitan erat dengan berbagai fenomena fisiologis dan patologis. Seiring bertambahnya usia, penuaan sel secara bertahap terakumulasi sehingga menyebabkan penurunan fungsi jaringan dan organ serta memicu berbagai penyakit terkait usia. Peptida, sebagai salah satu kelas molekul bioaktif yang penting, telah mendapatkan perhatian yang signifikan dalam bidang penelitian penuaan sel dalam beberapa tahun terakhir. Penelitian menunjukkan bahwa peptida memainkan peran penting dalam mengatur proses penuaan sel. Menjelajahi hubungan antara peptida dan penuaan sel sangat penting untuk menjelaskan mekanisme penuaan dan mengembangkan intervensi anti-penuaan.
Gambar 1. Mekanisme proses penuaan kulit. (a) Radikal bebas dan teori stres oksidatif. Mitokondria menghasilkan ROS melalui metabolisme oksidatif. ROS yang berlebihan dapat merusak struktur mitokondria dan DNA sehingga menyebabkan penurunan kadar kolagen dan peningkatan kadar MMP pada jaringan kulit. ( b ) Teori inflamasi. Fibroblas dan keratinosit tua mengeluarkan sejumlah besar fenotip sekretori terkait penuaan, termasuk TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-γ dan MMPs. Sitokin proinflamasi ini menginduksi penuaan sel kulit dengan meningkatkan produksi ROS dan mengaktifkan jalur pensinyalan ATM/p53/p21. ( c ) Teori fotoaging. Iradiasi ultraviolet menginduksi produksi ROS dan sekresi MMP, yang menurunkan komponen matriks ekstraseluler kulit seperti kolagen. ( d ) Teori kimia glikosil nonenzimatik. Glikosilasi non-enzimatik adalah reaksi antara gula pereduksi bebas dan gugus amino bebas dari protein, DNA dan lipid untuk menghasilkan AGEs dan ROS. Akumulasi AGEs, bersama dengan ROS, dapat menyebabkan perubahan homeostatis sel dan struktur protein.
Penuaan Seluler
(1) Konsep dan Karakteristik Penuaan Seluler
Penuaan sel mengacu pada keadaan terhentinya pertumbuhan yang tidak dapat diubah yang terjadi pada sel setelah mengalami sejumlah pembelahan atau terkena stresor tertentu. Ia menunjukkan serangkaian ciri khas, seperti perubahan morfologi sel, termasuk peningkatan volume sel, perataan, dan vakuolisasi sitoplasma; terhentinya siklus sel, sehingga sel tidak lagi berkembang biak; dan peningkatan aktivitas β-galaktosidase terkait penuaan (SA-β-gal), yang saat ini merupakan salah satu penanda penuaan seluler yang paling banyak digunakan. Fenotip sekretorik yang berubah, di mana sel mensekresi berbagai sitokin, kemokin, dan protease, membentuk fenotip sekretorik terkait penuaan (SASP).
(2) Konsekuensi Penuaan Seluler
Kemunduran fungsi jaringan dan organ
Sel adalah bahan penyusun dasar jaringan dan organ, dan penuaan sel menyebabkan gangguan fungsi jaringan dan organ. Di jaringan kulit, fibroblas tua mengurangi sintesis kolagen dan serat elastis, menyebabkan kulit kehilangan elastisitas, timbulnya kerutan, dan gangguan kapasitas perbaikan. Dalam sistem kardiovaskular, sel-sel endotel yang menua dapat menyebabkan dinding pembuluh darah menjadi kaku dan berkurangnya elastisitas, sehingga meningkatkan risiko penyakit kardiovaskular. Dalam sistem kekebalan, penuaan sel kekebalan melemahkan fungsi pertahanan kekebalan tubuh, membuat individu lebih rentan terhadap invasi patogen dan mengurangi respons kekebalan terhadap vaksin.
Asosiasi dengan penyakit terkait usia
Penuaan sel dianggap sebagai faktor pendorong penting dalam banyak penyakit yang berkaitan dengan usia. Pada penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer dan penyakit Parkinson, penuaan saraf berkaitan erat dengan proses patologis seperti kematian saraf dan peradangan saraf. Pada diabetes, penuaan sel β pankreas dapat menyebabkan kurangnya sekresi insulin, sehingga mempengaruhi regulasi glukosa darah normal. Penuaan sel juga memiliki hubungan yang kompleks dengan tumorigenesis dan perkembangan tumor. Penuaan sel dini dapat bertindak sebagai mekanisme penekanan tumor, mencegah proliferasi sel-sel rusak yang tidak terbatas. Namun, dalam lingkungan mikro tumor, komponen SASP yang disekresikan oleh sel-sel tua dapat mendorong pertumbuhan, invasi, dan metastasis sel tumor.
Peptida
(1) Pengertian dan struktur peptida
Peptida adalah senyawa rantai pendek yang dibentuk oleh asam amino yang dihubungkan melalui ikatan peptida. Berdasarkan jumlah residu asam amino yang dikandungnya, mereka dapat diklasifikasikan menjadi dipeptida, tripeptida, tetrapeptida, dan polipeptida. Polipeptida adalah rantai peptida yang lebih panjang, berkesinambungan, dan tidak bercabang. Biasanya, rantai peptida yang mengandung tidak lebih dari 50 asam amino diklasifikasikan sebagai peptida untuk membedakannya dari protein. Semua rantai peptida, kecuali peptida siklik, memiliki residu N-terminal (amino-terminal) dan C-terminal (carboxy-terminal).
(2) Klasifikasi Peptida
Klasifikasi berdasarkan Sumber
Peptida endogen: disintesis oleh organisme itu sendiri dan melakukan berbagai fungsi fisiologis di dalam tubuh. Neuropeptida, yang berperan dalam transmisi dan pengaturan sinyal dalam sistem saraf, termasuk endorfin dan enkephalin, yang memiliki efek analgesik dan pengaturan suasana hati; hormon peptida, seperti insulin, yang penting untuk mengatur keseimbangan gula darah.
Peptida eksogen: diperoleh dari makanan atau sumber eksternal lainnya. Misalnya, protein makanan tertentu dapat dihidrolisis oleh enzim pencernaan untuk menghasilkan peptida bioaktif, seperti peptida susu, yang memiliki berbagai fungsi fisiologis, termasuk efek antioksidan dan modulasi kekebalan. Peptida yang dibuat melalui sintesis kimia atau bioteknologi juga termasuk dalam peptida eksogen dan biasanya digunakan dalam pengembangan obat dan terapi klinis.
Klasifikasi berdasarkan Fungsi
Peptida Antioksidan: Mampu menangkap radikal bebas dalam tubuh dan mengurangi kerusakan sel akibat stres oksidatif. Misalnya, peptida antioksidan dedak padi telah terbukti meningkatkan aktivitas enzim antioksidan seperti katalase (CAT) dan glutathione peroksidase (GSH-Px) di mitokondria jaringan jantung dan otak tikus tua yang diinduksi D-galaktosa, mengurangi tingkat mutasi penghapusan DNA mitokondria di otak, dan melindungi sel.
Peptida modulasi kekebalan: Ini mengatur fungsi kekebalan tubuh, meningkatkan atau menekan respons imun. Beberapa peptida yang berasal dari organisme laut dapat mengaktifkan sel kekebalan, meningkatkan kemampuan pertahanan kekebalan tubuh, dan membantu melawan infeksi patogen dan perkembangan tumor.
Peptida pengatur pertumbuhan sel: Ini mempengaruhi proses seluler seperti proliferasi, diferensiasi, dan apoptosis. Misalnya, faktor pertumbuhan epidermal (EGF) mendorong proliferasi dan diferensiasi sel epidermis, sehingga mempercepat penyembuhan luka.
Peran peptida dalam penuaan sel
(1) Pengaturan fungsi mitokondria
Mitokondria memainkan peran penting dalam produksi energi sel dan transduksi sinyal, dan disfungsinya berkaitan erat dengan penuaan sel. Peptida yang diturunkan dari mitokondria (MDPs) seperti humanin dan MOTS-c memainkan peran pengaturan yang penting dalam proses penuaan sel. Setelah penuaan yang disebabkan oleh kelelahan replikasi, pengobatan doksorubisin, atau hidrogen peroksida pada fibroblas primer manusia, jumlah mitokondria meningkat, tingkat pernapasan mitokondria meningkat, dan tingkat humanin dan MOTS-c juga meningkat. Pemberian humanin dan MOTS-c secara moderat meningkatkan respirasi mitokondria dalam sel-sel tua yang diinduksi doxorubicin dan sebagian mengatur komponen SASP melalui jalur JAK, menunjukkan bahwa MDP memainkan peran penting dalam metabolisme energi mitokondria dan produksi SASP dalam sel-sel tua.
Gambar 2 Massa dan energi mitokondria diubah selama penuaan yang diinduksi doksorubisin. (A) Nomor salinan DNA mitokondria (mtDNA) dalam sel non-senescent (diam) dan tua. (B) Gambar representatif dari immunostaining Tom20 (hijau; mitokondria) dan Hoechst 33258 (biru; nukleus) dalam sel non-senescent (diam) dan tua. Bilah skala, 20 μm. Area pewarnaan Tom20 per sel diukur menggunakan ImageJ. (C) Kadar ATP seluler pada sel yang tidak menua (diam) dan tua. (D) Tingkat konsumsi oksigen seluler (OCR) dalam sel non-senescent dan senescent. Respirasi basal, kapasitas pernafasan cadangan, dan produksi ATP dihitung berdasarkan injeksi senyawa berurutan sesuai dengan instruksi pabrik. (E) Laju pengasaman ekstraseluler (ECAR) pada sel non-senescent (diam) dan senescent.
(2) Efek pada jalur sinyal terkait penuaan
jalur p53-p21
Protein p53 adalah pengatur utama penuaan sel. Ketika sel terkena stresor seperti kerusakan DNA, p53 diaktifkan, menginduksi ekspresi p21, yang menyebabkan siklus sel terhenti pada fase G1, yang menyebabkan penuaan sel. Peptida tertentu dapat memodulasi jalur p53-p21, sehingga mempengaruhi perkembangan penuaan sel. Beberapa peptida molekul kecil dapat berinteraksi dengan protein p53, menghambat aktivitasnya dan dengan demikian menunda penuaan sel. Penelitian telah menunjukkan bahwa peptida spesifik dapat memblokir interaksi antara p53 dan MDM2 (protein yang mengatur p53 secara negatif), menstabilkan protein p53 dan mempertahankannya pada tingkat yang sesuai untuk menghindari aktivasi berlebihan yang menyebabkan penuaan sel.
Jalur Rb-E2F
Protein Rb adalah protein pengatur siklus sel penting lainnya yang berikatan dengan faktor transkripsi E2F untuk menghambat ekspresi gen terkait siklus sel. Ketika protein Rb difosforilasi dan dinonaktifkan, E2F dilepaskan, mendorong masuknya sel ke fase S untuk replikasi DNA. Selama penuaan sel, perubahan pada jalur Rb-E2F menyebabkan terhentinya siklus sel. Peptida tertentu dapat mengatur penuaan seluler dengan memodulasi keadaan fosforilasi protein Rb atau mempengaruhi aktivitas E2F. Beberapa peptida dapat menghambat fosforilasi protein Rb, menjaga stabilitas kompleks Rb-E2F dan dengan demikian menunda penuaan sel.
(III) Peraturan SASP
SASP terdiri antara lain berbagai sitokin, kemokin, dan protease. Sekresinya tidak hanya mempengaruhi lingkungan mikro sel-sel tua itu sendiri tetapi juga mempengaruhi jaringan dan sel di sekitarnya, meningkatkan respon inflamasi dan penuaan jaringan. Beberapa peptida dapat mengatur produksi SASP dan mengurangi efek berbahayanya. Peptida tertentu yang berasal dari tumbuhan juga ditemukan mengatur SASP dengan menghambat aktivasi jalur sinyal spesifik dan mengurangi ekspresi faktor terkait SASP.
Penerapan Peptida dalam Menunda Penuaan Seluler
(1) Aplikasi dalam Produk Perawatan Kulit
Dengan meningkatnya kekhawatiran masyarakat mengenai penuaan kulit, peptida telah banyak diterapkan dalam industri perawatan kulit. Misalnya, beberapa produk perawatan kulit yang mengandung peptida diklaim memiliki efek anti kerutan dan mengencangkan kulit. Penelitian menunjukkan bahwa peptida tertentu dapat meningkatkan sintesis kolagen dan meningkatkan elastisitas kulit. Peptida juga dapat mengatur metabolisme sel kulit, meningkatkan fungsi pelindung kulit, mengurangi kerusakan sel kulit akibat faktor eksternal seperti radiasi sinar UV, dan memperlambat proses penuaan kulit.
Gambar 3 Penuaan pada kulit muda hingga tua.
(2) Penerapan dalam Pengembangan Obat
Pengobatan Penyakit Neurodegeneratif
Pengembangan obat peptida sangat menjanjikan untuk mengatasi penuaan saraf pada penyakit neurodegeneratif. Peptida yang mengatur jalur sinyal intraseluler, meningkatkan kelangsungan hidup neuron, dan memfasilitasi perbaikan telah dikembangkan untuk pengobatan penyakit Alzheimer dan penyakit Parkinson. Peptida tertentu dapat menghambat agregasi protein abnormal di dalam neuron, mengurangi peradangan saraf, dan menunda penuaan dan kematian saraf. Peptida bernama AC-5216 dapat menghambat agregasi protein β-amiloid dan meningkatkan fungsi kognitif pada tikus model penyakit Alzheimer.
Pengobatan Penyakit Kardiovaskular
Dalam pengobatan penyakit kardiovaskular, obat peptida dapat menargetkan proses patologis seperti penuaan sel endotel pembuluh darah dan penuaan sel miokard. Misalnya, peptida vasoaktif tertentu dapat mengatur tonus pembuluh darah dan fungsi sel endotel, memperbaiki kondisi penuaan sel endotel pembuluh darah, dan mengurangi risiko penyakit kardiovaskular. Beberapa peptida juga dapat mendorong perbaikan dan regenerasi sel miokard, sehingga menawarkan aplikasi potensial dalam pengobatan kondisi seperti infark miokard.
Kesimpulan
Penuaan sel, sebagai proses biologis yang kompleks, mempengaruhi kesehatan dan proses penuaan tubuh. Peptida, sebagai kelas molekul bioaktif yang penting, memainkan peran beragam dalam mengatur penuaan sel. Melalui pengaturan fungsi mitokondria, intervensi dalam jalur sinyal terkait penuaan, dan memodulasi SASP, peptida menunjukkan kemampuan untuk menunda penuaan sel.
Sumber
[1] Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Peptida[M]//Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Kimia Biofisika: Teknik dan Aplikasi. Cham: Springer Nature Swiss, 2023:129-141.
[2] Dia X, Wan F, Su W, dkk. Kemajuan Penelitian Penuaan Kulit dan Bahan Aktif[J]. Molekul, 2023,28(14}, NOMOR PASAL = {5556).DOI:10.3390/molekul28145556.
[3] Altay Benetti A, Tarbox T, Benetti C. Wawasan Terkini tentang Formulasi dan Pemberian Agen Terapi dan Kosmetik untuk Penuaan Kulit[J]. Kosmetik, 2023,10(2}, NOMOR PASAL = {54).DOI:10.3390/kosmetik10020054.
[4] Wong P F. Editorial: Penuaan Seluler: Penyebab, Konsekuensi dan Peluang Terapi [J]. Frontiers dalam Sel dan Biologi Perkembangan, 2022,10:884910.DOI:10.3389/fcell.2022.884910.
[5] Zonari A, Brace LE, Al-Katib K, dkk. Peptida senoterapi mengurangi usia biologis kulit dan meningkatkan penanda kesehatan kulit[J]. Biorxiv, 2020. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:226263850.
[6] Kim SJ, Mehta HH, Wan J, dkk. Peptida mitokondria memodulasi fungsi mitokondria selama penuaan seluler [J]. Penuaan (Albany Ny), 2018,10(6):1239-1256.DOI:10.18632/aging.101463.
[7] Garrido AM, Bennett M. Penilaian dan konsekuensi penuaan sel pada aterosklerosis [J]. Opini Terkini dalam Lipidologi, 2016,27(5):431-438.DOI:10.1097/MOL.0000000000000327.
