Malnutrisi dalam rahim mempercepat proses penuaan biologis

Sebuah studi yang dilakukan di Fakultas Kedokteran Universitas Columbia dan Robert N. Butler Center on Aging di Universitas Columbia menemukan bahwa anak-anak yang lahir setelah terpapar kelaparan di dalam rahim menunjukkan tanda-tanda penuaan yang lebih cepat enam dekade kemudian. Dampak kelaparan secara konsisten lebih besar pada wanita dan hampir tidak ada pada pria. Hasil tersebut dipublikasikan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Kelaparan Belanda, yang terjadi antara November 1944 dan Mei 1945, selama penyerahan Jerman dalam Perang Dunia II, dipicu oleh embargo pangan yang diberlakukan oleh pasukan pendudukan Jerman pada awal Oktober 1944. Selama periode ini, makanan dijatah di wilayah-wilayah yang terkena dampak di Belanda. Para peneliti menggunakan catatan jatah untuk menentukan periode kelaparan ketika konsumsi makanan harian rata-rata turun di bawah 900 kkal.

Penuaan biologis diperkirakan muncul dari akumulasi perubahan pada tingkat seluler yang secara bertahap merusak ketahanan sel, jaringan, dan organ, yang secara langsung memengaruhi seberapa cepat orang kehilangan fungsi dan terserang penyakit seiring bertambahnya usia.

"Kami tahu dari penelitian sebelumnya tentang beberapa kelaparan bahwa orang yang terpapar kelaparan di dalam rahim dapat mengalami masalah kesehatan di kemudian hari," kata Mengling Chen, penulis utama penelitian tersebut dan seorang Marie Curie Fellow di University of Lausanne yang mengerjakan proyek tersebut selama penelitian di Columbia's Center on Aging. "Tujuan kami dalam penelitian ini adalah untuk menguji hipotesis bahwa peningkatan risiko ini mungkin terkait dengan percepatan penuaan biologis."

"Penelitian tentang kelaparan dapat menjadi alat yang ampuh untuk memahami bagaimana trauma yang terjadi di awal kehidupan memengaruhi kesehatan dan perkembangan kita," kata Daniel Belsky, seorang profesor madya epidemiologi di Center on Aging, tempat Cheng bekerja, dan penulis senior studi tersebut. "Dalam studi ini, kami menggunakan kelaparan sebagai semacam 'eksperimen alami' untuk mengeksplorasi bagaimana gangguan nutrisi dan stres selama perkembangan janin dapat memengaruhi proses biologis penuaan beberapa dekade kemudian."

Penuaan dini yang didokumentasikan para peneliti pada para penyintas kelaparan telah dikaitkan dalam penelitian lain dengan rentang hidup yang lebih pendek dan timbulnya penyakit jantung, stroke, demensia, dan cacat fisik lebih dini. "Temuan kami menunjukkan bahwa para penyintas ini mungkin berada di jalur menuju rentang hidup sehat yang lebih pendek," kata Belsky.

Para peneliti menganalisis data dari Dutch Hunger Winter Family Study (DHWFS), sebuah studi kohort kelahiran naturalistik yang melibatkan 951 penyintas kelaparan di dalam rahim. Mereka mengamati perubahan dalam metilasi DNA — atau tanda kimia pada DNA yang mengatur ekspresi gen — yang berubah seiring bertambahnya usia. Pola ini sering disebut sebagai "jam epigenetik".

Berdasarkan sampel darah yang dikumpulkan saat para penyintas berusia 58 tahun, para peneliti menilai penuaan biologis menggunakan alat yang disebut DunedinPACE, yang dikembangkan oleh Belsky dan rekan-rekannya di Universitas Duke dan Otago di Selandia Baru. Jam tersebut mengukur seberapa cepat tubuh seseorang memburuk seiring bertambahnya usia, "seperti speedometer untuk proses biologis penuaan," jelas Belsky. Sebagai perbandingan, Belsky dan rekan-rekannya juga menganalisis dua jam epigenetik lainnya, GrimAge dan PhenoAge.

Para penyintas kelaparan memiliki DunedinPACE yang lebih cepat dibandingkan dengan kelompok kontrol. Efek ini paling terasa pada wanita, sementara pada pria yang diteliti, efek ini hampir tidak berpengaruh pada laju penuaan.

Data untuk 951 peserta kohort mencakup 487 penyintas kelaparan dengan data DNA yang tersedia, 159 kontrol yang disesuaikan waktunya, dan 305 saudara kandung kontrol. Kontrol yang disesuaikan waktunya lahir sebelum atau setelah kelaparan di rumah sakit yang sama dengan para penyintas kelaparan dan juga memiliki saudara perempuan atau laki-laki dengan jenis kelamin yang sama.

Perbandingan dilakukan dengan kontrol yang tidak diberi makan pada tiga ukuran penuaan biologis DNA pada masing-masing dari enam titik waktu, dari prakonsepsi hingga akhir kehamilan. Selain itu, seluruh sampel kohort diwawancarai, dan hampir semuanya berpartisipasi dalam pemeriksaan klinis pada saat pengumpulan DNA.

"Meskipun tidak ada standar emas untuk mengukur penuaan biologis, konsistensi keseluruhan hasil di tiga jam penuaan biologis epigenetik berbeda yang dikembangkan dalam kelompok berbeda menggunakan titik akhir berbeda memperkuat keyakinan bahwa hasil kami benar-benar mencerminkan proses penuaan," kata Belsky.

"Kami sebenarnya berpikir perkiraan bencana kelaparan kami konservatif," kata LH Lumay, seorang profesor epidemiologi di Sekolah Kedokteran Universitas Columbia dan pendiri Dutch Hunger Winter Family Study, yang melakukan penelitian tersebut. Lumay telah melakukan sejumlah penelitian terhadap kelompok yang terkena dampak bencana kelaparan di Belanda, Ukraina, dan Cina.

"Sejauh mana perbedaan yang diamati dalam ukuran penuaan biologis akan berdampak pada perbedaan lebih lanjut dalam harapan hidup dan kualitas hidup masih harus ditentukan. Oleh karena itu, pemantauan mortalitas berkelanjutan terhadap kelompok ini diperlukan saat para penyintas kelaparan dalam kandungan mendekati dekade kesembilan kehidupan mereka."