Gangguan pada ritme biologis menyebabkan penuaan dini pada kulit

Para ilmuwan telah mempelajari peran ritme biologis harian (ritme sirkadian) dalam kapasitas regeneratif sel induk kulit. Gangguan ritme ini menyebabkan penuaan dini pada jaringan dan peningkatan risiko berkembangnya tumor kulit, termasuk kanker.

Para ilmuwan dari Centre for Genomic Regulation telah melakukan sebuah penelitian yang akan dipublikasikan di jurnal Nature. Penelitian ini menjelaskan peran ritme sirkadian, atau jam biologis internal, terhadap aktivitas manusia sepanjang hari, serta dampaknya terhadap fungsi sel induk kulit yang bertanggung jawab atas regenerasi kulit harian.

Sel punca bertanggung jawab atas pembaruan terus-menerus elemen seluler kulit, menggantikan elemen yang telah kehabisan kemampuan fungsionalnya akibat aktivitas kehidupan. Fungsi sel punca yang tepat sangat penting untuk menjaga jaringan dalam keadaan normal sepanjang siklus kehidupan tubuh. Pada siang hari, kulit terpapar berbagai zat berbahaya, seperti sinar ultraviolet pada siang hari, dan patogen seperti bakteri dan virus. Fungsi utama kulit adalah melindungi tubuh dari patogen potensial ini, bertindak sebagai semacam penghalang, memisahkan tubuh kita dari dunia luar.

Para ilmuwan yang terlibat dalam penelitian ini menemukan bahwa aktivitas sel punca kulit diatur oleh jam biologis internal, dan bahwa berfungsinya jam ini dengan benar sangat penting untuk menjaga jaringan dalam keadaan sehat. Jam ini mengatur aktivitas sel punca sedemikian rupa sehingga, misalnya, selama paparan cahaya puncak, sel-sel tersebut mampu melindungi diri dari radiasi berbahaya, sementara pada sore dan malam hari mereka membelah dan memulihkan jaringan, mengganti sel-sel yang rusak dengan yang sehat. Dengan demikian, jam biologis memungkinkan sel-sel punca membelah pada saat kulit tidak lagi terpapar oleh kemungkinan faktor-faktor eksternal yang merusak dan tidak menjadi begitu rentan sebagai akibat dari akumulasi mutasi pada DNA, yang dapat menyebabkan hilangnya kapasitas regeneratif atau peningkatan risiko perkembangan tumor.

"Jam biologis secara tepat mengendalikan perilaku temporal sel punca, sehingga sistem beradaptasi dengan kebutuhan jaringan tergantung pada waktu. Jika kendali ini terganggu, sel punca mulai mengumpulkan DNA yang rusak, dan kemungkinan penuaan sel dan perkembangan tumor kulit meningkat secara signifikan," kata Salvador Aznar Benitah, koordinator penelitian tersebut.

Gen BMAL1 dan period1/2 bertanggung jawab untuk mengendalikan ritme ini, mengatur aktivitas sel selama fase regenerasi dan istirahat. Dengan memanipulasi kedua gen secara genetik, para ilmuwan telah membuktikan bahwa gangguan ritme biologis pada sel kulit menyebabkan sel induk tidak mengetahui fungsi apa yang harus dilakukan, dan akibatnya - penuaan sel dini dan akumulasi DNA mutan.

Ritme sirkadian mengatur semua fungsi biologis kita menurut siklus alami terang dan gelap. Hasil penelitian menunjukkan bahwa regenerasi kulit, yang mencegah penuaan dan perkembangan kanker kulit, juga dipengaruhi oleh ritme ini. Seiring bertambahnya usia, ritme biologis ini cenderung terganggu. Para ilmuwan percaya bahwa gangguan ini pada akhirnya dapat menyebabkan gangguan pada potensi regeneratif jaringan kita dan perkembangan tumor.

Di masa mendatang, para ilmuwan ingin melakukan penelitian tambahan untuk memahami mengapa jam biologis terganggu seiring bertambahnya usia dan apakah mungkin untuk mengembangkan metode guna memulihkan ritme sirkadian guna memperlambat proses degenerasi jaringan dan mengurangi risiko perkembangan tumor.