Bagaimana Penuaan Mempengaruhi Kemampuan untuk Mengembalikan Homeostasis?

Homeostatis adalah proses di mana organisme mengatur lingkungan internalnya, menjaga parameter kritis dalam batas yang dapat diterima. Penuaan mempengaruhi kemampuan untuk mempertahankan dan memulihkan homeostasis karena beberapa mekanisme yang digunakan oleh organisme tidak lagi seefektif pada tubuh muda.

Dalam banyak kasus ketidakmampuan untuk mengembalikan homeostasis dapat mempengaruhi aktivitas tubuh dan dapat mengakibatkan penurunan kemampuan dan penyakit. Parameter khas yang homeostasis harus dipertahankan atau dipulihkan dan yang dipengaruhi oleh penuaan meliputi:

• Suhu tubuh
• kadar glukosa
• Keseimbangan air darah

Mekanisme dimana parameter ini disimpan dalam kisaran yang diinginkan termasuk aksi dari hormon, aktivitas sel dan tindakan organisme. Jika regulasi homeostatis tidak memungkinkan dan nilai parameter ini berada di luar batas yang disyaratkan, kematian organisme dapat terjadi.

Ketika parameter terlalu tinggi atau terlalu rendah, hormon memicu reaksi sel yang mengembalikan nilai ke tingkat normal. Misalnya, suhu yang terlalu tinggi memicu tindakan balasan di kulit,

Saat sistem mulai beraksi, suhu tubuh cenderung turun lagi. Homeostasis dipulihkan.

Penuaan dapat mempengaruhi respon homeostatis. Kelenjar yang mensekresi hormon mungkin tidak lagi dapat memproduksi hormon sebanyak sebelumnya. Bahkan jika hormon disekresikan dalam jumlah yang cukup, sel target mungkin tidak lagi sensitif terhadap hormon.

Mereka mungkin bereaksi lebih sedikit dan respons homeostatis mungkin lebih lambat dan lebih lemah. Tubuh tidak mampu mengembalikan homeostasis secepat ketika organisme masih muda.

Jika satu atau beberapa parameter homeostatik penting tetap terlalu tinggi atau terlalu rendah untuk waktu yang lama, ada risiko kerusakan sel dan organisme. Jika suhu tubuh tetap terlalu panas, organisme dapat mengalami dehidrasi dan gangguan fungsi otak sebagai sel saraf berhenti beroperasi dengan benar.

Jika suhu terlalu rendah, fungsi tubuh mati, dan jika ada bagian tubuh yang membeku, kristal es akan rusak. membran sel dan tisu.

Tingkat banyak zat adalah kunci untuk aktivitas sel. Jika glukosa atau ketinggian air terlalu tinggi atau terlalu rendah, sel tidak dapat berfungsi secara normal. Glukosa adalah nutrisi penting yang tanpanya sel tidak dapat mensintesis protein yang mereka butuhkan. Tingkat air yang konstan diperlukan untuk fungsi sel dan difusi sinyal kimia.

Homeostasis menjaga nilai-nilai ini dekat dengan target mereka. Jika mereka tetap terlalu tinggi atau terlalu rendah untuk waktu yang lama, organisme menderita kerusakan.

Homeostasis adalah kumpulan mekanisme yang digunakan tubuh untuk menjaga variabel operasinya mendekati yang diinginkan set poin. Penuaan adalah proses yang membuat mekanisme homeostasis kurang efektif. Alat yang digunakan untuk homeostasis tetap sama selama kehidupan organisme, tetapi dengan penuaan, mungkin ada lebih sedikit alat dan alat tidak bekerja sebaik sebelumnya.

Dalam homeostasis, sel menghasilkan sinyal kimia yang menargetkan sel lain dan mengubah perilakunya. Ini terjadi dalam tiga cara:

• Sel-sel yang ditargetkan dapat mengambil langsung dan tindakan individu seperti memetabolisme lebih banyak glukosa.
• Sel-sel dapat berpartisipasi dalam reaksi terkoordinasi di mana organ seperti jantung berdetak lebih cepat.
• Sel-sel tersebut dapat menimbulkan perasaan yang membuat organisme mengambil tindakan, seperti minum air sebagai respons terhadap rasa haus.

Penuaan menghambat tindakan ini. Banyak sel dalam organisme yang menua telah kehilangan sebagian kemampuannya untuk menjalankan fungsinya pada efisiensi puncak karena: mutasi dalam DNA mereka, digeneralisasi kerusakan atau keausan. Sel-sel mungkin memiliki lebih sedikit sumber daya sebagai akibat dari efisiensi yang hilang dan mungkin tidak dapat memberi sinyal atau menerima sinyal sebaik sebelumnya.

Bahkan ketika sinyal bekerja dengan baik dan sinyal kuat diterima, sel-sel kurang mampu mengambil tindakan seperti membuat jantung berdetak lebih cepat atau membuat organisme mencari air. Sementara penuaan tidak sama untuk semua organisme atau semua manusia, penuaan secara umum dapat mengurangi fungsionalitas keseluruhan, tidak hanya dalam memulihkan homeostasis.

Mekanisme homeostatis yang menjaga suhu organisme dalam batas memiliki empat cabang. Unit komando pusatnya adalah hipotalamus kelenjar. Ini mengirimkan sinyal kimia ke sel-sel saraf, sel-sel kulit, sistem peredaran darah dan sistem pernapasan.

Untuk suhu yang terlalu tinggi, keempat cabang tersebut bekerja sebagai berikut:

• Sinyal dari hipotalamus membuat organisme terasa panas. Dalam kasus manusia, mereka melepas pakaian atau mencari tempat yang lebih sejuk. Tindakan ini bersifat sukarela; tiga cabang lainnya tidak disengaja, terjadi secara otomatis.
• Hipotalamus mengirimkan sinyal ke sel-sel kulit. Reseptor di permukaan kelenjar keringat sel mengikat dengan sinyal kimia dan memicu aktivitas di dalam sel keringat yang akhirnya menyebabkan sel mengeluarkan keringat.
• Sinyal kimia dikirim ke sel yang mengendalikan sistem sirkulasi dan ke kapiler dekat kulit. Sel-sel kontrol dirangsang untuk mengirimkan sinyal yang mempercepat detak jantung. Sel-sel di dinding kapiler mengembang dan kapiler melebar, membawa darah panas ke kulit organisme.
• Sinyal serupa dikirim ke sistem pernapasan sel kontrol. Sel-sel ini bereaksi mengirim sinyal untuk mempercepat pernapasan. Reaksi ini sangat penting bagi hewan yang menggunakan terengah-engah sebagai sarana pendinginan.

Untuk suhu yang terlalu dingin, sinyal serupa memiliki efek yang berlawanan seperti membuat organisme mencari tempat yang hangat atau mengecilkan kapiler di dekat kulit. Dalam setiap kasus banyak sistem harus berinteraksi secara terkoordinasi untuk mengembalikan homeostasis suhu.

Sel yang menua tidak menjalankan fungsi sel seefisien sel yang lebih muda. Dalam kasus homeostasis suhu, suhu pada organisme yang menua mungkin tetap terlalu tinggi atau terlalu rendah lebih lama daripada organisme muda. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan sel lebih lanjut atau inefisiensi lebih lanjut dalam produksi hormon dan bahan kimia lainnya.

Homeostasis suhu yang buruk karena penuaan mungkin disebabkan oleh kurangnya produksi hormon di hipotalamus. Hormon adalah protein yang dihasilkan oleh ribosom yang melekat pada retikulum endoplasma (RE) dari sel.

RE memproses, menyimpan, dan mengekspor hormon dalam vesikel khusus melalui aparatus golgi. Vesikel menyatu dengan membran sel luar dan meninggalkan isinya di luar sel sebagai hormon yang disekresikan oleh endokrin. Langkah-langkah yang berbeda ini kurang efisien pada sel-sel tua yang menyebabkan lebih sedikit hormon yang dikeluarkan.

Di ujung lain dari rantai sinyal, reseptor hormon pada membran luar sel mungkin lebih sedikit dan beberapa mungkin rusak. Hormon-hormon itu kemudian menghasilkan efek yang lebih sedikit daripada sel-sel yang lebih muda. Lebih sedikit sel yang mengubah perilakunya dan sel yang bereaksi terhadap hormon mungkin hanya sedikit mengubah perilakunya. Sebagai akibat dari semua pengaruh ini, penuaan dapat mengurangi efektivitas homeostasis suhu.

Sel terus-menerus mengkonsumsi glukosa dan oksigen untuk menghasilkan energi untuk fungsi sel. Glukosa didistribusikan ke setiap sel dalam tubuh melalui sistem peredaran darah dan kadarnya dalam darah harus dijaga konstan. Baik kadar glukosa rendah atau hipoglikemia dan tingkat tinggi atau hiperglikemia dapat menyebabkan kematian.

Kadar glukosa dalam darah dikendalikan oleh pankreas melalui hormon insulin. Dalam homeostasis glukosa, insulin disekresikan oleh sel-sel di pankreas dan didistribusikan melalui pembuluh darah. Ketika glukosa terlalu tinggi, kadar insulin dalam darah juga meningkat dan reseptor insulin di luar sel dipicu oleh insulin.

Pemicu melepaskan bahan kimia di dalam sel yang meningkatkan metabolisme dan mengkonsumsi glukosa. Kadar glukosa dalam darah kembali turun.

Jika kadar glukosa terlalu rendah, organisme mengalami rasa lapar. Organisme makan dan makanan dicerna dan dipecah menjadi komponen termasuk glukosa dalam saluran pencernaan. Glukosa diserap oleh pembuluh darah sekitar saluran pencernaan dan kadar glukosa dalam darah dipulihkan.

Homeostasis glukosa dipengaruhi oleh faktor penuaan yang sama seperti suhu. Sel-sel di pankreas menghasilkan lebih sedikit insulin dan reseptor sel tidak bekerja dengan baik. Tapi ada cara tambahan di mana penuaan dapat mempengaruhi kadar glukosa darah. Risiko kadar glukosa tinggi menyebabkan diabetes meningkat pada orang tua.

Ada dua jenis diabetes.

Tipe I disebabkan oleh kekurangan insulin, baik karena penghancuran sel-sel pankreas yang memproduksi insulin atau sel-sel yang memproduksi lebih sedikit insulin.

Tipe II diabetes disebabkan oleh reseptor pada sel target menjadi peka karena paparan terus menerus terhadap tingkat insulin yang tinggi. Efek ini sering disebabkan oleh obesitas atau konsumsi makanan dengan kadar glukosa tinggi yang mudah dicerna dalam jangka panjang. Semua faktor ini lebih parah dan lebih sering terjadi pada usia tua.

Mempertahankan jumlah yang tepat air dalam darah penting untuk reaksi kimia sel. Jika darah mengandung terlalu banyak air, air akan masuk ke dalam sel dan mengencerkan larutan sel. Jika ada terlalu sedikit air, sel kehilangan air dan difusi kimia terpengaruh.

Homeostasis air darah dikendalikan oleh hipotalamus melalui dua saluran sebagai berikut:

• Jika ada terlalu banyak air dalam darah, hipotalamus mengirimkan sinyal ke kelenjar hipofisis untuk mengeluarkan hormon antidiuretik disebut ADH. ADH menargetkan sel-sel di ginjal yang memungkinkan lebih banyak air masuk ke urin.
• Jika ada terlalu sedikit air dalam darah, hipotalamus menciptakan sensasi haus dalam organisme. Organisme minum air, yang diserap melalui sistem pencernaan ke dalam darah.

Penuaan tidak mempengaruhi jalur kontrol di mana tingkat air yang rendah menyebabkan rasa haus, tetapi ginjal yang menua kehilangan massa dan tidak lagi responsif terhadap sinyal seperti organ yang lebih muda. Akibatnya, sel dapat membiarkan air masuk ke dalam urin bahkan ketika hipotalamus tidak memberikan sinyal yang sesuai atau air dapat ditahan bahkan ketika tingkat air darah terlalu tinggi.

Secara keseluruhan, homeostasis air darah tidak lagi seakurat organisme yang lebih muda.

Secara umum, penuaan mempengaruhi pemeliharaan dan pemulihan homeostasis negatif. Kinerja sel-sel yang menua sering memburuk dan mereka kurang sensitif terhadap sinyal sel. Bahkan ketika sel menjalankan fungsinya, organisme tua seringkali kurang mampu melakukan tindakan yang diperlukan.

Namun, efek sebenarnya dari penuaan untuk kasus individu dapat sangat bervariasi. Penuaan dapat memiliki efek negatif ini tetapi tidak semua sel yang menua dan organisme yang menua menunjukkan penurunan fungsi yang sama.