Khám phá bí mật để trường thọ

Khám phá phương pháp làm chậm quá trình lão hóa của chúng đưa khoa học đến gần hơn với bí mật trường sinh bất tử.

Những tế bào “có một không hai”

Sứa mặt trăng (tên khoa học là Aurelia aurita) có khả năng tự chữa lành vết thương, mọc lại phần cơ thể bị đứt, thậm chí là đảo ngược quá trình lão hóa. Một trứng sứa được thụ tinh sẽ nở ra ấu trúng (planula).

Ấu trùng sẽ bám chặt vào một bề mặt (như đá, đáy đại dương hoặc thân tàu) để phát triển thành polyp. Polyp mọc chồi và sản sinh ra nhiều sứa trưởng thành. Những con sứa đẻ trứng và chết giống như vòng đời của bươm bướm.

Khi một con sứa mặt trăng bị thương hoặc đối diện với căng thẳng, nó có thể biến đổi về dạng polyp. Nó giống như một con bướm trở lại làm sâu bướm hay một con ếch về lại hình dạng nòng nọc. Khả năng chuyển đổi qua lại giữa các giai đoạn của cuộc đời để đối phó với căng thẳng khiến loài sứa này được cho là bất tử.

Một loài động vật khác có cấu tạo cơ thể đơn giản hơn nhưng vô cùng độc đáo là loài thân mềm có họ với sứa, tên là Hydra. Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy các tế bào của Hydra hoàn toàn không bị lão hóa.

Hydra gần giống với giai đoạn polyp của sứa với hình dạng một cái ống có miệng và những xúc tu dính chặt ở phần đầu. Là sinh vật đơn giản, chúng sống trong ao hồ, sông và sử dụng các xúc tu tóm lấy bất kỳ con mồi nào bơi qua.

Sở dĩ Hydra được cho là có khả năng bất tử nhờ tế bào gốc nằm trong cơ thể chỉ dài khoảng 15 mm của nó. Những tế bào này có khả năng tái tạo rất mạnh. Dù Hydra bị tổn thương cơ thể do tai nạn, chúng cũng sẽ phục hồi lại được các phần bị mất.

Đặc biệt, trong tế bào gốc của Hydra chứa protein FoxO, được cho là chống lão hóa. Khi các nhà khoa học tách gen FoxO khỏi hoạt động sống của Hydra, họ phát hiện các tế bào gốc bắt đầu có dấu hiệu lão hóa và không thể tái tạo như trước.

Dù chưa hiểu rõ cơ chế hoạt động của FoxO, các nhà khoa học cho rằng rất có khả năng FoxO là protein chống lão hóa cho động vật, kể cả con người. Những người sống trên 100 tuổi đều được phát hiện có FoxO trong cơ thể.

Tôm hùm cũng không bị lão hóa. Tuy nhiên, không giống như Hydra phụ thuộc vào gen FoxO, tôm hùm có thể kéo dài tuổi thọ nhờ tái tạo các phần cơ thể bị mất như thằn lằn mọc lại đuôi. Ngoài ra, chúng cũng liên tục sửa chữa ADN của mình.

Thông thường, quá trình sao chép ADN và phân chia tế bào được bảo vệ bởi các nhiễm sắc thể dài có đầu mút bao bọc bằng telomores. Mỗi lần phân chia nhân bản, các telomores này lại ngắn đi khiến tuổi thọ giảm xuống. Nhưng tôm hùm không gặp phải vấn đề này vì chúng sử dụng một enzyme giúp kéo dài telomeres, tên là telomerase, một enzyme độc đáo ít được tìm thấy trong cơ thể động vật.

Tập trung vào năng lượng

Hydra có thể làm chậm quá trình lão hóa nhờ vào enzyme đặc biệt trong cơ thể.

Ở các loài động vật bậc cao hơn, cơ chế kéo dài tuổi thọ tương đối khác biệt so với những loài động vật bậc thấp. Đơn cử, chuột dũi trụi lông (tên khoa học là Heterocephalus glaber) có thể sống hơn 30 năm, cao gấp 10 lần những loài chuột khác.

Chuột dũi trụi lông thường sống thành từng đàn lớn trong hang nằm sâu dưới mặt đất giống như đời sống xã hội của loài kiến. Con đầu đàn là con cái và chỉ nó mới có khả năng sinh sản. Thông thường, chuột chũi có thể sinh sản ở tuổi rất già vì việc sinh sản tạo ra năng lượng lớn hơn bình thường trong tế bào sinh dục và giảm năng lượng trong tế bào da. Việc chuyển hướng năng lượng như trên có thể trì hoãn quá trình lão hóa.

Một số nhân tố khác góp phần làm tăng tuổi thọ của loài chuột chũi như tốc độ trao đổi chất trong cơ thể rất thấp, làm giảm quá trình oxy hóa (quá trình phá hủy tế bào). Chúng sử dụng chất béo làm năng lượng thay cho carbohydrate hoặc đường mà các loài gặm nhấm có tuổi thọ ngắn hơn thường sử dụng.

Một bậc thầy của sự lão hóa là rùa. Khi gặp căng thẳng oxy hóa, hình thành trong quá trình trao đổi chất gây suy giảm tế bào sống dẫn đến lão hóa, các tế bào của rùa nhanh chóng chết rụng. Điều này có nghĩa là rùa xóa đi hầu hết các protein phản ứng với căng thẳng để tập trung ít năng lượng hơn cho hoạt động sống trong điều kiện thiếu khí.

Những thay đổi bao gồm ngăn cản tế bào tiêu hóa và chuyển hóa protein. Việc hạn chế lượng vật chất được tạo ra và phá hủy trong cơ thể chúng cho phép rùa duy trì sự cân bằng nội tại nguyên sinh.

Từ việc nghiên cứu về các loài động vật “bất tử”, các nhà khoa học cho rằng sự trao đổi chất là một trong những yếu tố quan trọng của quá trình lão hóa. Về mặt giả thuyết, nếu cơ thể từ chối sản xuất năng lượng trong tế bào, con người có thể sống lâu hơn và ít nếp nhăn hơn. Nhưng con người có thể sẽ không đủ năng lượng duy trì cuộc sống bình thường nếu không sản xuất năng lượng.

Cơ chế hoạt động phức tạp của cơ thể người đồng nghĩa chúng ta cần nhiều năng lượng hơn và cung cấp oxy liên tục để sản sinh năng lượng cho tế bào. Con người cũng cần tiêu thụ thức ăn thường xuyên để cung cấp năng lượng cho các chức năng của cơ thể.

PGS Rozalyn Anderson, Trường Y khoa và Y tế Công cộng thuộc Đại học Wisconsin, thừa nhận không thể bỏ qua vai trò quan trọng của sự trao đổi chất và cân bằng năng lượng trong quá trình lão hóa. Bên cạnh năng lượng, một số tế bào hiếm có, ít thấy ở con người, cũng góp phần làm chậm quá trình lão hóa. Do vậy, việc “cải lão hoàn đồng” ở người vẫn còn là một hành trình dài và không kém phần gian nan.

Theo Insider

Nguyễn Minh