Sinh, lão, bệnh, tử là quy luật tất yếu của cuộc sống. Dù không thể níu giữ tuổi trẻ mãi mãi, nhưng với sự tiến bộ của khoa học, chúng ta có thể hy vọng vào một tuổi già ít bệnh tật hơn. (Nguồn: Hình của Myriams-Fotos từ Pixabay)
Trong cõi đời này, quy luật sinh lão bệnh tử là điều không thể tránh khỏi – sự sống có bắt đầu thì sẽ có kết thúc, tuổi trẻ sôi nổi cuối cùng sẽ nhường chỗ cho tuổi già. Lẽ ra, đây sẽ là khoảng thời gian để con người được nghỉ ngơi, tận hưởng những thành tựu đã đạt được trong đời. Tuy nhiên, tuổi xế chiều lại thường đi kèm với bệnh tật.
Mỗi giây trôi qua, các tế bào trong cơ thể chúng ta thực hiện hàng tỷ phản ứng hóa sinh để cung cấp năng lượng giúp duy trì các chức năng cần thiết cho sự sống, tạo ra một mạng lưới chuyển hóa phức tạp và liên kết chặt chẽ với nhau. Mạng lưới này giúp các tế bào phát triển, sinh sôi và tự sửa chữa. Và sự gián đoạn xảy ra trong mạng lưới này có thể dẫn đến quá trình lão hóa.
Nhưng vấn đề là: lão hóa có làm suy giảm quá trình chuyển hóa các chất không, hay chính sự xáo trộn trong quá trình chuyển hóa là nguyên nhân đẩy nhanh quá trình lão hóa? Hoặc có thể cả hai yếu tố này đều có tác động lẫn nhau?
Để trả lời câu hỏi kiểu “con gà có trước hay quả trứng có trước” này, chúng ta cần hiểu rõ các quá trình chuyển hóa bị ảnh hưởng bởi lão hóa và bịnh tật như thế nào. Melanie R. McReynolds, giảng sư ngành Hóa sinh học tại trường Penn State, đang tập trung nghiên cứu về mối quan hệ phức tạp giữa quá trình chuyển hóa (metabolism), căng thẳng (stress) và lão hóa (aging), với mục tiêu giúp mọi người đến với tuổi xế chiều một cách khỏe mạnh, tươi vui và tích cực hơn.
Mối liên quan giữa quá trình chuyển hóa và lão hóa
Lão hóa là yếu tố nguy cơ lớn nhất đối với nhiều loại bệnh phổ biến như tiểu đường, ung thư, các bệnh về tim mạch và các chứng bệnh thần kinh do bị thoái hóa. Một trong những nguyên nhân chính khiến cho các căn bệnh này khởi phát là do trạng thái “cân bằng nội môi” (homeostasis) trong quá trình chuyển hóa các chất và trong tế bào bị phá vỡ. Khi sự cân bằng nội môi bị phá vỡ, môi trường bên trong cơ thể trở nên không ổn định, dẫn đến nhiều vấn đề về sức khỏe như quá trình chuyển hóa bị xáo trộn, các bịnh mãn tính, các tế bào không còn hoạt động hiệu quả. Tất cả những xáo trộn này thúc đẩy quá trình lão hóa và làm trầm trọng thêm các bệnh khác.
Sự xáo trộn trong quá trình chuyển hóa có thể dẫn đến những vấn đề nghiêm trọng ở cấp độ tế bào, góp phần vào quá trình lão hóa. Hai dấu hiệu điển hình của tế bào bị lão hóa là telomere bị rút ngắn dần và bộ gen bị mất ổn định.
Telomere là các đoạn DNA nằm ở đầu của nhiễm sắc thể, có chức năng bảo vệ các nhiễm sắc thể. Khi tế bào phân chia, telomere bị rút ngắn dần, cho đến khi trở nên quá ngắn và không thể bảo vệ tế bào; tế bào sẽ không thể phân chia được nữa, và bắt đầu suy yếu hoặc chết đi. Trong khi đó, bộ gen mà bị mất ổn định sẽ dễ xảy ra những thay đổi bất thường trong cấu trúc di truyền.
Ngoài ra, quá trình chuyển hóa bị xáo trộn cũng ảnh hưởng đến hoạt động của các ty lạp thể (mitochondria, lò tạo năng lực cho tế bào), khiến cho tế bào bị lão hóa (tức là ngừng phân chia), mất cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột (gut microbes), và làm cho tế bào trở nên kém nhạy bén trong việc phát hiện và phản ứng với các chất dinh dưỡng.
Các bệnh về thần kinh liên quan đến lão hóa, như bệnh mất trí nhớ Alzheimer, có liên quan chặt chẽ với sự xáo trộn trong quá trình chuyển hóa và sự suy giảm các chức năng của cơ thể. Một nghiên cứu của giảng sư McReynolds phát hiện ra rằng ở những con chuột già, tế bào tủy xương bị mất khả năng sản xuất và sử dụng năng lượng. Nguyên nhân là do một loại protein điều chỉnh tình trạng viêm hoạt động quá độ. Khi tế bào bị thiếu hụt năng lượng, tình trạng viêm trong cơ thể sẽ tăng lên. Vấn đề càng tồi tệ hơn bởi các tế bào già phụ thuộc chủ yếu vào glucose như nguồn năng lượng chính; khi các tế bào không thể sử dụng năng lượng hiệu quả, tình trạng viêm sẽ càng nặng thêm.
Tuy nhiên, khi giảm bớt hoạt động của các protein này trong tế bào tủy xương của chuột già, nhóm nghiên cứu nhận thấy các tế bào có thể sản xuất năng lượng tốt hơn, giảm bớt tình trạng viêm và vùng não bộ liên quan đến trí nhớ được cải thiện. Điều này cho thấy có thể đảo ngược quá trình lão hóa trí óc bằng cách can thiệp vào quá trình chuyển hóa glucose trong tế bào tủy xương.
Thuốc trị ung thư có thể dùng để điều trị Alzheimer
Trong nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu của McReynolds đã phát hiện ra sự xáo trộn trong quá trình chuyển hóa glucose có liên quan đến các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer. Từ đó, họ xác định được một loại thuốc ban đầu được tạo ra để điều trị ung thư có thể được sử dụng để điều trị bệnh Alzheimer.
Nhóm nghiên cứu tập trung vào một enzyme tên là IDO1, đóng vai trò quan trọng trong bước đầu tiên của quá trình phân hủy axit amin tryptophan. Khi IDO1 bắt đầu phân hủy axit amin tryptophan, sẽ tạo ra hợp chất kynurenine, giúp cung cấp năng lượng và kích thích các phản ứng viêm. Nhưng khi lượng kynurenine trong cơ thể quá dư thừa, sẽ có những tác động xấu, chẳng hạn như làm giảm khả năng chuyển hóa glucose của não bộ và tăng nguy cơ mắc bệnh Alzheimer.
Theo nghiên cứu mới, ức chế enzyme IDO1 có thể giúp cải thiện trí nhớ và chức năng của não bộ. Các khoa học gia đã xem xét quá trình chuyển hóa của các tế bào não bộ. Trong cơ thể, bộ não là một trong những mô phụ thuộc vào glucose nhiều nhất. Nếu bộ não không thể sử dụng glucose một cách hiệu quả, quá trình chuyển hóa và chức năng của trí óc sẽ bị suy giảm.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các chất ức chế IDO1 trên nhiều mô hình trong phòng thí nghiệm, bao gồm trên chuột và trên các mẫu tế bào của bệnh nhân Alzheimer. Họ phát hiện rằng các chất này có thể cải thiện quá trình chuyển hóa glucose trong tế bào não. Đặc biệt, các chất ức chế IDO1 có thể khôi phục quá trình chuyển hóa glucose trên cả những con chuột đã bị tích tụ hai loại protein amyloid và tau, có liên quan đến nhiều bịnh về thoái hóa thần kinh.
Khi ngăn chặn hoạt động của enzyme IDO1, quá trình chuyển hóa glucose trong não của chuột được cải thiện. Do đó, nhóm nghiên cứu tin rằng việc sử dụng lại các loại thuốc ức chế IDO1 có thể hiệu quả cho nhiều bịnh về xáo trộn thần kinh do bị thoái hóa khác.
Vì một tương lai “lão hóa lành mạnh”
Những vấn đề liên quan đến quá trình chuyển hóa và suy giảm chức năng của trí óc do tuổi tác không chỉ là gánh nặng của cá nhân, mà còn ảnh hưởng đến cả gia đình và xã hội.
Trước đây, các khoa học gia thường chỉ tập trung vào việc điều trị các hậu quả sau khi bệnh đã tiến triển, chẳng hạn như làm giảm bớt triệu chứng và làm chậm sự tiến triển của bệnh. Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy nếu can thiệp vào quá trình chuyển hóa từ sớm, chúng ta sẽ không chỉ làm chậm sự suy giảm chức năng của não bộ, mà còn đảo ngược quá trình tiến triển của một số bệnh như Alzheimer, Parkinson và bệnh quên (dementia).
Những khám phá mới về mối quan hệ giữa căng thẳng, quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể và lão hóa có thể mang đến cơ hội cho con người thong dong khỏe mạnh bước vào tuổi xế chiều.
Khi hiểu rõ hơn về cách các yếu tố này tác động lẫn nhau, chúng ta có thể tìm ra những cách giúp các cụ cao niên khỏe mạnh hơn và giảm thiểu các vấn đề sức khỏe liên quan đến lão hóa.
VB biên dịch
Nguồn: “What links aging and disease? A growing body of research says it’s a faulty metabolism” được đăng trên trang TheConversation.com.
Gửi ý kiến của bạn
