Quá trình lão hóa tế bào
- Lão hóa là quá trình trình tất yếu diễn ra trong cơ thể con người tạo nên tuổi tác già nua & cái chết. Tần thủy hoàng cũng như các vua chúa xưa đã dùng đủ cách cũng không thể sống mãi.
- Nguyên nhân ~ tới nay, thuyết di truyền & thuyết gốc tự do được đánh giá là có tính khoa học nhất. Theo thuyết di truyền thì con người có sẵn trong các tế bào của mình một chương trình “già” có sẵn trong các "gen". Các gen hoạt động theo thứ tự, bất di bất dịch dẫn đến: sinh, lão, bệnh, tử. (đây là ‘kiểu gien’ & như thế có thể các nhận định của Tử vi, Tướng mạo là ‘kiểu hình’ giúp nhận biết phần nào điều này trong thực tiễn?).
Các telomere
- Các phân tử ADN có cấu trúc xoắn kép, mang gen của chúng ta được đóng gói thành các chromosome. Từ những năm 1930, các nhà khoa học đã phát hiện thấy ở động vật có vú, các đầu tận cùng của nhiễm sắc thể được bảo vệ bằng các telomere (theo tiếng Hy Lạp, telo ~ cuối, còn mere ~ phần: phần cuối), tức là những cấu trúc đặc biệt được hình thành bởi các chuỗi TTAGGG, Ở người các chuỗi lặp lại của telomere có từ 5.000 đến 15.000 basevà chúng lặp đi lặp lại khoảng 2.500 lần. Telomere có nhiệm vụ bảo đảm sự bền vững của các chromosome, chống lại thoái hóa tế bào, chống lại sự tái tổ hợp sai lạc và có vai trò điều hòa gen.Nhưng chiều dài telomere trung bình giảm từ khoảng 11 kilobases khi sinh ra còn dưới bốn kilobases khi đến tuổi già, với tỷ lệ suy giảm trung bình của nam lớn nhiều hơn ở phụ nữ (có thể điều đó giải thích vì sao đa số nam giới thường chết sớm hơn nữ giới!).
- Các tế bào sống của người bình thường không nhất thiết phải phân chia thường xuyên khiến các nhiễm sắc thể vẫn duy trì một chiều dài các telomere một cách tương đối nhưng nói chung đều có một đời sống có giới hạn. Thông thường tế bào chết đi sau 50-70 chu kỳ sao chép. Tuy nhiên, trong quá trình phân chia, một phần cuối của các chuỗi ADN lại không có khả năng sao chép được và vì thế sau mỗi lần phân chia, các nhiễm sắc thể đều bị ngắn đi do mất một số lượng ADN của telomere (khoảng chừng 50-100 base). Khi các telomere trở nên quá ngắn thì các nhiễm sắc thể sẽ kém bền vững, chúng không thể bám vào được màng nhân tế bào, bị dính vào nhau và có hình dạng kỳ dị. Hậu quả là các tế bào không thể phân chia được nữa (ví dụ mỗi lần phân chia giống như ta đi giầy với dây buộc bằng bấc, mỗi lần đi lại mất một đoạn đầu giây…).
- Telomere rút ngắn đi ở người gâynên sự lão hóa, cơ chế này xuất hiện để ngăn chặn bất ổn định và phát triển của bệnh ung thư, ngăn các tế bào già nhân gen (của chúng) bằng cách hạn chế số lượng các tế bào phân chia. Tuy nhiên, các telomere ngắn lại làm giảm chức năng miễn dịch cũng có thể làm tăng tính nhạy cảm của bệnh ung thư. Nếu các telomere trở nên quá ngắn, các tế bào có thể phát hiện điều này như là tổn thương ADN và sau đó hoặc ngừng phát triển, dẫn đến tuổi già của tế bào (lão hóa ), hoặc bắt đầu lập trình tế bào tự hủy (apoptosis – giải Nobel 2016) tùy thuộc vào nền tảng di truyền của tế bào, khi tổn thương này không thể được sửa chữa trong các tế bào bình thường, các tế bào có thể đi vào quá trình apoptosis. Nhiều bệnh lão hóa liên quan đến các telomere ngắn lại. Cơ quan xấu đi khi ngày càng nhiều các tế bào của chúng chết đi hoặc lão hóa.
|
Enzym telomerase |
- Elizabeth Blackburn và Jack Szostak đã phát hiện ra một chuỗi ADN nhất định trong telemore chính là người lính bảo vệ cho nhiễm sắc thể không bị hao hụt và già cỗi. Tiếp theo nghiên cứu của Blackburn, Greider và Blackburn đã nghiên cứu xem cơ chế hình thành telomere diễn ra như thế nào và hai người đã phát hiện ra telomerase ~ một enzym (bao gồm cả RNA lẫn protein) có vai trò giúp các phân tử ADN sao chép toàn bộ nhiễm sắc thể mà không bị mất đi đoạn cuối cùng. Và họ khẳng định rằng telomerase sẽ chỉnh sửa lại quá trình phân chia tế bào, giúp tái sinh phần đầu của nhiễm sắc thể.
- Thành phần ARN của telomerase trên người có chừng 445 nucleotid, trong đó các nucleotid 46-56 là vị trí gắn vào đầu cùng của telomere, và đó là khuôn để từ đó thêm vào các ADN của telomere.
- Cơ chế bảo vệ telomere là enzym telomerase sẽ nhận dạng đầu cùng của telomere thông qua các hoạt động giữa telomere và cả 2 tiểu đơn vị hTR và hTERT của telomerase, nhận dạng xong thì thêm chuỗi sáu base TTAGGG của telomere, như vậy là kéo dài thêm một telomere và cứ thế tiếp tục.
Cơ sở di truyền của ‘già’, một số bệnh lý & những phương pháp điều trị mới
- Các nghiên cứu của các nhà khoa học giúp giải thích bản chất của tình trạng lão hóa. Điều này mở ra một khám phá của những phương pháp điều trị mới.
- Telomere rất quan trọng cho việc duy trì tính toàn vẹn di truyền và nhiều Nghiên cứu quan sát thấy telomere ngắn lại trong nhiều bệnh ung thư: bao gồm cả tuyến tụy, xương, tuyến tiền liệt, bàng quang, phổi, thận, và đầu và cổ. Ngoài ra, những người có nhiều loại ung thư đã được tìm thấy có telomere bạch cầu ngắn hơn so với người khỏe mạnh.
- Một số các yếu tố lối sống làm tăng nguy cơ phát triển ung thư cũng đã được kết hợp với các telomere ngắn lại: bao gồm stress, hút thuốc lá, ít vận động và chế độ ăn nhiều đường tinh chế.
+ Chế độ ăn uống và hoạt động thể chất ảnh hưởng đến viêm và stress oxy hóa. Những yếu tố này được cho là ảnh hưởng đến bảo trì telomere.
+ Căng thẳng tâm lý cũng có liên quan đến tăng tốc lão hóa tế bào do giảm hoạt động của telomerase và telomere ngắn.
+ Người ta cho rằng một sự kết hợp của thay đổi lối sống, bao gồm cả chế độ ăn uống lành mạnh , tập thể dục và giảm căng thẳng, có tiềm năng để tăng chiều dài telomere, đảo ngược quá trình lão hóa tế bào, và làm giảm nguy cơ các bệnh lão hóa liên quan.
+ Trong một thử nghiệm lâm sàng gần đây cho giai đoạn đầu bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt, thay đổi lối sống toàn diện dẫn đến một sự gia tăng ngắn hạn trong hoạt động của telomerase và sửa đổi lâu dài trong chiều dài telomere.
- Telomere bị gãy ~ là lời giải thích tại sao khả năng sinh sản tự nhiên giảm theo tuổi và phụ nữ cao tuổi hơn có nguy cơ sinh ra những đứa trẻ mang một số nhiễm sắc thể bị lỗi (chẳng hạn như trẻ mắc hội chứng Down) thậm chí ngay ở một độ tuổi ngang nhau sự khác biệt về độ dài telomere sẽ khiến những phụ nữ có telomere ngắn có thể gặp khó khăn nhiều hơn trong thụ thai.
- Telomerase là enzyme tự nhiên thúc đẩy telomere kéo dài. Đây là hoạt động trong các tế bào gốc , tế bào mầm , nang lông, và 90 phần trăm của các tế bào ung thư, nhưng biểu hiện của nó là thấp hoặc không có trong các tế bào soma. Vì lý do này, telomerase được xem như là một mục tiêu tiềm năng cho các loại thuốc chống ung thư (như Geron 's Imetelstat hiện trong các thử nghiệm lâm sàng trên người và telomestatin ).
Tóm lại - Cơ sở sinh học của “sinh-lão-bệnh-tử” có thể nhìn thấy từ phát hiện gen Telomere, men Telomerase (Nobel 2009) trình bày ở phần trên và cơ chế tự thực Autophagy (Nobel 2016) đã trình bày trong bài báo liên quan. http://yduoc.duytan.edu.vn/vi-vn/truyen-thong/giai-nobel-sinh-ly-hoc-va-y-hoc-2016/
Tổng hợp tham khảo chính từ:
- Nobelprize.org và Telomere.net;
- http://suckhoedoisong.vn/telomere-telomerase-va-giai-nobel-y-hoc-n9119.html;
- https://tranbathoaimdphd.wordpress.com/2016/10/09/mun-co-the-lam-cham-lao-hoa/
- https://en.wikipedia.org/wiki/Telomere
