Lão hóa
Bởi:
Wiki Pedia
Trong sinh học, lão hóa (tiếng Anh: senescence, xuất phát từ senex trong tiếng Latin có
nghĩa là "người già", "tuổi già") là trạng thái hay quá trình tạo nên tuổi tác, già nua.
Lão hóa tế bào là một hiện tượng khi các tế bào phân lập trở nên hạn chế khả năng phân
chia trong môi trường nuôi cấy. Lão hóa cơ thể đề cập đến quá trình trưởng thành và già
nua của sinh vật. Những quá trình này không liên quan đến cơ chế apoptosis (chết tế bào
theo chương trình).
Cụ già Ann Pouder (8 tháng 4, 1807 - 10 tháng 7, 1917) là một trong những người sống thọ nhất
thế giới. Ảnh được chụp trong ngày sinh nhật lần thứ 110 của cụ. Những nếp nhăn của tuổi tác
hằn rõ trên mặt là một trong những dấu hiệu của quá trình lão hóa.
Tuổi già của sinh vật thường kèm theo biểu hiện giảm khả năng chống chọi với stress,
mất dần cân bằng nội mội và tăng nguy cơ mắc bệnh tật. Do đó, cái chết là một kết cục
cuối cùng của lão hóa. Một số nhà khoa học trong lĩnh vực biogerontology cho rằng tuổi
già bản thân nó là một loại bệnh và có thể cứu chữa được, mặc dù đây là một vấn đề
đang tranh cãi.
Người ta đã xác định một số yếu tố di truyền và môi trường tác động đến quá trình lão
hóa ở các sinh vật mô hình, điều này đem lại hy vọng có thế làm chậm, giữ hoặc phục
Lão hóa
1/10
hồi lại sự lão hóa ở con người. Ví dụ, chế độ ăn kiêng (khoảng 30% nhu cầu thường
nhật) đã kéo dài tuổi thọ của nấm men, sâu, ruồi, chuột và khỉ. Một vài gene cần thiết
cho quá trình này đã được xác định và việc sửa đổi các gene này cũng đem lại tác dụng
như ăn kiêng. Chất Resveratrol, một loại polyphenol có trong rượu vang đỏ cũng cho
thấy khả năng kéo dài tuổi thọ của nấm men, sâu và ruồi. Khói thuốc lá là một yếu tố
thúc đẩy sự lão hóa, những người hút thuốc thường già nhanh hơn những người không
hút.
Giả thuyết về quá trình lão hóa
Nguyên nhân gây lão hóa được giải thích bằng nhiều thuyết khác nhau: thuyết di truyền,
thuyết gốc tự do,... Ngoài ra, hiện tượng lão hóa có liên quan đến đột biến gen còn gây
hội chứng già trước tuổi hay liên quan đến tuổi thọ con người. Quá trình lão hóa diễn ra
ở mọi cơ quan trong cơ thể và gây ra những hậu quả rất nghiêm trọng. Tuy nhiên nếu
thực hiện tích cực một số biện pháp, chúng ta có thể trì hoãn quá trình lão hóa. Tại các
nước tiên tiến như Nhật Bản, các kiến thức về sự lão hóa được phổ biến rộng rãi cho
người dân và các biện pháp này đã giúp cho tuổi thọ của người Nhật kéo dài đến 86 tuổi.
Ở Hàn Quốc, các dược thảo chống lão hóa như nhân sâm, dinh dưỡng, thuốc bổ dưỡng,
thể dục, các yếu tố gây ra lão hóa... được phổ cập cho người dân và đã giúp kéo dài tuổi
thọ đến 78,5 tuổi. Các danh nhân Hy Lạp có các nhân tố di truyền tốt hầu hết đều có
tuổi thọ rất cao, Pythagoras sống gần 80 tuổi, Sophocles thọ gần 90 tuổi. Triết gia nổi
tiếng như Gorgias 107 tuổi, Democritus 90 tuổi, Platon 80 tuổi, Diogenes thành Sinope
89 tuổi, Cleanthes 99 tuổi.
Ở Việt Nam, lão hóa là một trong những vấn đề đang rất được quan tâm, tuy nhiên tài
liệu và thông tin về lão hóa còn rất giới hạn.
Thuyết di truyền
Thuyết di truyền có lẽ là thuyết khoa học nhất. Theo thuyết này thì con người có sẵn
trong các tế bào của mình một chương trình – mang trong các “gen”. Các gen hoạt động
theo thứ tự, bất di bất dịch: sinh, lão, bệnh, tử.
Các tế bào soma của người bình thường đều có một đời sống có giới hạn. Thông thường
tế bào chết đi sau 40-60 chu kì sao chép. Thời gian sống của mỗi tế bào được quyết định
về di truyền học bởi hai hệ thống độc lập với nhau.
1.Hệ thống kiểm soát đời sống tế bào nhờ quà trình làm hao mòn các telomere ở các đầu
tận cùng nhiễm sắc thể:
Ở động vật có vú, các đầu tận nhiễm sắc thể được bảo vệ bằng các telomere (theo tiếng
Hy Lạp, telo có nghĩa là cuối, còn mere là phần), tức là những cấu trúc đặc biệt được
hình thành bởi các chuỗi TTAGGG lặp lại kế tiếp nhau. Ở người các chuỗi lặp lại của
Lão hóa
2/10
telomere có từ 5000 đến 15000 base. Telomere có nhiệm vụ bảo đảm sự bền vững của
nhiễm sắc thể, chống lại thoái hóa có hại, chống lại sự tái tổ hợp sai lạc và có vai trò
điều hòa gen.
Mỗi lần phân chia, các nhiễm sắc thể đều mất một số lượng nhỏ 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 kì dị. Hậu quả là các tế bào không thể phân chia được nữa. Các nhà nghiên
cứu đang bắt đầu đánh giá kích thước của telomere như một “ thước đo” chuẩn xác tuổi
thọ của các tế bào. Tuy nhiên enzym telomerase hoạt động ở tế bào mầm và tế bào ung
thư, giúp cho tế bào phân chia liên tục bằng cách kéo dài các chuỗi ADN của telomere,
khiến cho tế bào trở nên “bất tử”.
Cấu tạo của telomerase: telomerase của người gồm 2 tiểu đơn vị là hTR và hTERT.
hTR (human template for replication) là ARN làm khuôn để sao chép, hTERT (human
telomerase reverse trancriptase) là protein xúc tác sự polymer hóa nucleotid. Thành phần
ARN của telomerase 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. Trong việc kéo dài telomere, đầu tiên 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.
2.Hệ thống kiểm soát sự tiến triển chu kì tế bào thông qua các gen p53, ADN- PK và
INK4:
Gen ADN- PK sửa chữa những gen bị tổn thương.
Trong khi gen p53 không cho các gen bị tổn thương tự nhân lên. Khi có một biến cố lớn
trong tế bào, protein p53 còn gọi là “vệ sĩ của bộ gene” sẽ phát đi một hiệu lệnh để tế
bào này tự hủy. Các nhà khoa học cũng cho biết rằng các yếu tố lối sống ảnh hưởng đến
cơ chế hoạt động bình thường của gen p53. Việc tránh các chất độc hại tác động đến p53
là một bước đi quan trọng tiến tới một lối sống lành mạnh hơn.
Protein p16INK4a là sản phẩm chính từ sự mã hóa của gen INK4, còn được gọi là
protein ức chế ung thư p16INK4a . Protein này có vai trò trong sự điều hòa chu trình
tế bào khi ở dạng liên kết và làm bất hoạt các dạng CDK vòng khác nhau. Sự biểu hiện
p16INK4a sẽ gia tăng theo tuổi tác và quá trình biểu hiện này thì liên quan đến quá trình
già hoá của tế bào và được thừa nhận là chi phối tới quá trình lão hóa. Khi càng lớn tuổi
thì nồng độ p16INK4a sẽ càng cao. Kết quả nghiên cứu từ các tế bào có các nguồn gốc
khác nhau như tủy xương, tuyến nội tiết ở tụy. Cũng như não cho thấy là p16INK4a đã
chi phối quá trình lão hóa bằng cách giới hạn sự tự làm mới của các tế bào có khả năng
nhân đôi.
Lão hóa
3/10
Thuyết gốc tự do
Các phản ứng sinh hóa bên trong tế bào “phóng” ra các gốc tự do (radical libre, free
radical). Thực chất một gốc tự do là một nguyên tử oxy “không ổn định”, sẵn sàng bám
vào các phân tử quanh nó (để trở thành ổn định), Thuyết này phát xuất từ ý kiến của
BS. Denham Harman (Trường Đại học Nebraska) đưa ra hồi 1950: các gốc tự do là
nguyên nhân chính gây xáo trộn hoạt động của các ty lạp thể (mitochondries), bám vào
các ADN. Nguyên liệu chính của các mật mã di truyền, gây đột biến bên trong các tế
bào….Nói một cách khác là các gốc tự do là nguyên nhân của sự tự hủy hoại, của sự lão
hóa ở cấp tế bào.
Gốc tự do là những tiểu phân hóa học (phân tử, nguyên tử, ion) có một nguyên tử đơn
dộc ở lớp ngoài cùng. Với áp lực mạnh của điện tử đơn độc, gốc tự do có khả năng tương
tác với tất cả các phân tử của những tế bào bên cạnh nó, phá vỡ hoàn toàn màng tế bào,
làm hư hại gen di truyền hoặc hủy hoại toàn bộ tế bào. Nó làm tế bào già đi và gây ra
các bệnh lý tim mạch, viêm khớp, bệnh dạ dày- ruột, đục thủy tinh thể,thoái hóa võng
mạc, bệnh phổi, tiểu đường, ung thư, sa sút trí tuệ, parkinson, suy giảm hệ thống miễn
dịch…
Gốc tự do sinh ra do chính hoạt động sống của mỗi tế bào và do tác động của môi trường
sống (tia phóng xạ, các bức xạ có năng lượng cao, tia tử ngoại, bụi, các chất độc). Thông
thường, chúng được sinh ra với lượng rất nhỏ và bị phá hủy ngay bởi các hệ thống chống
gốc tự do của cơ thể. Nhưng khi hệ thống bảo vệ này bị quá tải hay rối loạn (do môi
trường ô nhiễm, tân lý căng thẳng, tuổi tác…), quá trình lão hóa và các bệnh lý sẽ tiến
triển rất nhanh.
Gốc tự do và hiện tượng nhăn da:
Các phân tử của chất tạo keo collagen (vốn đứng riêng rẽ với nhau) bị các gốc tự do dán
vào nhau, gây nên những “liên kết chéo” (cross- linkage): cấu trúc căn bản của collagen
bị xáo trộn. Các tế bào của mô liên kết chịu trách nhiệm bài tiết và trùng tu collagen
cũng bị hư hại… nên da mất dần tình đàn hồi. Các vết nhăn xuất hiện. Biết rằng mô liên
kết là cái nền chung cho hết thảy các loại mô trong cơ thể thì ta hiểu vai trò của các gốc
tự do trong sự lão hóa của cơ thể. Nhưng mâu thuẫn thay, gốc tự do rất cần thiết cho đời
sống, nhờ có gốc tự do mà các bạch cầu bám vào được các vi khuẩn và siêu vi để tiêu
diệt chúng! Nhưng tế bào cũng sản xuất ra các chất kháng oxy (anti- oxydants) và sự
sống bên trong tế bào được thể hiện bởi sự xuất hiện liên tục của hai chất – gốc tự do và
kháng oxy - trong khoảnh khắc ngắn ngủi (1/1000 giây đồng hồ)!
Thuyết kích tố
Thuyết này dựa vào nhận xét rằng mọi giai đoạn của đời sống đều do kích tố điều hành.
Lúc nhỏ có kích tố tăng trưởng. Từ tuổi dậy thì có các kích tố nam, nữ. Khi sự bài tiết
Lão hóa
4/10
các kích tố yếu đi thì cơ thể già dần. Còn nhiều loại kích tố khác cũng ảnh hưởng tới sự
lão hóa, ví dụ như DHEA và Melatonin.
Đáng chú ý nhất là hormone tăng trưởng hGH.
Hormone tăng trưởng được sản xuất ở tuyến yên. Các nhà khoa học đã khám phá một
yếu tố quan trọng liên quan mật thiết với tuổi già, đó là sự thiếu hụt hormone tăng trưởng
hGH. Việc tìm ra các chất kích thích cơ thể sản xuất hGH đã tạo niềm hy vọng về chuyện
đảo ngược quá trình lão hóa. hGH được phóng thích bởi tuyến yên từ lúc mới sinh cho
đến khi cao tuổi. Sau khi vào máu, nó nhanh chóng đến gan để được chuyển thành chất
DGF-1, DGF-2. Đây là những phân tử truyền tin và được xem là “yếu tố tăng trưởng”,
kích thích sự phát triển các phần khác nhau của cơ thể.
Phân tử hGH (Hình 1.1) là một chất đạm (protein) được tạo bởi một chuỗi 190 amino
acid và có phân tử lượng là 22 kilo daltons5 (khoảng 120 lần phân tử lượng của thuốc
Aspirin).
Giống như các hormone khác, lượng hGH phóng thích vào hệ tuần hoàn sẽ đạt tối đa
lúc 20 tuổi và sau đó giảm dần. Đến tuổi 60 thì lượng hGH chỉ bằng khoảng 15-20% so
với lúc trẻ. hGH giúp tăng chiều dài xương đến tuổi 20 (vì vậy qua tuổi này chúng ta
không thể cao hơn); một số người cao to bất thường là do tình trạng cường hGH làm cơ
thể phát triển quá mức. Nó cũng làm tăng tổng hợp protein trong tế bào, giúp cho cơ rắn
chắc, phục hồi sự hư hỏng của da và tim, chống lại sự thoái hóa của tế bào, từ đó ngăn
chặn được sự lão hóa. hGH được phóng thích từ tuyến yên vào máu trong khi ngủ. Khi
trẻ đang tuổi lớn, hGH sẽ giúp các chất dinh dưỡng hấp thu và chuyển tới xương, cơ,
các mô khác mà không tích tụ thành mở (còn ở người cao tuổi thì hay tích tụ thành mỡ).
Hormon này kích thích sự tổng hợp hallogen – một chất có tính đàn hồi giúp tạo sự khỏe
mạnh, dẻo dai cho sụn, gân, dây chằng và xương. Khi tuổi cao, việc giảm collagen dẫn
đến nhăn da, yếu cơ xương khớp…
Tập tin:Effectofhgh.jpg
Hình 1.2: Tác dụng của kích thích tố tăng trưởng đế tế bào xương (chondrocytes), mỡ
(adipose tissue or fat), và cơ bắp (skeletal muscle).
Việc tổng hợp hGH rất khó khăn và tốn kém. Trước đây, người ta chỉ sản xuất hGH để
điều trị những vấn đề đặc biệt do thiếu hụt hGH. Vào giữa những năm 1980, công ty
Genetech và Eli Lilly đã tổng hợp được hGH thông qua kỹ thuật ADN. Năm 1989, các
nhà khoa học ở bệnh viện St.Thomas (London,Anh) do bác sĩ Franco Salomon chủ trì
đã tiêm hGH cho 24 người trưởng thành bị cắt tuyến yên do khối u trong 6 tháng. Kết
quả là họ tăng trọng lượng nhưng lượng mỡ và cholesterol trong máu giảm. Salomon
và cộng sự tiếp tục nghiên cứu để tìm hiểu xem tại sao hGH lại có tác dụng trên những
Lão hóa
5/10