Trong khi một số người có thể già hơn theo thời gian, thì tuổi sinh học của họ có thể trẻ hơn nhiều. FangXiaNuo/E+ qua Getty Images

Bạn có thể biết ai đó dường như già đi từ từ, xuất hiện trẻ hơn so với ngày sinh của họ cho thấy. Và bạn có thể đã thấy điều ngược lại - một người có cơ thể và tâm trí dường như bị thời gian tàn phá nhiều hơn những người khác. Tại sao một số người dường như lướt qua những năm tháng vàng son của họ và những người khác gặp khó khăn về mặt sinh lý ở tuổi trung niên?

Tôi có làm việc trong lĩnh vực lão hóa cho tất cả sự nghiệp khoa học của mình, và tôi dạy sinh học tế bào và phân tử về sự lão hóa tại Đại học Michigan. Nghiên cứu về lão hóa không có xu hướng tìm kiếm một phương pháp chữa trị khắc phục tất cả những gì có thể khiến bạn đau khổ khi về già. Thay vào đó, một hoặc hai thập kỷ qua chỉ ra rằng lão hóa là một quá trình đa yếu tố – và không có sự can thiệp đơn lẻ nào có thể ngăn chặn tất cả.

Lão hóa là gì?

Có nhiều định nghĩa khác nhau về lão hóa, nhưng nhìn chung các nhà khoa học đều thống nhất một số tính năng phổ biến: Lão hóa là một quá trình phụ thuộc vào thời gian dẫn đến tăng tính dễ bị tổn thương đối với bệnh tật, thương tích và tử vong. Quá trình này vừa mang tính nội tại, khi chính cơ thể bạn gây ra những vấn đề mới, vừa mang tính chất bên ngoài, khi những tác nhân xấu từ môi trường làm hỏng các mô của bạn.

Cơ thể của bạn bao gồm hàng nghìn tỷ tế bàovà mỗi người không chỉ chịu trách nhiệm cho một hoặc nhiều chức năng cụ thể đối với mô mà nó cư trú, mà còn phải thực hiện tất cả các công việc để giữ cho chính nó tồn tại. Điều này bao gồm chuyển hóa chất dinh dưỡng, loại bỏ chất thải, trao đổi tín hiệu với các tế bào khác và thích nghi với căng thẳng.

Lão hóa là kết quả của một số yếu tố sinh lý.

Vấn đề là mọi quy trình và thành phần đơn lẻ trong mỗi ô của bạn có thể bị gián đoạn hoặc hư hỏng. Vì vậy, các tế bào của bạn dành rất nhiều năng lượng mỗi ngày để ngăn chặn, nhận biết và khắc phục những vấn đề đó.

Lão hóa có thể được coi là sự mất dần khả năng duy trì cân bằng nội môi – trạng thái cân bằng giữa các hệ thống trong cơ thể – do không thể ngăn ngừa hoặc nhận ra hư hỏng và chức năng kém, hoặc do không khắc phục kịp thời hoặc đầy đủ các sự cố khi chúng xảy ra. Lão hóa là kết quả của sự kết hợp của những vấn đề này. Nhiều thập kỷ nghiên cứu đã chỉ ra rằng gần như mọi quá trình tế bào đều trở nên suy yếu hơn theo tuổi tác.

Sửa chữa DNA và tái chế protein

Hầu hết các nghiên cứu về lão hóa tế bào đều tập trung vào nghiên cứu DNA và protein thay đổi như thế nào theo tuổi tác. Các nhà khoa học cũng đang bắt đầu giải quyết vai trò tiềm năng của nhiều phân tử sinh học quan trọng khác trong tế bào đối với quá trình lão hóa.

Một trong những công việc chính của tế bào là duy trì DNA của nó – hướng dẫn sử dụng mà bộ máy của tế bào đọc để tạo ra các protein cụ thể. Bảo trì DNA liên quan đến việc bảo vệ chống lại và sửa chữa chính xác thiệt hại đối với vật liệu di truyền và các phân tử liên kết với nó.

Protein là công nhân của tế bào. Chúng thực hiện các phản ứng hóa học, hỗ trợ cấu trúc, gửi và nhận tin nhắn, giữ và giải phóng năng lượng, v.v. Nếu protein bị hư hỏng, tế bào sử dụng cơ chế liên quan protein đặc biệt cố gắng sửa chữa protein bị hỏng hoặc gửi nó đi tái chế. Các cơ chế tương tự sẽ loại bỏ các protein hoặc phá hủy chúng khi chúng không còn cần thiết nữa. Bằng cách đó, các thành phần của nó có thể được sử dụng sau này để tạo ra một loại protein mới.

Lão hóa phá vỡ một mạng lưới sinh học mỏng manh

Trao đổi chéo giữa các thành phần bên trong tế bào, tế bào nói chung, các cơ quan và môi trường là một mạng lưới thông tin phức tạp và luôn thay đổi.

Khi tất cả các quá trình liên quan đến việc tạo và duy trì chức năng DNA và protein hoạt động bình thường, các ngăn khác nhau trong một tế bào đảm nhận các vai trò chuyên biệt – được gọi là bào quan - có thể duy trì sức khỏe và chức năng của tế bào. Để một cơ quan hoạt động tốt, phần lớn các tế bào tạo nên nó cần phải hoạt động tốt. Và để toàn bộ sinh vật tồn tại và phát triển, tất cả các cơ quan trong cơ thể của nó cần phải hoạt động tốt.

Lão hóa có thể dẫn đến rối loạn chức năng ở bất kỳ cấp độ nào trong số này, từ tế bào phụ đến cơ thể. Có thể là một gen mã hóa một loại protein quan trọng để sửa chữa DNA đã bị hư hỏng, và bây giờ tất cả các gen khác trong tế bào có nhiều khả năng bị sửa chữa sai. Hoặc có lẽ tế bào của hệ thống tái chế không thể làm suy giảm các thành phần rối loạn chức năng nữa. Ngay cả hệ thống giao tiếp giữa các tế bào, mô và cơ quan có thể bị tổn hại, khiến sinh vật ít có khả năng phản ứng với những thay đổi bên trong cơ thể.

Cơ hội ngẫu nhiên có thể dẫn đến gánh nặng ngày càng tăng của tổn thương phân tử và tế bào dần dần được sửa chữa kém hơn theo thời gian. Khi thiệt hại này tích lũy, các hệ thống nhằm khắc phục nó cũng đang tích lũy thiệt hại. Điều này dẫn đến một chu kỳ tăng hao mòn khi tế bào già đi.

Can thiệp chống lão hóa

Sự phụ thuộc lẫn nhau của các quá trình tế bào trong cuộc sống là một con dao hai lưỡi: Chỉ cần làm hỏng một quá trình là đủ thì tất cả các quá trình khác tương tác hoặc phụ thuộc vào nó đều bị suy yếu. Tuy nhiên, sự kết nối này cũng có nghĩa là việc củng cố một quy trình có tính kết nối cao cũng có thể cải thiện các chức năng liên quan. Trên thực tế, đây là cách các biện pháp can thiệp chống lão hóa thành công nhất hoạt động.

Không có viên đạn bạc nào để ngăn chặn quá trình lão hóa, nhưng một số can thiệp nhất định dường như làm chậm quá trình lão hóa trong phòng thí nghiệm. Mặc dù có những thử nghiệm lâm sàng đang diễn ra để điều tra các cách tiếp cận khác nhau ở người, nhưng hầu hết dữ liệu hiện có đều đến từ các động vật như giun tròn, ruồi, chuột và các loài linh trưởng không phải người.

Một trong những can thiệp được nghiên cứu tốt nhất là hạn chế caloric, liên quan đến việc giảm lượng calo mà động vật thường ăn mà không lấy đi các chất dinh dưỡng cần thiết của chúng. Một loại thuốc được FDA chấp thuận sử dụng trong cấy ghép nội tạng và một số phương pháp điều trị ung thư gọi là rapamycin dường như hoạt động bằng cách sử dụng ít nhất một tập hợp con của cùng một con đường hạn chế calo đó kích hoạt trong tế bào. Cả hai đều ảnh hưởng đến các trung tâm tín hiệu chỉ đạo tế bào bảo tồn các phân tử sinh học mà nó có thay vì phát triển và xây dựng các phân tử sinh học mới. Theo thời gian, phiên bản di động “giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế” này sẽ loại bỏ các thành phần bị hư hỏng và để lại một tỷ lệ cao hơn các thành phần chức năng.

Tác động của việc hạn chế calo đối với lão hóa vẫn đang được nghiên cứu.

Các can thiệp khác bao gồm thay đổi mức độ của một số chất chuyển hóa, có chọn lọc phá hủy các tế bào lão hóa đã ngừng phân chia, thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột và sửa đổi hành vi.

Điểm chung của tất cả các biện pháp can thiệp này là chúng ảnh hưởng đến các quá trình cốt lõi rất quan trọng đối với cân bằng nội môi tế bào, thường trở nên rối loạn hoặc rối loạn chức năng theo tuổi tác và được kết nối với các hệ thống bảo trì tế bào khác. Thông thường, các quá trình này là động lực trung tâm cho các cơ chế bảo vệ DNA và protein trong cơ thể.

Không có nguyên nhân duy nhất của lão hóa. Không có hai người già đi theo cùng một cách, và thực sự, hai tế bào cũng vậy. Có vô số cách khiến sinh học cơ bản của bạn gặp trục trặc theo thời gian và những cách này cộng lại sẽ tạo ra một mạng lưới duy nhất các yếu tố liên quan đến lão hóa cho mỗi người khiến việc tìm kiếm một điều trị chống lão hóa một kích cỡ phù hợp với tất cả cực kỳ thách thức.

Tuy nhiên, nghiên cứu các biện pháp can thiệp nhằm vào đồng thời nhiều quá trình quan trọng của tế bào có thể giúp cải thiện và duy trì sức khỏe trong phần lớn cuộc đời. Những tiến bộ này có thể giúp mọi người sống lâu hơn trong quá trình này.

Giới thiệu về Tác giả

Ellen Quarles, Trợ lý Giáo sư về Sinh học Phân tử, Tế bào và Phát triển, Đại học Michigan

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.