Bằng cách làm cho các cơ xương của chuột sử dụng năng lượng ít hiệu quả hơn, các nhà nghiên cứu cho biết họ đã trì hoãn được cái chết của chuột và những triệu chứng liên quan đến các căn bệnh tuổi già, bao gồm bệnh động mạch vành, bệnh béo phì, và một loại bệnh ung thư. Theo các nhà nghiên cứu, những lợi ích về sức khỏe do tỷ lệ trao đổi chất tăng nhanh điều khiển dường như xuất hiện mà không có bất cứ ảnh hưởng trực tiếp nào về quá trình lão hóa.
Các nhà nghiên cứu về sự trao đổi chất ở trường Đại học Washington tại St. Louis đã phát hiện ra rằng mặc dù việc tiêu hao năng lượng không kéo dài tuổi thọ ở chuột nhưng việc kích hoạt một protein trong mô cơ sẽ làm tăng tuổi thọ trung bình và ngăn ngừa các bệnh liên quan đến tuổi tác. Các nhà nghiên cứu tin rằng một ngày nào đó một nghiên cứu tương tự có thể sẽ giúp con người phòng chống được những triệu chứng liên quan đến tuổi già như chứng vữa xơ động mạch, bệnh tiểu đường, bệnh cao huyết áp và thậm chí cả một số bệnh ung thư.
Clay Semenkovich ở trường đại học Wishington nói: “Khi bạn làm cho ti lạp thể hoạt động kém hữu hiệu, các cơ sẽ đốt cháy nhiều calo hơn, sự trao đổi chất tăng lên ít nhất có thể thay thế một phần cho việc vận động”. Ông nói tiếp: “Có 2 cách để chữa trị bệnh béo phì và các bệnh có liên quan. Bạn có thể ăn ít đi, nhưng điều này không khả quan, hay bạn có thể ăn những gì bạn thích như các con chuột này và đưa ra một sinh lý học được thay đổi lại. Đó là một phương pháp khác biệt cơ bản để nêu rõ vấn đề”.
Các nhà nghiên cứu giải thích chứng vữa xơ động mạch, bệnh tiểu đường, bệnh cao huyết áp và bệnh ung thư xảy ra thường xuyên hơn khi tuổi tác ngày càng cao. Những căn bệnh liên quan đến tuổi già khác biệt so với quá trình lão hóa – đây sự suy giảm về sinh lý học bao gồm việc giảm sút về sức cơ, chức năng tim phổi, thị giác và thính giác cũng như việc da nhăn nheo và tóc bạc. Do đó lão hóa và các bệnh liên quan đến tuổi già liên quan đến nhau nhưng có thể không cùng chung các cơ chế.
| (Ảnh: iStockphoto/Andrei Tchernov) |
Trong một loạt các thí nghiệm, đội ngũ nhà nghiên cứu đã nuôi một số lượng lớn chuột, cho chúng ăn những thức ăn thông thường và theo dõi từng con chuột cho tới khi chúng chết. Một nửa số chuột được đặt theo cơ chế di truyền để tạo ra nhiều protein hơn trong mô cơ của chúng, protein đó được gọi là uncoupling (tách cặp) protein-1. Ở mô cơ, protein 1 tách cặp chuyển đổi năng lượng từ thức ăn thành nhiệt, chứ không tích lũy thành mỡ.
Một cuộc nghiên cứu trước đó do Clay Semenkovich thực hiện đã phát hiện ra rằng chuột có thêm protein 1 tách cặp ở mô cơ sẽ có khả năng chống lại bệnh tiểu đường và béo phì.
Do các cuộc thí nghiệm mất quá nhiều thời gian và liên quan đến việc cho ăn và theo dõi quá nhiều chuột nên Semenkovich đã phối hợp với các nhà nghiên cứu khác là Alison C. Gates, Carlos Bernal-Mazrachi và Sharon L. Chinault.
Semenkovich nói: “Tách cặp cơ bản có nghĩa là tạo ra sự trao đổi chất kém hữu hiệu. Cách đây vài năm chúng tôi đã phát hiện ra khi chuột sản sinh ra protein tách cặp trong cơ, chúng không mắc bệnh béo phì. Thách thức kế tiếp là xem xét liệu protein có liên quan đến một số những vấn đề quan trọng ảnh hưởng đến con người hay không, như lão hóa và bệnh liên quan đến tuổi già”.
Những con chuột sống lâu nhất trong mỗi nhóm sống được 39 tháng và chết trong hai tuần. Sự khác biệt là ở tuổi thọ trung bình của chuột. Sự tồn tại trung bình ở chuột tách cặp là 30 tháng so với 27 tháng ở lứa chuột đẻ chưa thuần của chúng sau này.
Semenkovich nói: “Chúng tôi hơi thất vọng vì chúng tôi hy vọng rằng sự tách cặp ở cơ sẽ làm chậm quá trình lão hóa, nhưng tuổi thọ tối đa đã không tăng lên. Tuy nhiên, việc đạt tới tuổi thọ tối đa có thể cải thiện được ở những con chuột tách cặp.”
Semenkovich cho biết chuột có sự biến đổi về di truyền có xu hướng sống lâu hơn, có lẽ là vì chúng có thể phòng chống các bệnh liên quan đến tuổi già. Một kết quả nữa cho thấy là: Giảm đi lượng mỡ trong cơ thể chuột bằng cách tăng nhanh sự trao đổi chất với các protein tách cặp sẽ trì hoãn được cái chết và những căn bệnh như chứng vữa xơ động mạch, bệnh tiểu đường, bệnh cao huyết áp và thậm chí cả bệnh ung thư.
Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra từng con chuột sau khi chúng chết. Họ rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng chuột cái có sự đột biến protein tách cặp ít có nguy cơ phát triển loại bệnh ung thư có tên gọi là bệnh lymphoma. Không có con chuột cái nào được bố trí gen di truyền làm được điều này. Không có sự khác biệt nào trong tỷ lệ tế bào ung thư máu lymphoma được tìm thấy ở chuột đực. Protein 1 tách cặp tăng lên trong cơ cũng làm giảm những ghi điểm của viêm kinh niên.
Trong loạt thí nghiệm thứ hai, các nhà nghiên cứu phát hiện ra chuột tách cặp ít bị mắc bệnh động mạch vành hơn. Điều này ngược lại với những gì Semenkovich và các đồng nghiệp của ông đã tìm ra trong chuột được sắp đặt sản sinh thừa protein 1 tách cặp ở thành động mạch chủ - động mạch chính của cơ thể. Những con chuột ở nghiên cứu trước này hướng đến việc tăng huyết áp máu cao và chứng xơ vữa động mạch còn hơn là được bảo vệ chống lại những tổn hại.
“Nơi mà sự tách cặp xảy ra có một ảnh hưởng rất lớn,” ông nói. “Nếu một ngày nào đó nguyên tắc này trở thành một phương pháp chữa bệnh, thì sẽ rất quan trọng để nhắm mục tiêu tới các mô cụ thể nhằm sản xuất ra những hiệu ứng đúng như mong đợi.”
Đội ngũ nghiên cứu cũng tạo ra một dòng chuột biết sản sinh thêm protein tách cặp sau khi chuột được tiêm liệu pháp thuốc. Họ đã biến đổi di truyền một dòng chuột đã chuyển sang chứng bệnh béo phì. Khi các nhà nghiên cứu tiêm thuốc kháng sinh có tên gọi là doxycycline vào chuột, chúng đã tạo ra nhiều protein tách cặp trong cơ hơn và đảo ngược lại các chứng bệnh của chúng với sự trao đổi glucoze và bệnh cao huyết áp liên quan đến bệnh bép phì.
Trước các thí nghiệm này, các nhà nghiên cứu đã giả thuyết rằng chuột tách cặp có thể trải nghiệm loại tồn tại tăng nhanh thường thấy ở những động vật có hạn chế về calorie. Semenkovich nói: “Ở trường Đại học Washington, chúng tôi có tiến sĩ John Holloszy – một trong những nhà khoa học đứng đầu trên thế giới về nghiên cứu lão hóa. Sự giới hạn calorie kéo dài tuổi thọ của chuột và tiến sĩ Holloszy đã bắt tay vào việc chuyển những giới hạn calorie sang con người.”
Trong các cuộc nghiên cứu vào những năm 80, đội ngũ nghiên cứu của Holloszy cũng chứng minh được rằng loài gặm nhấm vận động nhiều hơn sẽ có su hướng sống lâu hơn, nhưng không giống như những loài gặm nhấm bị giới hạn calorie, tuổi thọ tối đa của chúng vẫn không thay đổi. Semenkovich nói chuột tách cặp giống như những loài động vật vận động khác.
“Việc tách cặp ở cơ có thể thay thế cho việc vận động hay tập thể dục,” ông nói. “Nếu điều này cũng đúng ở người, và nếu việc tách cặp được thực hiện một cách an toàn, thì điều này có thể là một phương pháp chữa bệnh quan trọng vì đôi khi rất khó khăn khi yêu cầu một người vận động.”
Nghiên cứu được các Hiệp hội Y tế quốc gia và Đơn vị nghiên cứu dinh dưỡng lâm sàng, Trung tâm đào tạo và nghiên cứu bệnh tiểu đường, Trung tâm nghiên cứu các bệnh về tiêu hóa ở trường Đại học Wasington tài trợ.
THANH TÂM