Việc con người già đi không chỉ đơn thuần là vấn đề cơ thể yếu đi theo thời gian, mà có thể là một quá trình mà cấu trúc bên trong tế bào bắt đầu thay đổi một cách âm thầm. Các thiết bị sản xuất chính tạo ra protein và lipid (chất béo) bên trong tế bào được tái bố trí khi tuổi tác tăng lên, và sự thay đổi này ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và tình trạng sức khỏe.
Nhóm nghiên cứu do giáo sư Chris Burkiwitz tại Khoa Sinh học Tế bào và Phát triển của Đại học Vanderbilt, Mỹ, đã công bố một bài báo trong số tháng 2 của tạp chí quốc tế ⟪Nature Cell Biology⟫, xác nhận rằng trong quá trình lão hóa tế bào, ‘mạng lưới nội chất (endoplasmic reticulum, ER)’ được tái cấu trúc một cách chủ động.
Mạng lưới nội chất là một trong những cấu trúc lớn nhất trong tế bào, đóng vai trò như một nhà máy sản xuất đồng thời đảm nhận việc tổng hợp protein và sản xuất lipid (chất béo). Nhóm nghiên cứu đã chú ý đến việc khi lão hóa diễn ra, tế bào chọn lọc phân hủy một số khu vực nhất định của mạng lưới nội chất và thay đổi sự cân bằng cấu trúc.
Cơ chế chính là quá trình được gọi là ‘ER- tự thực bào (ER-phagy)’, là một hệ thống tái chế chính xác mà tế bào chọn lọc loại bỏ một phần của mạng lưới nội chất.
Nhóm nghiên cứu đã kết hợp công nghệ đánh dấu di truyền và kính hiển vi quang học và điện tử độ phân giải cao để quan sát trực tiếp quá trình này trong các sinh vật sống. Đối tượng nghiên cứu là giun tròn Caenorhabditis elegans, một sinh vật mô hình thường được sử dụng trong nghiên cứu lão hóa, có cơ thể trong suốt và tuổi thọ ngắn, phù hợp để theo dõi sự thay đổi tế bào theo thời gian.
Kết quả quan sát cho thấy, trong các tế bào lão hóa, ‘mạng lưới nội chất thô (rough ER)’ chịu trách nhiệm sản xuất protein đã giảm đáng kể, trong khi cấu trúc ống liên quan đến chuyển hóa lipid vẫn được duy trì tương đối. Điều này phù hợp với các đặc điểm lão hóa hiện có, trong đó khả năng quản lý chất lượng protein giảm và sự tích tụ lipid cùng với sự thay đổi chuyển hóa tăng lên khi tuổi tác tăng.
Nhóm nghiên cứu đặc biệt xác nhận rằng mức độ hoạt động của ER-tự thực bào liên quan đến tuổi thọ của cá thể, và quá trình này có thể không chỉ là sản phẩm phụ của lão hóa mà còn là một cơ chế tích cực điều chỉnh lão hóa khỏe mạnh.
Giáo sư Burkiwitz cho biết: “Chức năng của tế bào không chỉ phụ thuộc vào việc có những phân tử nào, mà còn phụ thuộc vào cách chúng được sắp xếp.” Ông giải thích rằng “sự thay đổi cấu trúc của mạng lưới nội chất là một sự kiện xuất hiện tương đối sớm trong giai đoạn đầu của lão hóa, và có thể trở thành một cái bẫy gây ra các bất thường chức năng và bệnh tật sau này.”
Nhóm nghiên cứu dự định sẽ phân tích thêm về cách mà các cấu trúc mạng lưới nội chất khác nhau ảnh hưởng đến chuyển hóa tế bào và sức khỏe toàn thân. Họ hy vọng rằng việc xác định các tín hiệu chính xác gây ra sự thay đổi cấu trúc ở giai đoạn đầu có thể dẫn đến các chiến lược mới để ngăn ngừa hoặc trì hoãn các bệnh thoái hóa thần kinh liên quan đến lão hóa hoặc bệnh chuyển hóa.
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng cần phải nhìn nhận lại lão hóa từ góc độ tái bố trí nhà máy bên trong tế bào, cho rằng lão hóa là một quá trình không thể tránh khỏi nhưng khả năng điều chỉnh tốc độ của nó đang ngày càng được cụ thể hóa về mặt khoa học.
