MINH LUÂN – Chiếc đồng hồ trong cơ thể

Những nhà khoa học Mỹ đã nhận dạng, phân lập và tái tạo được một gène chỉ đạo đồng hồ sinh học của mọi sinh vật. Sự hiểu biết về các nhịp sinh học sẽ dẫn đến những tiến bộ đáng kể trong việc điều trị nhiều chứng bệnh.
Liệu người ta có thể tưởng tượng ra một xã hội trong đó mọi người ăn, ngủ và làm việc mà không cần giờ giấc, gà gáy bất kể giờ nào, hoa linh lan nở suốt năm, tóm lại là một xã hội mà người ta hoàn toàn mất đi mọi khái niệm về thời gian ? Có đấy, và nó ở trong tầm tay. Chỉ cần chỉnh lại lò xo của chiếc đồng hồ trung ương mà trong mọi sinh vật nó chỉ đạo giờ ăn, giờ ngủ, giờ làm việc, giờ của mọi thứ mà người ta ghép chung dưới thuật ngữ “nhịp sinh học”.
Thật vậy, cái lò xo đó đã được tìm thấy nơi loài chuột bởi một nhóm nghiên cứu Mỹ dưới sự chỉ đạo của 2 giáo sư Fred Turek và Joseph Takahashi (Đại học Northwestern). Đó là một gène nằm trên cặp nhiễm sắc thể số 5, và người ta sắp sửa nhận dạng được trên nhiễm sắc thể số 4 ở người. Các nhà nghiên cứu đặt tên cho gène đó là “clock” (đồng hồ). Gène này điều chỉnh những nhịp ngày đêm qua trung gian một prôtêin mà nó sản sinh vào các thời khắc nhất định. Nhưng nó cũng tác động gián tiếp đến các nhịp dưới 24 giờ (nhịp tim, những giai đoạn của giấc ngủ…) và các nhịp dài hơn, có thể vài ngày, vài tuần, vài tháng hay thậm chí vài năm. Thật vậy, đồng hồ của những nhịp đó không độc lập với nhau, chúng đều dựa trên nhịp ngày đêm.
Chẳng những các nhà nghiên cứu nhận dạng ra gène clock mà còn phân lập và tái tạo được nó. Nhất là họ hiểu được rằng nó hoạt động ở mức độ các nhân trên giao thoa (đám thần kinh não nằm gần nơi hội tụ của những tế bào thần kinh thị giác), tức là nơi mà người ta nghi ngờ là vị trí của đồng hồ sinh học trước khi khám phá ra lò xo của nó.
“Theo tôi, gène clock tác động lên nhịp sinh học ngày đêm qua trung gian của các gène khác mà nó kiểm soát theo cách của một nhạc trưởng điều khiển dàn nhạc” – Fred Turek nhận xét. Sự khám phá ra gène clock sẽ có nhiều ứng dụng quan trọng trong y học. Quả thật các nhà thời sinh học biết rằng những loại thuốc có tác dụng khác nhau tùy theo thời điểm sử dụng chúng. Thời điểm tối ưu là lúc người ta có thể dùng liều mạnh nhất để có hiệu quả tối đa mà ít tác dụng phụ nhất. Nhiều thí nghiệm trên chuột đã giúp cho nhà ung thư học Francis Lévi xác định được những thời khắc thích hợp nhất cho việc hấp thụ thuốc chống ung thư.
Lịch trình cũng có thể chuyển sang người với điều kiện phải ghi nhớ rằng chuột là loài sống về đêm trong khi con người lại chủ yếu sống về ban ngày. Nói cách khác, chuột dùng thuốc vào giờ nào trong đêm thì người cũng dùng vào giờ đó nhưng là ban ngày. Tuy nhiên thực nghiệm cho thấy rằng thời biểu này chỉ đúng đối với 3/4 số bệnh nhân ung thư. Nơi những người còn lại, bệnh đã làm rối loạn nhịp sinh học nên liệu pháp này không còn hữu hiệu.
Nhưng Francis Lévi đã chứng minh rằng các bệnh nhân ung thư kết tràng là một ngoại lệ. Việc điều trị thuốc theo nhịp sinh học đã cho kết quả cao gấp 3 lần so với liệu pháp cổ điển. Sự khám phá ra gène clock sẽ giúp cải thiện thêm việc điều trị. Chỉ cần đo lường mức prôtêin của gène clock ở từng giờ khác nhau để suy ra nhịp sinh học của bệnh nhân. Riêng nhóm của giáo sư Bernard Buisson đang nghiên cứu trên chuột để xác định thời điểm thích hợp nhất đối với thuốc chống đông máu.
Vì các nhân trên giao thoa và tuyến tùng, nơi tiết ra chất mélatonine, được nối liền với nhau bằng các tế bào thần kinh nên người ta có lý do để cho rằng gène clock cũng kiểm soát sự sản sinh mélatonine. Chất này được sản sinh vào ban đêm và có liên quan tới giấc ngủ. Nhưng khi bị rối loạn về thời gian, chất này lại được tiết ra vào ban ngày chứ không phải ban đêm. Chính vì thế nên khách du lịch trở về nhà thường ngủ vùi suốt ngày. Khi đo lường mức prôtêin của gène clock để xác lập chu kỳ thức ngủ, người ta có thể dùng thêm thuốc mélatonine đúng lúc để chỉnh đốn sự sai lệch thời biểu.
Cuối cùng nhờ sự khám phá ra gène clock, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ hiểu được vì sao người ta lại cảm thấy đói, khát và buồn ngủ vào đúng giờ. Tại sao người ta dễ bị nhồi máu vào buổi sáng hơn là buổi tối trong khi những cơn suyễn lại bộc phát thường xuyên hơn vào lúc hoàng hôn ?
Nhưng nếu gène clock có thể làm sáng tỏ một số câu hỏi, nó lại làm rối rắm thêm nhiều vấn đề khác. Tại sao nơi loài chuột, sự sản sinh prôtêin của gène đó lại ở chỗ khác chứ không phải tại nhân trên giao thoa, chẳng hạn như ở phổi, tim, buồng trứng, tinh hoàn và nhiều nơi khác trong não ? Việc nghiên cứu những loài thân mềm như ốc sên, vốn có nhịp ngày đêm nhưng không có nhân trên giao thoa, có thể sẽ đưa ra câu trả lời.
Các nhà nghiên cứu ở Saint-Étienne nhận thấy nơi loài cá lóc, lúc đầu chúng sống về ban ngày nhưng sau 1 tháng chuyển tiếp lại đổi sang sống về đêm. Tại sao ? Chưa biết.
Hiện thời việc nghiên cứu gène clock chỉ nhằm tìm hiểu các cơ chế mà nó tham gia. Giai đoạn tới sẽ là tác động lên nó. Nhưng như thế sẽ tốt hay xấu ?
 
MINH LUÂN
(theo Science & Vie)

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s