Giới hạn Hayflick: Vì sao tuổi thọ con người bình thường chỉ đạt tối đa 125 năm?

Giới hạn Hayflick là khái niệm giải thích tại sao con người có thể sống tối đa khoảng 120 - 125 năm, mặc dù có những cá nhân hiếm hoi đạt được con số này. Theo lý thuyết, quá trình lão hóa của tế bào trong cơ thể con người có một giới hạn tự nhiên. Các tế bào không thể phân chia mãi mà chỉ có thể thực hiện một số lần phân chia nhất định trước khi bị "lão hóa" và không còn khả năng tái tạo.

 

Nguyên nhân chính cho hiện tượng này là do sự rút ngắn dần của các telomere – phần đầu của nhiễm sắc thể. Khi telomere ngắn lại sau mỗi lần phân chia tế bào, chúng sẽ làm giảm khả năng tái tạo và phục hồi của tế bào, từ đó dẫn đến sự suy giảm chức năng của các cơ quan và hệ thống trong cơ thể, cuối cùng là sự lão hóa và cái chết.

 

 

Do đó, dù có thể có những yếu tố khác ảnh hưởng đến tuổi thọ, giới hạn Hayflick phần nào lý giải giới hạn tuổi thọ sinh lý của con người.

 

Giới hạn Hayflick là một lý thuyết trong lĩnh vực y sinh, giải thích lý do tại sao tuổi thọ con người không thể vượt quá 125 năm. Trong khi nhiều nền văn hóa cổ xưa và các tài liệu lịch sử đều có những ghi chép về những con người sống hàng trăm năm, thì khoa học hiện đại lại chỉ ra rằng tuổi thọ con người có một giới hạn tự nhiên rõ ràng.

 

Mặc dù chúng ta là những sinh vật sống và sẽ phải đối mặt với quá trình lão hóa, nhưng các tế bào trong cơ thể chúng ta lại không thể duy trì sự tái tạo mãi mãi. Con người đã tìm kiếm câu trả lời về sự lão hóa qua nhiều tôn giáo, văn hóa và nguồn sử liệu, khi mà khoa học chưa thể đưa ra giải thích thấu đáo về quá trình này. Tuy nhiên, đến năm 1961, Leonard Hayflick, một chuyên gia y sinh, đã phát hiện ra một khám phá quan trọng, thay đổi hoàn toàn hiểu biết của chúng ta về lão hóa và giới hạn tuổi thọ con người.

 

 

Leonard Hayflick là một nhà khoa học nổi tiếng, sinh ngày 20 tháng 5 năm 1928 tại Philadelphia, Pennsylvania. Cha mẹ của ông, Edna và Nathan Hayflick, đều làm việc trong ngành y tế, và chính điều này đã ảnh hưởng sâu sắc đến niềm đam mê của ông đối với khoa học và y sinh học. Tuy nhiên, chính món quà sinh nhật thứ 9 từ người chú – một bộ dụng cụ hóa học – đã thực sự thắp lên ngọn lửa đam mê khoa học trong ông.

 

Khi còn là thiếu niên, Hayflick đã được cha mẹ xây dựng một phòng thí nghiệm nhỏ ngay tại tầng hầm của gia đình, nơi ông có thể thoải mái khám phá và nghiên cứu các lĩnh vực sinh học và hóa học. Tại trường trung học John Bartram ở Philadelphia, khả năng vượt trội về hóa học của ông đến mức ông có thể sửa lỗi cho giáo viên bộ môn này.

 

Mặc dù Hayflick bắt đầu học tại Đại học Pennsylvania vào năm 1946, ông đã phải tạm dừng việc học để thực hiện nghĩa vụ quân sự. Sau khi hoàn thành nghĩa vụ vào năm 1948, ông tiếp tục học tập và tốt nghiệp vào năm 1951. Sau khi tốt nghiệp, ông được nhận vào làm trợ lý nghiên cứu trong lĩnh vực vi khuẩn học. Tuy nhiên, Hayflick luôn cảm thấy yêu thích môi trường học thuật tại Đại học Pennsylvania, vì vậy ông quyết định quay lại để lấy bằng thạc sĩ. Sau đó, ông nhận được học bổng tiến sĩ trong chương trình vi sinh y tế và hóa học, và hoàn thành bằng tiến sĩ vào năm 1956.

 

Đây là một phát hiện bất ngờ về tuổi thọ tối đa của con người !

 

Vào năm 1958, khi làm việc tại Viện Wistar, Hayflick bắt đầu nghiên cứu về khả năng gây ung thư của virus đối với con người. Để kiểm tra giả thuyết này, ông đã trích xuất các virus nghi là có thể gây ung thư và cho chúng tiếp xúc với các tế bào khỏe mạnh của con người, với hy vọng tìm ra bằng chứng xác thực. Để đảm bảo kết quả nghiên cứu không bị sai lệch, ông đã phải sử dụng nhiều mẫu tế bào khác nhau, đồng nghĩa với việc phát triển một lượng tế bào lớn hơn.

 

Trong quá trình này, Hayflick nhận thấy một điều kỳ lạ: một nhóm tế bào già hơn đã ngừng phân chia, và ông không thể hiểu vì sao hiện tượng này lại xảy ra. Mặc dù các tế bào này vẫn duy trì hoạt động trao đổi chất, nhưng chúng không còn khả năng phân chia nữa. Khi quan sát thêm các tế bào nuôi cấy khác, Hayflick phát hiện rằng hầu hết các tế bào đều ngừng phân chia sau khoảng 50 lần nhân đôi, tạo thành một dấu hiệu đặc biệt mà ông chưa từng thấy trước đây.

 

Trước khi Hayflick thực hiện nghiên cứu, các nhà khoa học tin rằng các tế bào trong cơ thể chúng ta luôn luôn phân chia, và đây là một quá trình không thể ngừng lại. Tuy nhiên, trong quá trình thử nghiệm của mình, Hayflick phát hiện ra rằng sau mỗi lần phân chia, các telomere – phần cấu trúc ở cuối mỗi nhiễm sắc thể – dần dần bị rút ngắn. Khi các telomere ngắn đến một mức độ nhất định, các tế bào không thể tiếp tục phân chia nữa.

 

Trước phát hiện này, các nhà khoa học cho rằng quá trình lão hóa tự nhiên liên quan đến một yếu tố nào đó mà chúng ta chưa thể lý giải rõ ràng, một điều gì đó vượt ra ngoài tầm hiểu biết hiện tại. Nhưng khi nhận thấy mối liên hệ giữa sự rút ngắn telomere và khả năng phân chia của tế bào, Hayflick quyết định ngừng nghiên cứu về tế bào ung thư và chuyển hướng sang lĩnh vực gerontology (nghiên cứu quá trình lão hóa).

 

Trong suốt hai năm nghiên cứu, ông đã chỉ ra rằng sự lão hóa của tế bào có mối liên hệ chặt chẽ với tuổi tác của cơ thể, và đó chính là lý do vì sao con người chỉ có thể sống tối đa khoảng 125 năm. Vào năm 1961, ông đã công bố một bài báo mang tên "Việc nuôi cấy nối tiếp các chủng tế bào lưỡng bội của người," trong đó ông đã nghiên cứu các tế bào lấy từ các bộ phận khác nhau của cơ thể và so sánh giữa tế bào của người trưởng thành và tế bào phôi.

 

 

Kết quả nghiên cứu cho thấy các tế bào sẽ phân chia khoảng 40 đến 60 lần trước khi ngừng lại. Khi quá trình phân chia ngừng hẳn, tế bào sẽ bắt đầu thoái hóa và cuối cùng chết. Điều này tương tự với quá trình lão hóa ở con người, khi cơ thể dần dần suy yếu và cuối cùng dẫn đến cái chết tự nhiên. Trong bài báo của mình, Hayflick đã mô tả chi tiết rằng thời gian rút ngắn telomere ở các tế bào khác nhau có thể khác nhau, và đó chính là yếu tố quyết định thời điểm các tế bào ngừng phân chia.

 

Ý nghĩa khoa học của phát hiện này: 

 

Phát hiện của Hayflick chỉ ra rằng một số tế bào chỉ có thể phân chia từ 40 đến 60 lần trước khi ngừng lại, điều này liên quan đến sự rút ngắn của các telomere. Mỗi tế bào, vì vậy, mang trong mình những đặc tính di truyền riêng biệt, giải thích tại sao một số người lão hóa nhanh hơn người khác, tất cả đều phụ thuộc vào gen của họ. Khi so sánh với tuổi tác, nếu tế bào đã phân chia đến lần thứ 60, điều đó tương đương với việc cơ thể đã đạt đến tuổi 125, và nếu gen của một người chứa telomere dài hơn, tuổi thọ của họ sẽ lý thuyết cao hơn.

 

Mỗi tế bào chỉ có thể hoàn thành quá trình nguyên phân (nhân đôi và phân chia) khoảng 40 đến 60 lần trước khi trải qua quá trình apoptosis và chết đi. Vì cơ thể con người được cấu thành từ các tế bào, điều này lý giải vì sao cái chết do tuổi già là một phần tự nhiên của cuộc sống. Bài báo của Hayflick cũng chỉ ra rằng qua mỗi lần nhân đôi và phân chia, tế bào trở nên yếu ớt hơn, kém hiệu quả và dễ dàng bị tổn thương trong các lần nguyên phân tiếp theo.

 

 

Nghiên cứu của Hayflick năm 1961 đã chỉ ra rằng, khi tế bào hoàn thành lần nguyên phân thứ 50, nó sẽ bắt đầu quá trình apoptosis và dần dần chết đi. Đây là một hình ảnh phản ánh hoàn hảo quá trình lão hóa của con người. Khi chúng ta già đi, cơ thể cũng suy yếu dần, các giác quan như thị giác và thính giác trở nên kém đi, và quan trọng nhất, khả năng chữa lành vết thương chậm lại, vì các tế bào mất nhiều thời gian hơn để tái tạo. Theo thời gian, mọi thứ trở nên chậm chạp và khó khăn hơn.

 

 

Bài viết được tông hợp bởi Kim Quang Group - Văn phòng cho thuê quận 1