Giới hạn Hayflick: Tại sao con người chỉ có thể sống tới 125 năm?

Nhà nghiên cứu y sinh Leonard Hayflick, người phát hiện ra rằng các tế bào soma bình thường chỉ có thể phân chia (và do đó sinh sản) một số lần nhất định. Khám phá của Hayflick đã thay đổi cơ bản sự hiểu biết về lão hóa - đặc biệt là luận điểm cho rằng các tế bào có khả năng bất tử, và lão hóa chỉ đơn giản là một yếu tố bên ngoài như bệnh tật, chế độ ăn uống và bức xạ mặt trời.

Giới hạn Hayflick là gì?

Leonard Hayflick sinh ra tại Philadelphia, Pennsylvania vào ngày 20 tháng 5 năm 1928. Cha mẹ của ông, Edna Hayflick và Nathan Hayflick đều làm việc trong lĩnh vực y tế, đây là một yếu tố tạo nên sự đam mê của Hayflick đối với khoa học và y sinh học.

Leonard Hayflick sinh ra tại Philadelphia, Pennsylvania vào ngày 20 tháng 5 năm 1928

Khái niệm về giới hạn Hayflick đã được Hayflick đưa ra vào năm 1961 tại Viện Wistar ở Philadelphia, Pennsylvania, Hoa Kỳ. Phát hiện này đã bác bỏ luận điểm rằng các tế bào bình thường là bất tử của Alexis Carrel, người đoạt giải Nobel người Pháp.

Mỗi khi một tế bào trải qua quá trình nguyên phân, các telomere ở hai đầu của mỗi nhiễm sắc thể sẽ rút ngắn lại một chút. Sự phân chia tế bào sẽ chấm dứt khi telomere rút ngắn đến một chiều dài tới hạn. Hayflick giải thích khám phá của mình là sự lão hóa ở cấp độ tế bào. Sự lão hóa của quần thể tế bào dường như tương quan với sự lão hóa vật lý tổng thể của một sinh vật.

Trong 2 năm nghiên cứu, Hayflick phát hiện ra rằng lão hóa tế bào có liên quan đến tuổi tác của cơ thể con người và đó là lý do tại sao chúng ta chỉ sống được khoảng 125 tuổi. Bài báo của ông được xuất bản vào năm 1961 với tựa đề "Việc nuôi cấy nối tiếp các chủng tế bào lưỡng bội của người".

Hayflick phát hiện ra rằng lão hóa tế bào có liên quan đến tuổi tác và đó là lý do tại sao chúng ta chỉ sống được khoảng 125 tuổi

Trong một nghiên cứu khác được thực hiện, ông đã xem xét các tế bào được thu thập từ các bộ phận khác nhau của cơ thể cũng như so sánh các tế bào được thu thập từ người lớn và bào thai. Kết quả cho thấy rằng các tế bào sẽ phân chia khoảng 40 đến tối đa là 60 lần trước khi dừng lại. Một khi chúng dừng lại, chúng sẽ thoái hóa và chết. Điều tương tự cũng áp dụng cho con người khi họ đến tuổi cao, và đây là nguyên nhân gây ra cái chết tự nhiên.

Cơ thể thoái hóa và do đó theo thời gian, chúng ta sẽ chết. Lý thuyết này được mô tả rất tỉ mỉ trong bài báo của ông, khi ông đề cập rằng độ dài của các telomere được trình bày trong các tế bào khác nhau có thể mất ít nhiều thời gian để rút ngắn đến điểm dừng phân chia tế bào.

Một số tế bào chỉ phân chia 40 lần trước khi chúng dừng lại vì do độ dài của các telomere, điều này cũng chứng tỏ rằng mỗi DNA sẽ có những đặc tính độc đáo riêng biệt. Điều này có nghĩa là lý do tại sao một số người già đi nhanh hơn những người khác, tất cả đều do gene.

Khi so sánh tương quan với tuổi của một người, khi tế bào phân chia đến lần thứ 60, điều đó sẽ đồng nghĩa với việc người đó đang ở độ tuổi 125 và do đó, nếu trong gene của họ có chưa telomere dài hơn thì họ sẽ có tuổi thọ lý thuyết cao hơn.

Một tế bào có thể hoàn thành nguyên phân, hoặc nhân đôi và phân chia tế bào, chỉ từ bốn mươi đến sáu mươi lần trước khi trải qua quá trình apoptosis và chết sau đó. Vì cơ thể chúng ta chỉ được tạo thành từ các tế bào, điều này sẽ giải thích tại sao cái chết do tuổi già là một điều hiển nhiên.

Ngoài ra, bài báo cho thấy rằng với mỗi lần nhân đôi và phân chia tế bào, bản thân tế bào sẽ trở nên mỏng manh hơn, yếu hơn và kém hiệu quả hơn trong quá trình nguyên phân.

Ở trên, chúng ta có thể thấy nghiên cứu được thực hiện bởi Heyflick vào năm 1961, nơi ông đã cố gắng xem một tế bào có thể nhân đôi và phân chia bao nhiêu lần trong quá trình nuôi cấy tế bào. Khi lần nguyên phân thứ 50 hoàn thành, tế bào sẽ bắt đầu quá trình apoptosis tại đó và dần chết đi. Đây là một đại diện hoàn hảo cho quá trình lão hóa của con người.

Theo thời gian khi chúng ta già đi, cơ thể chúng ta yếu đi, tất cả các giác quan như thị giác, thính giác cũng vậy và quan trọng nhất là quá trình chữa lành vết thương bị chậm lại do các tế bào mất nhiều thời gian hơn để tái tạo. Theo thời gian, mọi thứ sẽ trở nên chậm hơn và khó khăn hơn.