ĐỐT CHÁY TY THỂ VÀ SỰ LÃO HÓA
Ty thể là các trạm chịu trách nhiệm cho việc sản xuất phần lớn năng lượng trong tế bào. Tất cả các quá trình quan trọng trong tế bào đều phụ thuộc vào năng lượng được cung cấp bởi ty thể. Không may thay, bào quan này cũng góp phần không nhỏ vào hầu hết các tổn thương tế bào bởi gốc tự do vì phần lớn các gốc tự do đều là sản phẩm phụ của chu trình tạo năng lượng ty thể. Tổn thương gốc tự do và giảm sản xuất năng lượng đều được xem là những tác nhân gây lão hóa quan trọng, do vậy ty thể được tin rằng giữ vai trò đáng kể trong tiến trình lão hóa.
Do tính chất đặc biệt quan trọng, các tế bào luôn sở hữu nhiều bản sao của ty thể. Hơn nữa, ty thể có thể tự sao chép bản thân chúng thông qua quá trình phân chia tế bào cũng như có khả năng tự phục hồi một số tổn thương từ gốc tự do. Tuy nhiên, bào quan này rất dễ tổn thương và bị nhiều lỗi trong quá trình phân chia. Điều này gây nhiều tranh cãi về việc khiến nó trở thành bộ phận yếu nhất trong hệ thống chống lão hóa tế bào.
Lấy ADN làm ví dụ. Tổn thương ADN là yếu tố quan trọng nhất góp phần vào sự lão hóa bởi vì so với những yếu tố khác, nó không thể được đảo ngược. Một số tổn thương ADN có thể được phục hồi, tuy nhiên một số khác khi đã xảy ra sẽ trở nên vĩnh viễn. Có hai thành phần trong tế bào chứa ADN là nhân và ty thể. Nhân chứa hầu hết các vật liệu di truyền được đóng gói trong các chromosome. Ty thể chứa tỷ lệ nhỏ nhưng không thể thiếu của ADN tế bào. Các tổn thương gốc tự do xảy ra trên ADN cao hơn rất nhiều ở ty thể so với nhân. ADN trong ty thể có thể phải hứng chịu tổn thương gấp 10 lần so với ADN nhân. Điều này một phần là vì hầu hết các gốc tự do đều được hình thành trong ty thể, vốn là nơi mà nhiên liệu được đốt cháy để tạo năng lượng. Ngoài ra, ADN ty thể cũng không được bảo vệ bởi protein và các hệ thống sửa chữa phục hồi như ADN nhân.
Theo thời gian, khả năng sản xuất năng lượng của ty thể sẽ suy giảm. Có vẻ như ty thể là bào quan đầu tiên bị thoái hóa theo thời gian. Quá trình này đôi khi được gọi là “đốt cháy ty thể”. Như một kết quả tất yếu, hoạt động trao đổi chất của các tế bào trở nên kém hơn, dẫn đến sự suy giảm chức năng của các tổ chức, sự kém thích ứng của cơ thể cũng như sự tiến triển của các bệnh lý thoái hóa.
Stress tỏ ra là một yếu tố thúc đẩy chính đối với sự đốt cháy ty thể. Stress làm tăng nhu cầu năng lượng khiến ty thể phải làm việc nhiều hơn, từ đó dẫn đến hình thành nhiều gốc tự do hơn. Khi stress kéo dài hoặc với mức độ nghiêm trọng, các màng ty thể sẽ bị tổn thương rất nặng bởi các gốc tự do bắt đầu rỏ rỉ, từ đó phá vỡ năng lượng toàn phần và cân bằng hóa học của tế bào. Sự tổn thương oxy hóa nghiêm trọng sẽ đẩy mạnh tiến trình lão hóa và hình thành nhiều bệnh lý khác nhau.
Vai trò then chốt của ty thể là trạm cấp năng lượng và việc dễ bị tổn thương bởi gốc tự do khiến chúng trở thành mục tiêu chính cho các phương pháp điều trị can thiệp chống lão hóa và chống stress. Thực tế, việc ức chế sự đốt cháy ty tể là một trong những cách tiếp cận hứa hẹn nhất đối với nghiên cứu kéo dài tuổi thọ. Một số thành phần dinh dưỡng quan trọng đã được chứng minh có tác dụng cải thiện đối với chức năng của ty thể là acetyl-L-carnitine (ALC), coenzyme Q10 (CoQ10) và acid R-alpha lipoic (R-ALA).
ALC là một phần trong cơ chế vận chuyển các acid béo vào ty thể. Mặc dù nó có thể được tổng hợp bởi cơ thể nhưng quá trình này sẽ suy giảm theo tuổi tác. Việc bổ sung ALC giúp đẩy mạnh tốc độ sử dụng chất béo của ty thể từ đó cải thiện sự sản xuất năng lượng trong tế bào. Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng ALC có tác dụng hữu ích đối với một số bệnh lý tim mạch và hệ thống thần kinh.
Coenzyme Q10 (CoQ10) có 2 vai trò quan trọng: vừa là một phần thiết yếu của hệ thống hô hấp tế bào nằm trong các ty thể vừa là một tác nhân chống oxy hóa. CoQ10 cải thiện cả về tốc độ lẫn tính hiệu quả của việc sản xuất năng lượng trong tế bào đồng thời bảo vệ các ty thể khỏi sự tác động của các gốc tự do. Cơ thể có thể sản xuất CoQ10, tuy nhiên nhiều yếu tố bao gồm tuổi tác, bệnh tật, thuốc hạ mỡ máu và suy dinh dưỡng có thể làm giảm khả năng này. CoQ10 đôi khi được gọi là dấu hiệu sinh học của lão hóa bởi nồng độ của nó tương quan rất tốt với sự lão hóa và các bệnh lý thoái hóa. Trong một số nghiên cứu, việc bổ sung CoQ10 cho thấy có tác dụng kéo dài tuổi thọ ở động vật thử nghiệm (dù chỉ ở mức độ trung bình). Rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh rõ hiệu quả của CoQ10 trong việc cải thiện suy tim xung huyết và các bệnh lý về cơ tim khác. Một số tình trạng cũng tỏ ra được cải thiện với CoQ10 bao gồm tăng huyết áp, suy giảm hệ thống miễn dịch và teo cơ.
Giống như CoQ10, acid R-alpha lipoic vừa là một thành phần quan trọng trong sự sản xuất năng lượng của ty thể vừa là một tác nhân chống oxy hóa hữu hiệu. Trong một số nghiên cứu, việc bổ sung R-ALA đã làm giảm lượng gốc tự do trong ty thể đồng thời cải thiện sự sản xuất năng lượng của bào quan này.
Mặc dù ALC, CoQ10 và R-ALA tỏ ra khá hứa hẹn trong việc bảo vệ cũng như tái tạo ty thể trong một số trường hợp, nhiều nghiên cứu hơn nữa cần được thực hiện để xác định rõ ràng rằng liệu các tác nhân này hay các thành phần khác (nếu có) có thực sự làm chậm lại được sự đốt cháy ty thể trong thời gian dài hay không.
