ยีนแห่งความเยาว์วัย : ปฐมบทการค้นพบสู่ชีวิตนิรันดร?

By: a08
Writer
on Sat, 02/02/2013 - 12:23

มันคงจะเป็นเหมือน "น้ำพุแห่งความเยาว์วัย" ในภาพยนตร์เรื่อง The Pirate Of the Caribbian… เตรียมหาน้ำตานางเงือกไว้ได้เลยครับ งานนี้นักวิจัยเขามีหลักฐานสนับสนุนว่าน้ำพุนี้มีอยู่จริง!

พูดเล่นนะครับ... มีใครเชื่อบ้างเอ่ย?

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเเคลิฟอร์เนียนำเสนอความก้าวหน้าก้าวใหม่ที่นำไปสู่ความเข้าใจในระดับโมเลกุลที่มีผลต่อการเสื่อมสภาพของเซลล์ แน่นอนว่าสัตว์ที่ถูกใช้ในการทดลองนี้คงจะไม่พ้น "หนูน้อย" ตามเคยครับ

การศึกษาได้ระบุว่าการกลายพันธุ์ของเซลล์เพียงหนึ่งเซลล์สามารถทำให้อายุของสิ่งมีชีวิตนั้นๆยืนยาวได้ แต่ปัญหาคือ เราจะเข้าใจกลไกการเสื่อมสภาพได้อย่างไรล่ะ? (ในช่วง 10-20 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า การเสื่อมอายุไข (ความแก่) ไม่ใช่ปรากฎการณ์ที่อยู่ดีๆก็จะเกิดขึ้นเฉยๆ หรือเกิดขึ้นแบบสุ่ม แต่กลับเป็นกระบวนการหนึ่งที่สอดคล้องไปกับพัฒนาการของสิ่งมีชีวิต)

กุญเเจสำคัญสู่เรื่องราวทั้งหมดนี้ อยู่ที่คลาสหนึ่งของโปรตีน นามว่า Sirtuin (Sir2 proteins) ซึ่งเป็นที่ยอมรับในปัจจุบันว่ามีผลต่อการเสื่อมสภาพของเซลล์

ดังนั้น น้ำพุแห่งความเยาว์วัยจึงไม่ต้องไปหาที่ไหน โปรตีน SIRT3 ซึ่งเป็นโปรตีนในกลุ่ม Sirtuin ที่กล่าวไว้ข้างต้น มีตัวตนอยู่ในไมโทรคอนเดรีย (Mitrochondria) (ส่วนหนึ่งของเซลล์ที่มีผลต่อความเป็นความตายของเซลล์) โดยงานวิจัยก่อนๆให้น้ำหนักว่าสามารถต่ออายุให้กับสิ่งมีชีวิตได้หลากหลายชนิด

นักวิจัยศึกษาการทำงานของเสต็มเซลล์เม็ดเลือดในหนูตัวเต็มวัย และแบ่งหนูทดลองออกเป็นสองกลุ่ม: กลุ่มที่ 1 ยีนโปรตีน SIRT3 ถูกระงับไว้ อีกกลุ่มหนึ่ง กลุ่มที่ 2 ยีนโปรตีน SIRT3 ทำงานตามปกติ ผลปรากฎว่า ไม่พบความแตกต่างระหว่างหนูสองกลุ่มนี้ตอนที่หนูมีอายุน้อย แต่มีผลชัดเจนมากขึ้นเมื่อหนูเริ่มแก่ โดยสังเกตจากความสามารถในการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงใหม่ทดแทนเซลล์เก่าที่ตายไป

สเต็มเซลล์ทำงานได้ดีในสภาพที่มี Oxidative Stress ต่ำ (กระบวนการที่เซลล์ถูกทำลายโดยอนุมูลอิสระ คล้ายๆกับการที่หั่นแอปเปิลตั้งไว้ แล้วแอปเปิลเปลี่ยนสีเป็นสีน้ำตาล) ในตอนเด็กเซลล์ร่างกายยังมีอนุมูลอิสระน้อย เมื่อยิ่งโตขึ้นๆ อนุมูลอิสระเหล่านี้จึงเพิ่มมากขึ้นไปด้วย โปรตีน SIRT3 ช่วยในการกำจัดอนุมูลอิสระออกจากเซลล์ และมีจำนวนลดลงตามอายุ ดังนั้นระบบการกำจัดอนุมูลอิสระของเซลล์จึงมีการทำงานที่ด้อยลง

เพื่อสนับสนุนสมมุติฐานข้างต้น นักวิจัยจึงได้ทดลองอีกครั้ง โดยนำหนูที่ไม่มีโปรตีน SIRT3 (หรือที่พูดไปว่าถูกระงับ) มาเพิ่มระดับ SIRT3 ปรากฎว่า มีการเพิ่มขึ้นของเซลล์เม็ดเลือดแดงอย่างเห็นได้ชัด

ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้ว่า โปรตีน SIRT3 สามารถต่ออายุของสเต็มเซลล์เม็ดเลือดได้จริงๆ ครับ

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ลงในวารสารออนไลน์ "Cell Reports" ฉบับวันที่ 31 มกราคม
ส่วนเป้าหมายของการวิจัยนี้ ไม่ใช่เพื่อแสวงหาชีวิตอมตะ แต่เป็นการช่วยเหลือชีวิตคนโดยการรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับเม็ดเลือดครับ

ที่มา : Science Daily

13 Comments

hisoft's picture

ตกลง แล้วเจ้าอนุมูลอิสระนี่คืออะไรกันแน่ครับ

The Phantom Thief

a08's picture

เป็นของเสียที่ได้จากกระบวนการเมตาบอลิซึมครับ

It appears that in young cells, the blood stem cells are functioning well and have relatively low levels of oxidative stress, which is the burden on the body that results from the harmful byproducts of metabolism.

a08's picture

ถ้าเข้าใจไม่ผิด ร่างกายจะมีระบบนำของเสียออกจากร่างกายอยู่แล้วครับ (ปัสสาวะ,เหงื่อ)
น่าจะมีผู้รู้สิงสถิตย์อยู่แถวนี้บ้างนะครับเนี่ย -0-
5555

terminus's picture

ผมตอบต่อตรงนี้เลยแล้วกัน

อนุมูลอิสระ หรือ free radical เป็น อะไรก็ได้ อะตอม โมเลกุล ที่มี valence electron (อิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นนอกสุด) ไม่ครบคู่ และด้วยความที่มันไม่ครบคู่ พวก radical จึงว่องไวในการทำปฏิกิริยากับอะตอมหรือโมเลกุลอื่น มันแรดดิคัลสมชื่อเลย

ตามคำจำกัดความอนุมูลอิสระไม่จำเป็นต้องทำร้ายเซลล์ มันเป็นอะไรก็ได้ บางตัวก็มีหน้าที่ที่จำเป็นในระบบของร่างกาย ขึ้นกับว่ามันอยู่ที่ไหน, เมื่อไร, และมีปริมาณเท่าไร (เราจึงเห็นโฆษณาสินค้าเพื่อสุขภาพบางตัวโม้ว่า "xxx กินแล้วดีเพราะมีอนุมูลอิสระ" ขณะที่บางตัวก็จะโม้ว่า "yyy กินแล้วเยี่ยมเพราะมีสารต่อต้านอนุมูลอิสระ" --- ผมเดาส่วนใหญ่น่าจะเห็นโฆษณาสารต่อต้านอนุมูลอิสระมากกว่าสินะ เพราะคำว่า "อนุมูลอิสระ" ถูกทำให้เป็นผู้ร้ายไปแล้ว) แต่เวลาพูดในบริบทของชีววิทยาของความเสื่อมหรือความแก่ของเซลล์ (cellular senescence) อนุมูลอิสระมักจะหมายถึง Reactive Oxygen Species (ROS) ซึ่งเกิดจากกระบวนการเมตาบอลิซึมของเซลล์, การแตกตัวด้วยรังสีหรือสารเคมี เป็นต้น

เอาแบบเข้าใจง่ายสุดๆ ROS ก็คืออนุมูลอิสระที่มีออกซิเจนและอิเล็กตรอนตรงอะตอมออกซิเจนขาดคู่ ออกซิเจนชอบอิเล็กตรอนมาก ROS จึงหาทางปล้นอิเล็กตรอนจากสารอื่นตลอดเวลา พูดเป็นภาษาเคมีก็คือมันเป็นตัว oxidize (หากใครสนใจรายละเอียดทางด้านวิชาเคมีอาจจะต้องอ่านเรื่องปฏิกิริยา redox หรือ reduction-oxidation เพิ่มเติมนะครับ) หากเซลล์กำจัด ROS ไม่ทัน มันก็จะสะสมๆ และเริ่มโชว์ความแรดดิคัลของมันไปทั่วเซลล์

นักชีววิทยาจึงเรียกภาวะของเซลล์ที่เกิดจากการมี ROS (หรืออนุมูลอิสระอื่นที่ oxidize เก่งๆ) มากเกินไป ว่า "oxidative stress" และ DNA ก็เป็นแหล่งที่มีอิเล็กตรอนเหลือเฟือให้ ROS ปล้น นอกจาก DNA องค์ประกอบส่วนใหญ่ในเซลล์ก็ถูก ROS ปล้นอิเล็กตรอนได้ พอ ROS ไปแย่งอิเล็กตรอนจากตัวอื่นมาได้ ไอ้ตัวที่โดนแย่งก็จะแตกตัวเกิดเป็นอนุมูลอิสระขึ้นมาอีก (ส่วนใหญ่ก็เป็น ROS นั่นแหละ) วนวัฏจักรเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ นักชีววิทยาเชื่อว่าการสะสมของ ROS ภายในเซลล์นี่แหละเป็นสาเหตุที่ทำให้เซลล์เสื่อมสภาพและแก่ลง เหมือนเหล็กโดนสนิมกัดเซาะจากภายใน (ผมเปรียบเทียบว่าเป็น "สนิม" เพราะเอาเข้าจริง สนิมเหล็ก ก็คือ เหล็กที่ถูก oxidized โดยออกซิเจนเช่นกัน แต่ไม่ได้แปลว่าเซลล์ที่แก่จะต้องมีสนิมหรือคราบอะไรเกาะเหมือนเหล็กขึ้นสนิมนะ)

วิธีกำจัด ROS หรือ Oxididative stress ของเซลล์ก็ทำอย่างที่ในข่าวใบ้ไว้ให้แหละครับ คือเอาตัว antioxidant ไปสยบความแรดดิคัลของ ROS หลักการพวกนี้ทำหน้าที่เป็นเหมือน honeypot security ในระบบคอมพิวเตอร์นั่นแหละครับ เพราะเมื่อ antioxidant ทำปฏิกิริยากับ ROS ผลผลิตภัณฑ์ที่ได้มันจะไม่เกิดเป็นอนุมูลอิสระ ปฏิกิริยาจึงหยุดอยู่แค่นั้น ไม่เกิดเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ จากนั้นเซลล์จะกำจัดหรือเอาผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นไปทำอะไรก็อีกเรื่อง

a08's picture

โอ้ !! ขอบพระคุณมากเลยครับ ความรู้ปึ้กเลย ><
ไอดอลผมเลยแบบนี้ !! 55555

terminus's picture

ไม่หรอกครับ อันนี้พูดจริง ไม่ได้ถ่อมตัว ผมก็เปิด google กับ wikipedia มาตอบ ผมไม่ได้ถนัดสายนี้

thiaong's picture

อนุมูลอิสระในที่นี้ผมเดาว่าน่าจะเกิดในไมโตคอนเดรียจาก
กระบวนการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน เพื่อสร้างพลังงาน
หรือ electron transport chain ซึ่งให้ ATP กับร่างกาย
โดยจะสามารถเกิด superoxide ได้เป็นปกติอยู่แล้ว
อีกทั้ง SIRT3 localize อยู่ใน matrix ของไมโตคอนเดรียด้วยแล้ว

เซลล์ก็เหมือนรถคันนึง ไมโตคอนเดรียก็คือเครื่องยนต์
ที่ซื้อมาใหม่ๆการเผาไหม้ย่อมสมบูรณ์ แต่เมื่อแก่ตัวลง
การเผาไหม้ของเครื่องยนต์คงไม่สมบูรณ์ เจ้า SIRT3
อาจจะทำหน้าที่เป็นน้ำมันในการหล่อลื่น หรือตัวช่วยเผาไหม้ก็ได้ครับ
(mechanism จริงๆผมก็ไม่รู้เหมือนกัน = =")

mementototem's picture
  • ไม่แนะนำให้ใส่ emoticon ลงในเนื้อข่าวนะครับ
  • หลังไม้ยมก (ๆ) เว้นวรรคหนึ่งครั้ง ส่วนข้างหน้าเว้นก็ได้ไม่เว้นก็ได้ (แบบนี้: มันมีสีออกดำๆ อยู่ หรือ มันมีสีออกดำ ๆ อยู่)

ป.ล. เขียนดีขึ้นกว่าครั้งก่อน ๆ เยอะเลยครับ (ปรบมือ ๆ)

a08's picture

ขอบคุณที่ติดตาม และให้คำแนะนำเสมอมา ชครับ :D

AuDi80's picture

ลองหาเรื่องเกี่ยวกับ Homeostatis mechanism ( กลไกการรักษาสมดุลของร่างกาย ) ดูครับ มีเนื้อหาเกี่ยวกับเรื่องเหล่านี้ในเน็ตเยอะ ถ้าให้อธิบายในนี้เกรงว่าจะต้องใช้เนื้อที่หลายหน้าเพจ :D

PaPaSEK's picture

มีแต่น้ำตาหน้าเงือกกับน้ำตาจ่าโท เลือกกันเองนะครับ