Đồng hồ sinh học trong cơ thể bao trùm mọi khía cạnh của sức khỏe

Từ năm 2017, các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge (Anh) đã muốn tìm hiểu xem khoảng thời gian trong ngày có ảnh hưởng thế nào đến tốc độ phục hồi của các mô bị hư hỏng. Nên họ đã theo dõi các tế bào da được gọi là nguyên bào sợi.

Khi chúng ta bị thương, các tế bào nguyên bào sợi chính là những chiếc xe cứu hỏa di chuyển đến vùng bị ảnh hưởng. Chúng phun ra các protein phục hồi như collagen, giúp tái tạo những mô bị tổn thương. Nhưng để gọi được những chiếc xe cứu hỏa đến hiện trường, ta sẽ cần đến một protein khác có tên là actin. Nếu không có đủ actin, hoạt động "chữa cháy" của nguyên bào sợi sẽ bị suy yếu. Vấn đề quan trọng là nồng độ actin được quy định bởi thời gian sinh học. Giống như giờ giấc chúng ta đi làm, những tế bào da cũng là nô lệ của chu kỳ ngày đêm trên Trái Đất.

Để quan sát quá trình hoạt động của các tế bào đó, các nhà nghiên cứu đã nuôi nguyên bào sợi trong các đĩa petri. Sau khi các tế bào tạo thành một màng da nhân tạo, họ sẽ rạch rách chúng và quay phim lại quá trình hồi phục. Nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng khi màng tế bào bị thương tổn vào buổi đêm, quá trình hồi phục diễn ra chậm hơn so với ban ngày. Đó là vì tốc độ phản ứng của nguyên bào sợi thay đổi theo chu kỳ nồng độ actin.Các tác giả giải thích: “Điều này phù hợp với khả năng di chuyển của các tế bào để tiếp cận tới một vết thương mới, được xác định bởi trạng thái hoạt động actin, trong chu kỳ sinh học mà vết thương phát sinh”. Thí nghiệm trên những con chuột sống cũng cho thấy hiện tượng tương tự. Khi các nhà khoa học tạo ra vết thương trên da chúng vào ban ngày, khi những con chuột thức, vết thương sẽ lành nhanh hơn so với ban đêm, khi những con chuột ngủ.

Nhà sinh vật học phân tử John O'Neill, tác giả chính của nghiên cứu giải thích: “Chúng tôi tiếp tục quan sát thấy sự khác biệt gấp hai lần trong tốc độ chữa lành vết thương giữa ngày và đêm của cơ thể”. Ý tưởng tiếp theo là, liệu các nhà khoa học có thể khiến vết thương hồi phục nhanh hơn, bằng cách đánh lừa chiếc đồng hồ sinh học của chúng hay không?

Câu trả lời là có. Bằng cách bật đèn vào ban đêm, những con chuột đã thực sự hồi phục vết thương nhanh hơn. Và khi các nhà khoa học thêm một loại thuốc điều chỉnh nhịp sinh học bên trong các tế bào nuôi trên đĩa petri, chúng cũng chữa lành các tổn thương nhanh hơn. Các nhà nghiên cứu cho biết kết quả có thể được ứng dụng trong điều trị y khoa, chẳng hạn nó sẽ cho phép bác sĩ phẫu thuật sắp lịch mổ phù hợp với đồng hồ sinh học của bệnh nhân, giúp họ có được quãng thời gian hồi phục tối ưu nhất.

Quan sát từ thống kê trên những ca bệnh bỏng cho thấy, những bệnh nhân bị bỏng vào ban đêm mất một khoảng thời gian hồi phục dài hơn tới 60% so với bệnh nhân bị bỏng ban ngày. Khoảng thời gian ban đêm sinh học được xác định là từ 8 giờ tối đến 8 giờ sáng. Những bệnh nhân bị bỏng trong quãng thời gian ban đêm sinh học mất trung bình 28 ngày để hồi phục. Trong khi đó, những người bị bỏng vào ban ngày chỉ mất 17 ngày.

Đó là một sự khác biệt rất lớn, và rất đáng để chúng ta nghiên cứu tìm ra các phương pháp điều trị y tế mới, lợi dụng sự hoạt động của của nhịp sinh học. Bác sĩ hô hấp John Blaikley đến từ Đại học Manchester, một trong số các nhà nghiên cứu cho biết: “Khi chúng ta tìm ra được các loại thuốc mới, vấn đề không chỉ dừng lại ở đó, mà còn phải xác định sự hiệu quả của chúng thay đổi thế nào theo từng khoảng thời gian trong ngày”.

Đối với vấn đề tại sao chúng ta chữa lành những vết thương chậm hơn vào ban đêm, chưa có câu trả lời chắc chắn. Nhưng các nhà nghiên cứu suy đoán rằng nó có thể là một sự thích nghi trong quá trình tiến hóa: Chúng ta chữa lành các vết thương nhanh hơn trong ngày, vì ban ngày là lúc chúng ta vận động nhiều và có khả năng bị thương cao hơn.

Còn rất nhiều nghiên cứu cần phải làm trước khi có thể ứng dụng phát hiện mới, nhưng đó là bằng chứng mới nhất cho thấy quyền năng của chiếc đồng hồ sinh học trong cơ thể. Sự ảnh hưởng của nó bao trùm lên mọi khía cạnh của sức khỏe. Và đồng hồ sinh học thực sự sẽ thay đổi mọi thứ chúng ta đã biết về y học và sinh học.

Linh Đức