Vì sao chuột chết sớm hơn người? Khám phá mới về một loại đồng hồ sinh học

Một giảng viên nha khoa Đại học New York đã khám phá một đồng hồ sinh học liên kết giữa sự phát triển của răng với những quá trình trao đổi chất khác. Đồng hồ này, hay nhịp sinh học, điều khiển nhiều chức năng trao đổi chất và được dựa vào nhịp hoạt động hàng ngày của cơ thể, một chu kỳ 24 giờ rất quan trọng trong việc quyết định các mẫu hoạt động ăn uống, ngủ nghỉ, tái tạo tế bào và các hoạt động sinh học khác ở loài có vú.

Nhịp điệu mới được khám phá này, cũng tương tự như nhịp hàng ngày, bắt nguồn từ vùng não điều khiển thân nhiệt, đói, khát…, một vùng của não có chức năng như trung tâm điều khiển chính của hệ thần kinh tự trị. Tuy nhiên, không như nhịp hàng ngày, đồng hồ này khác nhau ở những sinh vật khác nhau, ví dụ như chu kỳ ngắn ở loài nhỏ và dài hơn ở những vật lớn hơn. Cụ thể, chuột có chu kỳ 1 ngày, vượn 6 ngày và người 8 ngày.

Giảng viên nha khoa Đại học New York, Tiến sĩ Timothy Bromage, đã phát hiện ra nhịp điệu này khi quan sát vòng sinh trưởng trên lớp men răng, có hình dạng gần giống như các vòng hàng năm trên một thân cây. Ông cũng quan sát được mẫu tăng trưởng liên quan trong mô xương, lần đầu tiên nhịp điệu sinhh trưởng như thế được quan sát trên xương.

Ảnh 3 chiều một mảnh xương đùi người cho thấy các đường tăng trưởng tương ứng với nhịp điệu sinh học có chu kỳ lặp lại sau mỗi 8 ngày. Lỗ đen phía trên là mạch máu. (Ảnh: Tiến sĩ Tim. Bromage)

Báo cáo phát hiện của mình tại buổi họp thường niên lần thứ 37 của Hội nghiên cứu nha khoa Mỹ, Bromage phát biểu “Nhịp điệu sinh học điều khiển sự tăng trưởng răng và xương cũng ảnh hưởng lên cỡ xương, vóc người và những tiến trình trao đổi chất, bao gồm cả nhịp tim và nhịp thở. Thực ra, nhịp điệu này ảnh hưởng nhịp sống chung của một sinh vật và tuổi đời của sinh vật đó. Vì vậy, một con chuột có thời gian phát triển xương và răng bằng 1/8 của người thì sống nhanh hơn và chết sớm hơn."

Con người là loài có nhiều khác biệt nhất trong nhịp sống tăng trưởng lâu dài này, một số người có chu kỳ 5 ngày còn người khác lại lên đến 10 ngày. Vì thế, người có khác biệt về kích cỡ cơ thể nhiều nhất trong số các loài động vật có vú.

Các công trình nghiên cứu trong tương lai sẽ đánh giá liệu có mối liên hệ nào giữa nhịp tăng trưởng chậm hơn và rối loạn tăng trưởng không. Vì hệ thần kinh tự trị điều khiển hành vi của con người, các công trình nghiên cứu trong tương lai cũng sẽ đánh giá liệu nhịp tăng trưởng có liên quan đến những khác biệt hành vi của con người hay không.