ความลับของเซลล์ชรา

คำถามหนึ่งที่เกิดคือ การที่เซลล์แสดงอาการเหนื่อยล้าเกิดขึ้นกับเซลล์ในร่างกายของเราหรือไม่ ถ้าเกิดก็อาจใช้เป็นคำอธิบายได้ว่าทำไมเซลล์ที่แบ่งตัวเร็วจึงแก่เร็ว เช่น เซลล์ผิว-หนังและเซลล์ระบบภูมิคุ้มกันเป็นต้น แต่เหตุผลนี้นักชีววิทยายังไม่เชื่อเพราะเซลล์ผิวหนังและเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันมีประสิทธิภาพในการสร้างเซลล์ใหม่แทนที่เซลล์เก่าได้ดีมากและไม่เห็นว่าเซลล์ผิวหนังมีเซลล์เก่า ๆ สะสมอยู่ให้เห็นแต่อย่างใด

ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์พบว่าโมเลกุลชนิดหนึ่งซึ่งใช้เป็นดัชนีชี้บอกว่า เซลล์ใดเป็นเซลล์ชรา โมเลกุลดังกล่าวคือ เอนไซม์กาแล็กโตไซเดส (galactosidase) ในรูปซึ่ง ผิดปกติ โดยการใช้ดัชนีดังกล่าวนักวิจัยพบว่าในบุคคลอายุ 30 เศษ ๆ นั้นเกือบไม่มีเซลล์ชราเลย ผิดกับในบุคคลอายุ 70 หรือ 80 ซึ่งมีเซลล์ชราอยู่เป็นหย่อม ๆ ตามผิวหนังทั้งผิว-หนังแท้และผิวหนังกำพร้า

เซลล์ชราเหล่านี้มีโปรตีน ยีน และกระบวนการทางชีวเคมีบางอย่างที่เปลี่ยนไป โดยที่การเปลี่ยนเหล่านั้นสามารถทำให้เซลล์ที่ว่าเป็นอันตรายต่อเนื้อเยื่อปกติได้ ยกตัวอย่าง เช่น เซลล์ผิวหนังที่ชราจะสร้างเอนไซม์คอลลาจิเนส ซึ่งเป็นต้นเหตุทำให้ผิวหนังเหี่ยวย่น ขณะที่เซลล์ผนังหลอดเลือด ลำไส้ และอวัยะภายในจะหลั่งสารอินเตอร์ลูคิน 1 ซึ่งทำให้เกิดการอักเสบของเนื้อเยื่อเมื่อเซลล์นั้นแก่ตัวลง

ยีนซึ่งควบคุมการสร้างเอนไซม์ชื่อทีโลเมอเรส (telomerase) อันเป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ป้องกันมิให้ส่วนปลายของโครโมโซมหดสั้นลงอาจเป็นกุญแจสำคัญสำหรับไขประตูแห่งความเป็นอมตะก็ได้ ถึงแม้ว่าเซลล์ทุกเซลล์ภายในร่างกายของเรามียีนนี้อยู่ แต่ก็มีเซลล์เพียงไม่กี่เซลล์เท่านั้นที่เปิดไฟเขียวให้ยีนดังกล่าวทำงานได้ ยกเว้นเซลล์เนื้องอกที่เปิดไฟเขียวให้ยีนนี้ตลอดเวลา มีหลักฐานงานวิจัยที่แสดงให้เห็นว่า เอนไซม์ทีโลเมอเรสนี้ช่วยให้เซลล์เนื้องอกอยู่ยงคงกระพัน นักวิจัยเชื่อว่าสิ่งที่ทำให้เซลล์มะเร็งเกิดโทษกับร่างกายอาจเป็นสิ่งเดียวกับสิ่งที่ทำให้เซลล์ปกติอ่อนเยาว์ ด้วยเหตุผลเป็นอย่างนี้

เมื่อเซลล์แบ่งตัวครั้งแล้วครั้งเล่า เหตุการณ์อย่างหนึ่งที่เป็นผลจากการแบ่งเซลล์คือ ส่วนปลายของโครโมโซมเรียกว่า ทีโลเมียร์ จะเกิดการสึกกร่อนทีละน้อย จนที่สุดส่วน ดังกล่าวก็หลุดหายไปทิ้งให้โครโมโซมอยู่ในสภาพที่ไม่สามารถจำลองตัวได้อย่างที่เคยทำมาตลอดทุกครั้งที่เซลล์มีการแบ่งตัว ส่งผลให้ดีเอ็นเออยู่ในภาวะเสี่ยงอันตรายและสูญหายได้ โดยสรุป การสึกกร่อนของส่วนทีโลเมียร์เป็นคล้ายระเบิดเวลาที่ส่งเสียงติ๊ก ๆ อยู่ภายในเซลล์ เมื่อเกิดการระเบิดขึ้น เซลล์ที่ได้รับความเสียหายก็จำเป็นต้องแก่ตัวลงเพื่อจำกัดความเสียหาย

ในเซลล์บางชนิดเอนไซม์ทีโลเมอเรสทำหน้าที่เหมือนน้ำซึ่งทำให้ชนวนระเบิดเปียกอันเป็นการยุติการหดสั้นของทีโลเมียร์ลง ยกตัวอย่างเช่น สเปิร์มหรือเซลล์ตัวอสุจิ ไม่ว่าจะมีการแบ่งตัวกี่ครั้งกี่หนภายในลูกอัณฑะส่วน ปลายของโครโมโซมก็ไม่เคยหดสั้นลงเลย ทั้งนี้เพราะเอนไซม์ทีโลเมอเรสทำงานแข็งขันตลอดเวลา หลักฐานอีกประการหนึ่งที่บอกนับว่าเอนไซม์นี้น่าสนใจคือ ความที่เซลล์ของตัวอ่อน (embryo) ก็มีเอนไซม์ทีโลเมอเรสที่แข็งขันเช่นกัน ซึ่งก็สอดคล้องด้วยดีกับความจริงที่ว่าเซลล์ของตัวอ่อนแบ่งตัวกันอย่างมากมายในมดลูก ข้อมูลต่าง ๆ เหล่านี้ชี้ว่าอาจเป็นไปได้ที่เราสามารถยืดส่วนปลายของโครโมโซมให้ยาวขึ้นเพื่อทำให้เซลล์ที่มีอายุมากกลายเป็นเซลล์เด็กได้ นอกจากนี้นักวิจัยยังพบว่าโมเลกุลที่คล้ายดีเอ็นเอซึ่งช่วยให้ส่วนปลายของโครโมโซมในเซลล์มะเร็งยืดยาวขึ้น นักวิจัยจึงนำเซลล์มะเร็งมาผสมกับเซลล์ปกติเกิดเป็นเซลล์ลูกผสมซึ่งไม่เป็นเซลล์มะเร็ง แต่มีส่วนปลายของโครโมโซมที่ยาวกว่าเซลล์ปกติและมีอายุยืนเป็น 2 เท่าของเซลล์ปกติอีกด้วย

นักวิจัยผู้หนึ่งในกลุ่มลงความเห็นว่า ผลการทดลองยืนยันว่า ความยาวของส่วนปลายโครโมโซมคือนาฬิกาที่คอย "จับ" จำนวนครั้งของการแบ่งเซลล์ แต่นักชีววิทยายังไม่เชื่อง่าย ๆ จนกว่าจะมีใครสักคนค้นพบยีนของเอนไซม์ทีโลเมอเรสและใช้เทคนิคด้านพันธุวิศวกรรมทำการเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมให้หนูทดลองมีส่วนปลายโครโมโซมที่ยาวขึ้น เพื่อพิสูจน์ว่าหนูทดลองดังกล่าวมีอายุยืนยาวกว่าหนูปกติ

โดย วิลาส นิรันดร์สุขศิริ. "80 ยังสาว 90 ยังหนุ่ม", อัพเดท. ปีที่ 11 (131) : 66-73 ; พ.ค. 2540.