Nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học McGill (Canada) thực hiện cho thấy, quá trình lão hóa làm suy giảm hoạt động của tế bào Purkinje, một loại tế bào thần kinh đóng vai trò trung tâm trong tiểu não, khu vực kiểm soát sự phối hợp vận động, thăng bằng và độ chính xác của các chuyển động.
Các nhà nghiên cứu đã xác định được một sự thay đổi cụ thể trong các tế bào thần kinh tiểu não, có thể là nguyên nhân gây ra sự suy giảm khả năng giữ thăng bằng và phối hợp do tuổi tác. (Ảnh: Stock)
Theo Eviatar Fields, nghiên cứu sinh tiến sĩ thuộc Chương trình Khoa học Thần kinh Tích hợp của Đại học McGill và là tác giả chính của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã lần đầu tiên chứng minh được mối liên hệ trực tiếp giữa sự suy giảm hoạt động của tế bào Purkinje với các biểu hiện thường gặp ở tuổi già như đi lại chậm hơn, giữ thăng bằng kém và phối hợp vận động suy giảm.
"Nghiên cứu của chúng tôi mở ra những hướng đi mới để phát triển các liệu pháp có thể ngăn ngừa hoặc làm chậm quá trình lão hóa vận động. Điều này mang lại hy vọng kéo dài tuổi thọ khỏe mạnh, đồng thời cải thiện chất lượng cuộc sống và khả năng tự lập của người cao tuổi", Fields cho biết.
Các nhà khoa học cũng nhận định phát hiện này có thể hỗ trợ các chương trình y tế nhằm giảm nguy cơ té ngã ở người lớn tuổi, đồng thời giúp làm sáng tỏ những thay đổi tương tự trong não ở bệnh Alzheimer và các bệnh thoái hóa thần kinh khác.
Quá trình lão hóa làm chậm hoạt động của các tế bào điều khiển vận động
Tế bào Purkinje có nhiệm vụ tiếp nhận thông tin cảm giác và tín hiệu từ cơ thể, sau đó truyền các tín hiệu điều chỉnh để đảm bảo các cử động diễn ra chính xác và nhịp nhàng. Khác với nhiều loại tế bào thần kinh khác, chúng còn có khả năng tự tạo ra các xung điện.
Để tìm hiểu tác động của tuổi tác lên những tế bào này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trên chuột ở nhiều độ tuổi khác nhau, từ chuột trưởng thành hai tháng tuổi đến chuột già từ 18–24 tháng tuổi.
Kết quả cho thấy chuột già có khả năng vận động kém hơn rõ rệt. Chúng gặp nhiều khó khăn khi đi trên thanh ngang hẹp hoặc giữ thăng bằng trên thiết bị Rotarod, bài kiểm tra thường dùng để đánh giá khả năng phối hợp vận động.
Khi phân tích hoạt động của tế bào Purkinje, các nhà khoa học phát hiện những tế bào này ở chuột già phát ra xung điện với tần suất thấp hơn đáng kể so với chuột trẻ.
Điều chỉnh hoạt động tế bào thần kinh giúp cải thiện khả năng vận động
Để xác định liệu sự suy giảm hoạt động của tế bào Purkinje có thực sự là nguyên nhân dẫn đến giảm khả năng vận động hay không, nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ di truyền DREADD. Công cụ này cho phép các nhà khoa học chủ động tăng hoặc giảm hoạt động của tế bào thần kinh theo ý muốn.
Khi làm giảm hoạt động của tế bào Purkinje ở chuột trẻ để mô phỏng tình trạng lão hóa, những con chuột này nhanh chóng mất thăng bằng và rơi khỏi thiết bị Rotarod sớm hơn bình thường.
Ngược lại, khi kích thích để tăng hoạt động của tế bào Purkinje ở chuột già, khả năng giữ thăng bằng và phối hợp vận động của chúng được cải thiện rõ rệt.
"Chúng tôi đã chứng minh rằng tốc độ phát xung của tế bào Purkinje giảm theo tuổi tác và khi khôi phục hoạt động của chúng, khả năng phối hợp vận động cũng được cải thiện. Điều này cho thấy những thay đổi ở các tế bào này đóng vai trò trực tiếp trong quá trình suy giảm vận động do lão hóa", Fields cho biết.
Trong một thí nghiệm khác, các nhà nghiên cứu huấn luyện chuột kéo một sợi dây dài khoảng một mét để nhận phần thưởng là ngũ cốc.
Chuột già mắc nhiều lỗi hơn đáng kể so với chuột trẻ trong quá trình thực hiện nhiệm vụ. Tuy nhiên, sau khi hoạt động của tế bào Purkinje được tăng cường, số lỗi của chúng giảm xuống rõ rệt, cho thấy khả năng phối hợp vận động đã được cải thiện.
Giáo sư Alanna Watt, đồng tác giả nghiên cứu, cho rằng việc nghiên cứu sâu hơn về khả năng phối hợp vận động là rất cần thiết trong bối cảnh dân số ngày càng già hóa.
"Bất chấp tầm quan trọng của nó, khả năng phối hợp vận động vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ trong lĩnh vực lão hóa. Khi khả năng này suy giảm, nguy cơ té ngã sẽ tăng lên đáng kể, kéo theo nhiều hậu quả nghiêm trọng đối với sức khỏe và chất lượng cuộc sống của người cao tuổi", bà nhấn mạnh.
