Cơ thể cần tế bào tự chết vì đó là cách nó gọt dáng cho mình, loại bỏ tế bào hỏng và tế bào bị nhiễm mầm bệnh một cách gọn gàng, không gây viêm. Quá trình này gọi là chết theo chương trình: tế bào nhận tín hiệu, tự tháo rời từ bên trong rồi được dọn đi. Khi cơ chế ấy trục trặc, tế bào đáng lẽ phải chết lại sống sót, và đó là một bước trên con đường dẫn tới ung thư.
Chào bạn, đây là Nhà Sinh Học. Nghe tế bào tự chết thì có vẻ buồn, nhưng thật ra nó là một trong những phát minh tinh tế nhất của sự sống đa bào. Tập này mình kể vì sao cái chết đúng lúc lại là điều kiện để sống.
Bàn tay em bé từng có màng như chân vịt
Ở những tuần đầu trong bụng mẹ, bàn tay phôi thai trông như một mái chèo, các ngón được nối với nhau bằng mô. Sau đó, các tế bào ở phần mô giữa các ngón nhận tín hiệu và tự chết đồng loạt. Phần mô ấy biến mất, năm ngón tay tách rời.
Ở vịt, phần mô này được giữ lại nhiều hơn, nên chân vịt có màng. Khác biệt không nằm ở chỗ vịt có thêm thứ gì, mà ở chỗ tế bào nào được lệnh chết và tế bào nào được giữ lại.
Con nòng nọc cũng vậy. Khi biến thành ếch, cái đuôi không rụng ra mà được tiêu biến dần, phần lớn nhờ các tế bào trong đuôi tự chết theo tín hiệu hormone.
Hệ thần kinh khi đang phát triển cũng tạo ra nhiều tế bào thần kinh hơn mức cần, rồi để những tế bào không kết nối được chết đi. Cơ thể được tạc ra không chỉ bằng thêm vào mà còn bằng bớt đi.
Chết gọn gàng khác chết vì tai nạn
Các nhà sinh học phân biệt hai kiểu chết của tế bào. Kiểu thứ nhất là hoại tử, xảy ra khi tế bào bị tổn thương đột ngột như bỏng, va đập, thiếu máu nuôi. Tế bào phình lên, vỡ ra, đổ chất bên trong ra ngoài và kích hoạt phản ứng viêm, gây sưng đỏ đau.
Kiểu thứ hai là chết theo chương trình. Tế bào co lại, cắt nhỏ vật chất di truyền của mình, đóng gói thành những túi nhỏ có màng bọc. Các tế bào dọn dẹp nhận ra tín hiệu mời dọn dẹp trên bề mặt các túi đó và dọn sạch, không gây viêm.
Hình ảnh dễ nhớ là một bên như căn nhà đổ sập giữa phố, một bên như một gia đình dọn nhà, đóng thùng gọn gàng để xe rác chở đi.
Từ chuyên môn gốc Hy Lạp của hiện tượng này gợi hình những chiếc lá rụng khỏi cành. Cái tên nói đúng tinh thần: đến lúc thì rời đi, nhẹ nhàng, không làm phiền ai.
Con giun nhỏ mở ra cả một ngành nghiên cứu
Phần lớn hiểu biết ban đầu về cơ chế gen điều khiển việc tế bào tự chết đến từ một con giun tròn nhỏ xíu, dài khoảng một milimét, trong suốt. Vì trong suốt, các nhà nghiên cứu theo dõi được từng tế bào của nó từ trứng tới trưởng thành.
Họ phát hiện ra rằng trong quá trình phát triển của con giun lưỡng tính này, có đúng một trăm ba mươi mốt tế bào luôn chết đi ở những vị trí và thời điểm xác định. Không phải ngẫu nhiên, mà như được lập trình sẵn.
Từ con giun ấy, các nhà khoa học tìm ra những gen ra lệnh chết và gen ngăn cái chết, rồi thấy những gen tương tự có ở người. Các công trình này được trao giải Nobel Y học năm hai nghìn lẻ hai.
Đây là một bài học hay về khoa học cơ bản: nghiên cứu một con giun tưởng vô dụng lại soi sáng cơ chế bệnh ung thư ở người.
Khi tế bào không chịu chết: liên hệ với ung thư
Mỗi ngày, tế bào trong cơ thể chịu những tổn thương nhỏ ở vật chất di truyền. Phần lớn được sửa. Nếu hỏng quá nặng, một hệ thống canh gác sẽ ra lệnh cho tế bào tự huỷ để không truyền lỗi cho tế bào con.
Một trong những protein canh gác nổi tiếng nhất thường được gọi là người canh giữ bộ gen. Ở nhiều loại ung thư, gen tạo ra protein này bị hỏng. Tế bào mất người canh gác, mang lỗi mà vẫn sống, vẫn chia.
Ung thư là kết quả của nhiều lỗi cộng lại, và né được lệnh tự chết là một trong những bước quan trọng. Một số hướng điều trị hiện nay tìm cách đánh thức lại cơ chế tự chết trong tế bào ung thư.
Đây là phần giải thích cơ chế. Mọi câu hỏi về chẩn đoán hay điều trị ung thư cụ thể cần được bác sĩ chuyên khoa ung bướu trả lời.
Tế bào tự chết để bảo vệ cả cơ thể
Khi một tế bào bị virus xâm nhập, nó có thể tự kích hoạt cái chết của mình để virus không còn chỗ nhân lên. Nếu nó không làm vậy, một số tế bào miễn dịch sẽ nhận ra và ra lệnh cho nó tự chết.
Trong tuyến ức, nơi các tế bào miễn dịch được huấn luyện, những tế bào có xu hướng tấn công chính cơ thể sẽ bị loại bằng chết theo chương trình. Nhờ vậy hệ miễn dịch phân biệt được ta và lạ.
Mỗi ngày, cơ thể người trưởng thành loại bỏ rất nhiều tế bào theo cách này mà bạn không hề cảm thấy, song song với việc tạo ra tế bào mới. Một cơ thể khoẻ là một trạng thái cân bằng giữa sinh và tử ở cấp tế bào.
Lần tới nhìn bàn tay mình, bạn thử nghĩ khoảng trống giữa hai ngón tay là nơi từng có những tế bào đã lặng lẽ rời đi đúng lúc.
Câu hỏi thường gặp
Tế bào da bong ra có phải chết theo chương trình không?
Lớp tế bào ngoài cùng của da trải qua một kiểu chết có kiểm soát riêng, tạo thành lớp sừng bảo vệ rồi bong ra. Đây là quá trình được lập trình, dù cơ chế không hoàn toàn giống kiểu chết theo chương trình kinh điển.
Vì sao chân vịt có màng mà chân gà thì không?
Ở phôi vịt, tín hiệu cho mô giữa các ngón tự chết bị kìm lại nhiều hơn, nên màng được giữ. Ở phôi gà, mô này chết đi và các ngón tách rời.
Chết theo chương trình quá nhiều thì sao?
Nếu tế bào chết nhiều hơn mức cần, mô có thể bị teo hoặc mất chức năng. Một số bệnh thoái hoá thần kinh được cho là có liên quan tới việc tế bào thần kinh chết quá mức, đây vẫn là lĩnh vực đang nghiên cứu.
Hoại tử có nguy hiểm hơn chết theo chương trình không?
Hoại tử gây viêm và thường đi kèm tổn thương mô, như vết bỏng hay vùng thiếu máu nuôi. Vết thương có dấu hiệu hoại tử, đổi màu đen, có mùi lạ cần được bác sĩ khám ngay.
Thực vật có tế bào tự chết không?
Có. Khi bị nấm bệnh tấn công, cây có thể cho các tế bào quanh chỗ nhiễm tự chết để tạo một vùng chết khô chặn đường lan của mầm bệnh. Những chấm nâu nhỏ trên lá đôi khi chính là dấu vết của cách tự vệ này.
