Lão hóa là một trong số những bí ẩn cơ bản về các quá trình sinh học của con người. Vậy nguyên nhân gì khiến cơ thể người hoạt động ngày càng chậm chạp, tế bào ngừng phân chia và các cơ quan trở thành nơi để bệnh tật phát triển? Không ai có câu trả lời chắc chắn cho những câu hỏi này, nhưng các nhà nghiên cứu thường đề xuất hai lý do chính, đó là những tổn thương tích tụ dần theo thời gian và lập trình di truyền.

Giả thuyết đầu tiên cho rằng cơ thể già đi do những tổn thương tích tụ trong các mô qua nhiều năm. Các chất thải tích tụ trong tế bào, hệ thống sao chép bị lỗi, cơ chế sửa chữa của tế bào dần bị hỏng và cơ thể hao mòn như một chiếc xe cũ.

Giả thuyết thứ hai cho rằng hiện tượng lão hóa do các gene của chúng ta điều khiển. Các gene đóng vai trò như đồng hồ phân tử bên trong cơ thể được thiết lập theo một thời gian biểu cụ thể cho từng loài. Bằng chứng ủng hộ lý thuyết này đến từ những nghiên cứu trên động vật. Các nhà khoa học có thể làm tăng tuổi thọ ở một số động vật bằng cách thay đổi chỉ một gene của chúng.

Quá trình lão hóa bắt đầu từ những đơn vị nhỏ nhất của cơ thể, đó là các tế bào. Một số cơ chế liên quan đến vấn đề này đang ngày càng trở nên rõ ràng hơn. Vào đầu thập niên 1960, nhà sinh vật Leonard Hayflick phát hiện các tế bào nuôi cấy chỉ phân chia trung bình 50 lần trước khi dừng lại – một con số được gọi là giới hạn Hayflick. Ngoại trừ tế bào gốc và tế bào ung thư, giới hạn này áp dụng cho tất cả các mô của con người.

Nhưng điều gì làm cho các tế bào hoạt động chậm lại và chết đi? Giới khoa học đã có một khám phá thú vị liên quan đến vai trò của telomere. Đây là các đoạn DNA bao phủ các đầu của nhiễm sắc thể, bảo vệ nhiễm sắc thể tránh khỏi bị hư hại và ngăn chúng kết hợp với các nhiễm sắc thể khác. Các nhà nghiên cứu nhận thấy mỗi khi một tế bào phân chia, khoảng 50 đến 100 nucleotide của telomere bị cắt bỏ. Khi telomere đạt đến độ dài tối thiểu, quá trình phân chia tế bào sẽ dừng lại hoàn toàn.

Phát hiện này được củng cố khi các nhà nghiên cứu tìm thấy telomerase, một loại enzyme trong các tế bào bất tử (immortal cell) – chẳng hạn như tế bào gốc – giúp sửa chữa các telomere sau mỗi lần phân chia. Enzyme này không ảnh hưởng đến các loại tế bào không phân chia, chẳng hạn như tế bào trong mô não và tim. Nhưng trong những tế bào phân chia, telomerase có thể thúc đẩy sự phát triển của ung thư.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu mối quan hệ giữa chiều dài telomere và các yếu tố môi trường. Họ nhận thấy những người có cuộc sống căng thẳng, ví dụ những người đàn ông Mỹ gốc Phi thường xuyên bị phân biệt chủng tộc, có telomere ngắn hơn mức trung bình.

Trong nghiên cứu trên một nhóm nhỏ tình nguyện viên, Dean Ornish và các cộng sự tại Đại học California, San Francisco (Mỹ) phát hiện những người áp dụng lối sống lành mạnh hơn – chẳng hạn như tập thể dục điều độ, duy trì chế độ ăn uống dựa trên thực vật và giảm căng thẳng – có chiều dài telomere tăng lên so với mức trung bình khoảng 10%. Mặc dù chúng ta cần nhiều nghiên cứu sâu hơn để xác nhận phát hiện này, nhưng đây là một trong những bằng chứng cho thấy chúng ta sẽ trẻ lâu hơn nếu tập luyện và ăn uống đúng cách, đồng thời luôn giữ tâm trạng vui vẻ.

Lão hóa ảnh hưởng đến gần như toàn bộ các hệ thống của cơ thể, bao gồm các giác quan, cơ quan tiêu hóa, hệ thống tim mạch, hệ thống miễn dịch, xương và cơ bắp. Thật thú vị, hệ thống thần kinh trung ương – não và tủy sống – là một trong những hệ thống ít bị ảnh hưởng nhất bởi tuổi tác.

Những thay đổi về xương và cơ ảnh hưởng đến cuộc sống hằng ngày của người lớn tuổi nhiều hơn bất kỳ điều gì khác. Trong độ tuổi từ 30 đến 60, mật độ xương giảm ở cả nam và nữ. Cơ bắp cũng thay đổi theo thời gian. Trong độ tuổi từ 30 đến 75, khoảng một nửa khối lượng cơ bắp của cơ thể biến mất, trong khi lượng chất béo tăng gấp đôi.

Tim, mạch máu và phổi là những cấu trúc bền vững, có khả năng hoạt động liên tục để con người duy trì một cuộc sống lâu dài. Thực tế là rất nhiều người lớn tuổi phát triển các vấn đề về tim và phổi chủ yếu là do ảnh hưởng của các yếu tố lối sống thay vì lão hóa tự nhiên, chẳng hạn như hút thuốc, béo phì và lười vận động.

Các hệ thống trong cơ thể thay đổi từng chút một theo thời gian. Các van và thành tim trở nên dày hơn và cứng hơn, khiến tim phải làm việc nhiều hơn để bơm máu. Thành động mạch cũng dày lên và cứng lại, có thể góp phần làm tăng huyết áp. Các mô phổi mất đi một số đặc tính đàn hồi khi cơ thể già đi. Quan trọng hơn, hệ thống miễn dịch của phổi bắt đầu bị phá vỡ theo tuổi tác. Bởi vì phổi liên tục phải tiếp xúc với vi sinh vật trong không khí khi con người người hít thở, cơ quan này trở nên dễ bị nhiễm trùng.

Điều mà những người già lo sợ nhất là chứng mất trí nhớ đi kèm với sự suy thoái của não bộ. Nhưng chứng mất trí nhớ không phải là một đặc điểm của quá trình lão hóa bình thường. Trên thực tế, bộ não khỏe mạnh vẫn hoạt động tốt ở tuổi già. Giống như phần còn lại của cơ thể, các mô não co lại một chút khi các tế bào chết đi và nó mất khoảng 10% trọng lượng khi con người về già. Tuy nhiên, sự suy giảm này của não ít gây ra tác động nghiêm trọng hơn so với nhiều cơ quan khác, bởi vì não có nhiều tế bào hơn mức cần thiết. Các tế bào thần kinh trong não cũng hình thành các kết nối mới khi các tế bào cũ chết đi, bởi vì đuôi gai của chúng mở rộng sang các tế bào vẫn còn sống.

Một số chất dẫn truyền thần kinh giảm theo tuổi tác và lưu lượng máu trong não cũng giảm xuống. Những thay đổi nhỏ này có thể ảnh hưởng đến trí nhớ ngắn hạn, khả năng nói trôi chảy và khả năng học tập, nhưng chúng không nhất thiết làm thay đổi đáng kể hoạt động trí tuệ.

Có lẽ những thay đổi đáng chú ý nhất đối với hệ thần kinh xảy ra ở các giác quan, đặc biệt là thị giác và thính giác. Viễn thị – tình trạng khi mắt không thể nhìn rõ các vật ở gần, nhưng lại có thể nhìn rất rõ các vật thể ở xa – là một trong số ít các đặc điểm gần như phổ biến của tuổi già. Bắt đầu ở độ tuổi từ 40 đến 50, đây là hậu quả của việc thủy tinh thể trong mắt bị cứng dần. Thính giác cũng kém đi một chút do ảnh hưởng của quá trình lão hóa thông thường và tổn thương lâu dài do tiếng ồn lớn.

Con người có thể sống vượt quá giới hạn sinh học của mình với những tiến bộ trong tương lai liên quan đến công nghệ nano. Những cỗ máy với kích thước nhỏ hơn 100 nanomet có thể di chuyển trong máu, hỗ trợ cơ thể ngăn ngừa lão hóa bằng cách sửa chữa những tổn thương tế bào. Công nghệ nano cũng giúp điều trị một số bệnh, bao gồm một số loại ung thư bằng cách loại bỏ các tế bào ung thư ra khỏi cơ thể, theo Đại học Melbourne (Australia).