Câu chuyện y học: Con người, đồng hồ của tạo hóa

Việt Nguyên

 

Giải Nobel Y Học năm 2017 về tay ba nhà khoa học Hoa Kỳ với công trình tiên phong nghiên cứu đồng hồ sinh học (biological clock) của cơ thể. Các công trình nghiên cứu này như ông Thomas Perlmann, thư ký ủy ban chấm giải, cho biết từ: “Biological clock” đã giúp giải thích các sinh vật, động vật, thực vật thích ứng hòa hợp như thế nào về phương diện sinh học để hòa đồng với những thay đổi của trái đất.

Kết quả của giải y học năm nay là một ngạc nhiên lớn, chính ông Robash, một trong ba người đoạt giải, đã thốt lên khi ông Perlmann báo tin: “Chắc ông nói đùa!” Ngạc nhiên vì tên của ba nhà khoa học Jeffery Hall, Michael Robash, và Michael Young không đứng hàng đầu trong danh sách được đề nghị giải Nobel. Vào thời điểm này các nghiên cứu y sinh học chú trọng vào các phương pháp chữa bệnh mới, tiền đổ vào phương pháp trị liệu miễn nhiễm (Immunno Therapy) trong chiến tranh chống ung thư hay CRISPR (phương pháp thay đổi gene [di thể], cách mạng trong việc chữa trị bệnh di truyền từ trong thời kỳ thai nhi, nhắm vào trung tâm tế bào ung thư, loại siêu vi trùng HIV ra khỏi cơ thể, loại các vi trùng tối độc ra khỏi cơ thể bằng cách ép chúng giết lẫn nhau). 

Các ông Hall và Robash (Đại Học Brandeis) và ông Young (Đại Học Rockefeller) đã tự nghiên cứu không nhận được tiền từ các công ty lớn hay quỹ của chính quyền. Các cuộc nghiên cứu của các ông từ năm 1984 về di thể điều hòa nhịp sinh học trong ruồi giấm (Fruit flies Drosophila có 60% di thể giống như di thể loài người) còn bị xem là theo đuổi mục đích vô ích vì không theo đuổi hai mục đích lớn của y học hiện nay: chữa ung thư và ngừa bệnh Alzheimer. Giải Nobel Y Học năm nay đi ngược chiều hướng y khoa hiện đại có lẽ như là một lời cảnh báo cho các trường đại học y khoa vì hiện nay các ngành khoa học căn bản đang ở vào thời kỳ khó khăn không được chú trọng, các ngành này chỉ được xem là bước đầu của sinh viên vào học y khoa.

Nhịp sinh học là chu kỳ thay đổi tự nhiên trong cơ thể từ chức năng hoạt động đến sinh hóa. Đồng hồ nằm trên não bộ giúp tinh thần và thể xác đáp ứng với bóng tối và ánh sáng. Các chức năng của cơ thể ăn, ngủ, thân nhiệt, kích thích tố, hoạt động, tỉnh thức, áp huyết v.v… gồm nhịp hàng ngày trong 24 giờ (circadian rythm), nhịp ngày và đêm, nhịp ngắn và nhịp dài hơn 24 giờ.

Nhịp sinh học thay đổi tùy người, tùy thời gian, trong giấc ngủ, có người tỉnh táo ngay sau khi thức dậy, có người tỉnh dậy đúng giờ mỗi ngày tùy đồng hồ báo thức trong cơ thể. Năm 1917, nhà tâm lý học nổi tiếng Edwin G Boring và vợ đã làm cuộc thí nghiệm đánh thức những người ngủ say để xem khi tỉnh dậy họ có biết là lúc mấy giờ?

Đa số người ngủ say phải mất đến 50 phút mới biết họ đang ở đâu, mấy giờ rồi? Tỉnh thức tùy vào giấc ngủ say hay mơ mơ màng màng, tùy thuộc vào bữa ăn tối nhiều hay ít, ăn có tiêu hay chậm tiêu (ngủ ít cảm thấy miệng đắng) tùy vào bọng đái đầy hay vơi, tùy vào tiếng gà gáy trong xóm hay tiếng xe hơi chạy ngoài đường… Ít người được như nhà tâm lý William James trong cuốn “Nguyên tắc tâm lý học” thức dậy đúng giờ đúng phút đêm này qua đêm khác, ngày này qua ngày khác. Chiếc đồng hồ sinh học nằm trong DNA của ông hoạt động điều hòa hơn người khác.

Trong 2,000 năm, các tư tưởng lớn của nhân loại vẫn tranh luận về bản chất của thời gian: Thời gian có hạn hay vô hạn, thời gian chảy xuôi như giòng sông hay như những hạt cát rơi xuống như trong đồng hồ cát (Hourglass) đồng hồ tính giờ ngày xưa. Thời gian tương đối, 400 năm trước Tây lịch, Plato đã suy nghĩ nhức đầu về chuyển động và ngừng “điều gì chuyển động thì chính là ngừng nghỉ, điều gì chúng ta tưởng là nghỉ thì lại chuyển động.” Không biết đến đồng hồ sinh học nhưng St. Augustine (thế kỷ 16) nói Thượng Đế đã tạo ra muôn loài nhưng chính chúng ta đã tạo ra thời gian. Hiện tại, tương lai, quá khứ do con người đặt ra. Thời gian của St. Augustine là thời gian tâm lý chứ không phải là thời gian vật lý. Thời gian tương đối qua thuyết Einstein và cho đến thế kỷ 19 con người vẫn bàn cãi “thời gian có thật không?”

Thời gian nằm trong di thể, trong tế bào và con người được cấu tạo từ tế bào. Con người, như nhà tâm lý Piaget nói, chỉ biết thời gian từ từ theo phát triển của tế bào. Đồng hồ sinh học giúp con người phân biệt thời gian, mấy tháng đầu trẻ em chỉ biết phân biệt lúc này hay không phải lúc này, đến 4 tuổi mới phân biệt được trước và sau. Từ 3 đến 4 tuổi trẻ không có trí nhớ rõ ràng.

Tháng Mười Một 1868, nhà thiên nhiên học người Anh Thomas Henry Huxley, người sáng lập nguyên tắc khoa học hiện đại, xem mô hình của thiên nhiên là cơ chế để giải thích cho những bộ máy nhân tạo được xem như là đồng hồ. Ông chưa nghĩ đến đồng hồ sinh học nhưng hiển nhiên ông đã xem con người như một đồng hồ do tạo hóa sáng chế. Giáo sư sử về khoa học và triết trường Stanford, bà Jessica Riskin ví con người như một đồng hồ không ngừng chạy (restless clock) nguyên tắc bắt đầu từ giữa thế kỷ thứ 17, nguồn gốc của tân khoa học (new science) một thế kỷ trước ông Huxley. Khoa cơ học tả thế giới như là một bộ máy của chiếc đồng hồ vĩ đại, các bộ phận được tạo ra bằng vật chất chuyển động nhờ những lực từ bên ngoài. Quan niệm này giải thích căn bản khoa học thiên nhiên có nguồn gốc thần học, với ông thần từ bên ngoài, một Thượng Đế siêu việt.

Nhà toán học người Đức Gottfried Leibniz (1646-1716) đồng thời là triết gia nổi tiếng là người đầu tiên ví đồng hồ với cơ thể con người: “Đồng hồ liên tục chuyển động giống như cơ thể con người.” Đồng hồ và các bộ máy do con người tạo ra thụ động còn con người và sinh vật theo Leibniz là những bộ máy tích cực không hoàn toàn thụ động bởi những lực từ bên ngoài Leibniz bác bỏ thuyết của Descartez, triết gia Pháp một thế kỷ trước xem con người và các sinh vật là bộ máy thiếu linh hồn, Leibniz cũng đả phá các triết gia phái Cartesian, các nhà vật lý đi theo con đường của Descartes, xem hai phần linh hồn và thể xác rời nhau. Đối với Leibniz, bộ máy con người nằm trong bộ máy tạo hóa, con người hòa đồng với vũ trụ. Sức sống (Vis Viva), danh từ của Leibniz, là lực có thật còn chuyển động không thật. Leibniz khi qua Trung Hoa đọc triết Trung Hoa đã ca ngợi Khổng Tử, Vis Via của Leibniz như Lý càn khôn, Lý uyên nguyên của vũ trụ, cái lẽ trời đất trong triết học Đông Phương.

Năm 1944 với Schrodinger nhà vật lý người Áo, nổi tiếng với vật lý lượng tử (Quantum Physics) xem con người là bộ máy, cơ chế sống động như đồng hồ. Chiếc đồng hồ của Schrodinger giống như căn bản triết của Leibniz, trật tự, cân bằng và hòa đồng. Đồng hồ này khác với con người là bộ máy, là đồng hồ của Aristotle (thế kỷ 4 trước Tây lịch) chuyển động với bắp thịt như lò xo. Đồng hồ của Schrodinger chuyển động nhờ di thể (gene) với hai loại phân tử ông gọi là thủy tinh, một hoạt động cá thể không theo chu kỳ (aperiod Crystal) khác với loại hoạt động theo chu kỳ lập đi lập lại (period Crystal).

Năm 1953, James Watson và Francis Crick tìm thấy cấu trúc DNA, di thể là thủy tinh không chu kỳ của Schrodinger.

Từ thế kỷ 16 các nhà hóa kim (alchemist) cũng như Steven Pincker hay nhắc đến Homunculus một con người nhỏ trong đầu chỉ huy con người, nay ba nhà khoa học Hall, Robash và Young đã chứng minh được gene nằm trong não bộ chỉ huy bộ máy sinh học của con người.

Năm 1990, ông Hall và Robash (Đại Học Brandeis) cùng viết luận án với sinh viên của các ông là Paul Hardin tìm ra gene kiểm soát nhịp hàng ngày ở con ruồi giấm, nhịp sinh học thay đổi trong thời kỳ 24 giờ. Di thể được đặt tên là PER (3 chữ đầu của chữ Period), nồng độ chất đạm PER tăng vào buổi tối, giảm vào ban ngày. Số lượng PER được kiểm soát bằng cơ chế phản hồi bốn năm sau, ông Young đại học Rockefeller khám phá ra gene không thời gian TIMELESS, di thể này liên kết hoat động với PER từ bào tương (Cytoplasm) cho đến nhân tế bào. Cơ chế hỗ tương cần phân hóa tố Doubletime tăng sự thoái hóa của PER, ngăn chận sự tích tụ của PER giúp đồng hồ sinh học chạy đúng giờ. Các gene khác như CLOCK và CYCLE cũng đóng phần điều chỉnh sản xuất PER và TIMELESS. Các loại chất đạm này tìm thấy trong ruồi giấm, người và các sinh vật khác.

Những khám phá về y sinh học của các ông Young, Hall và Rosbach sẽ đóng góp nhiều về sự chữa trị của các bệnh như bệnh tiểu đường không hoàn toàn dựa trên thực phẩm, đồ ăn, ăn kiêng cữ mà ăn lúc nào tùy chu trình sinh học của mỗi người. Chu kỳ sinh học ngày giờ cũng ảnh hưởng lên tác dụng điều trị cũng như tác dụng phụ của thuốc. Chu kỳ sinh học ảnh hưởng lên cá tính cũng như bệnh tật của những người phải làm ca đêm như y tá, bác sĩ phòng cấp cứu, đang làm ca đêm đổi sang ca ngày, lính cứu hỏa, nhân viên an ninh làm đêm v.v…

Chu kỳ sinh học điều khiển bởi gene trong não bộ do ông Trời sinh ra cho nên cá tính của ông tổng thống không ngủ, “tweet” vào 3 giờ sáng mỗi ngày, có lẽ chỉ có Trời thay đổi được? (Việt Nguyên)