Nghiên cứu khoa học: Thiếu hụt catalase và hoạt tính chống oxy hóa dẫn đến tóc bạc sớm

Tên tiếng Anh: Premature Graying as a Consequence of Compromised Antioxidant Activity in Hair Bulb Melanocytes and Their Precursors

Nơi xuất bản: PLOS ONE

Số xuất bản: 9(4), e93589

Ngày xuất bản: 02/04/2014

Mã định danh tài liệu DOI: 10.1371/journal.pone.0093589

Link tài liệu: journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0093589

---

Tóc bạc sớm (khởi phát trước 25 tuổi) từ lâu được xem là hệ quả của stress oxy hóa, nhưng bằng chứng trực tiếp trên mô người vẫn còn hạn chế. Một nghiên cứu so sánh cặp (tóc bạc và tóc có sắc tố lấy trên cùng một người) đăng trên PLOS ONE đã đo lường cụ thể mức độ suy giảm của catalase – enzyme chống oxy hóa chủ lực giúp phân giải hydrogen peroxide (H2O2) – trong nang tóc bạc. Kết quả cho thấy catalase suy giảm rất mạnh ở cả vùng bulb (gốc nang tóc, nơi tế bào sắc tố trưởng thành hoạt động) lẫn vùng giữa nang tóc (nơi chứa tế bào tiền thân sắc tố), hé lộ cơ chế vì sao khả năng tạo hắc tố melanin bị mất đi khi tóc chuyển bạc.

---

Nghiên cứu thực hiện trên 9 bệnh nhân người Trung Quốc dưới 25 tuổi bị tóc bạc sớm (premature graying) – độ tuổi được xem là mốc chẩn đoán bạc tóc sớm ở người châu Á. Từ mỗi bệnh nhân, các nhà nghiên cứu thu thập đồng thời cả sợi tóc bạc (mất sắc tố) và sợi tóc còn sắc tố bình thường mọc cạnh nhau trên cùng da đầu, giúp loại trừ khác biệt về tuổi, giới tính, gen nền hay môi trường sống giữa hai nhóm so sánh.

Đây là thiết kế so sánh cặp (paired, nội-đối chứng): mẫu tóc bạc của một người đóng vai trò nhóm khảo sát, mẫu tóc có sắc tố của chính người đó đóng vai trò nhóm đối chứng. Cả hai nhóm mẫu được tách riêng phần bulb (gốc nang tóc) và phần giữa nang tóc (outer root sheath vùng bulge, nơi chứa tế bào tiền thân sắc tố) để phân tích độc lập.

– Nhóm khảo sát: mẫu nang tóc bạc (unpigmented hair follicle)

– Nhóm đối chứng: mẫu nang tóc có sắc tố (pigmented hair follicle) lấy từ cùng người

Mức độ biểu hiện gen của catalase, SOD, GPX1 được đo bằng qRT-PCR array; lượng protein catalase được định lượng bằng Western blot; hoạt tính catalase được đo bằng kit phân tích quang phổ (spectrophotometric assay); khả năng trung hòa gốc hydroxyl tự do được đo bằng kỹ thuật spin trapping ESR. Đồng thời, biểu hiện các gen điều hòa tạo hắc tố (TYR, TYRP1, MITF, PAX3, POMC) cũng được khảo sát trên cả hai nhóm mẫu.

So với tóc còn sắc tố, nang tóc bạc cho thấy mức suy giảm catalase rõ rệt ở cả hai vị trí khảo sát:

– Suy yếu xảy ra ở cả hai loại tế bào: không chỉ tế bào sắc tố trưởng thành ở vùng bulb mà cả tế bào tiền thân sắc tố chưa trưởng thành ở vùng bulge cũng bị ảnh hưởng, cho thấy quá trình mất khả năng chống oxy hóa diễn ra sớm, trước cả khi sợi tóc chuyển bạc hoàn toàn.

– Hệ quả tích lũy gốc tự do: khi catalase suy giảm, khả năng phân giải H2O2 kém đi khiến gốc hydroxyl – một dạng gốc oxy hóa gây hại mạnh – tích lũy trong nang tóc, gây tổn thương thêm cho bộ máy tạo hắc tố.

– Mức độ an toàn: đây là nghiên cứu quan sát – đo lường sinh học trên mẫu mô đã lấy, không phải thử nghiệm can thiệp nên không ghi nhận tác dụng phụ liên quan đến thao tác nghiên cứu trên người tham gia.

Nghiên cứu cung cấp bằng chứng định lượng trực tiếp trên mô người cho thấy thiếu hụt catalase và suy yếu hoạt tính chống oxy hóa là một cơ chế cốt lõi đứng sau hiện tượng tóc bạc sớm, ảnh hưởng đồng thời đến cả tế bào sắc tố trưởng thành và tế bào tiền thân. Phát hiện này củng cố hướng tiếp cận chăm sóc tóc tập trung vào bảo vệ và hỗ trợ hoạt tính catalase, kiểm soát stress oxy hóa tại da đầu như một chiến lược hỗ trợ làm chậm quá trình bạc tóc sớm.

---

Catalase là enzyme giúp phân giải hydrogen peroxide (H2O2) – chất oxy hóa hình thành tự nhiên trong quá trình chuyển hóa tế bào. Theo nghiên cứu, khi catalase suy giảm mạnh (tới 44 lần ở vùng bulb), H2O2 và các gốc hydroxyl không được trung hòa kịp thời sẽ tích lũy, gây tổn thương tế bào sắc tố và làm giảm mạnh biểu hiện các gen tạo hắc tố, khiến tóc mất sắc tố và chuyển bạc.

Không. Đây là nghiên cứu quan sát về cơ chế sinh học, không phải thử nghiệm đánh giá một phương pháp điều trị cụ thể. Tóc bạc sớm có thể liên quan đến nhiều yếu tố khác (di truyền, bệnh lý tuyến giáp, thiếu vi chất…), vì vậy người gặp tình trạng bạc tóc sớm nên tham khảo ý kiến bác sĩ da liễu để được đánh giá và tư vấn phù hợp.

Theo nghiên cứu, suy giảm catalase và hoạt tính chống oxy hóa được ghi nhận ở cả tế bào sắc tố trưởng thành (vùng bulb) lẫn tế bào tiền thân sắc tố (vùng bulge) – tức xảy ra từ khá sớm trong quá trình hình thành tóc bạc, không chỉ ở giai đoạn tóc đã mất sắc tố hoàn toàn.

Có. Nghiên cứu chỉ thu thập và phân tích mẫu tóc/nang tóc đã có sẵn trên da đầu người tham gia bằng các kỹ thuật xét nghiệm trong phòng thí nghiệm (qRT-PCR, Western blot, đo hoạt tính enzyme, ESR), không can thiệp thuốc hay quy trình điều trị nào, nên không ghi nhận rủi ro liên quan đến can thiệp y khoa.