Từ thời nguyên thủy, khi con người còn nhiều lông hơn so với con người ngày nay. Phản ứng nổi da gà sẽ giúp chúng ta ấm lên.
Phản ứng nổi da gà giờ đây không thực sự giúp ích cho con người vì chúng ta hầu như không còn lông. Các nhà khoa học đã tự hỏi tại sao ngày nay phản ứng này vẫn tồn tại khi sự tiến hóa nên đã loại bỏ tác dụng của nó từ lâu. Vì vậy, trong nghiên cứu mới, nhà khoa học của Đại học Harvard đã điều tra những gì đang diễn ra ở cấp độ tế bào, để tìm ra những lợi ích khác mà nó có thể mang lại.
Được công bố trên tạp chí Cell, những phát hiện này ở chuột giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về cách các loại tế bào khác nhau tương tác để liên kết hoạt động của tế bào gốc với những thay đổi trong môi trường bên ngoài.
Phó giáo sư, Tiến sĩ Ya-Chieh Hsu, Khoa tế bào gốc và sinh học tái tạo, Đại học Harvard, người đứng đầu nghiên cứu đã hợp tác với Giáo sư Sung-Jan Lin của Đại học Quốc gia Đài Loan thực hiện nghiên cứu này.
Bên dưới da, cơ co lại để tạo ra sự nổi da gà nhằm kết nối dây thần kinh giao cảm với các tế bào gốc nang lông. Các dây thần kinh giao cảm phản ứng với nhiệt độ lạnh bằng cách co thắt cơ và gây ra nổi da gà trong thời gian ngắn, cũng như thúc đẩy kích hoạt tế bào gốc nang lông và mọc tóc mới về lâu dài.
"Da là một hệ thống hấp dẫn, nó có nhiều tế bào gốc được bao quanh bởi các loại tế bào khác nhau. Da nằm ở giữa cơ thể chúng ta và thế giới bên ngoài. Do đó, các tế bào gốc của nó có khả năng đáp ứng với một loạt các kích thích khác nhau trong cơ thể hoặc cả môi trường bên ngoài", cô Ya-Chieh Hsu nói.
"Trong nghiên cứu này, chúng tôi xác định da không chỉ điều chỉnh các tế bào gốc ở trạng thái ổn định mà còn điều chỉnh các hành vi của tế bào gốc theo sự thay đổi nhiệt độ bên ngoài", cô nói thêm.
Trước đây, các nhà khoa học đã biết đến mối liên hệ giữa dây thần kinh giao cảm và cơ bắp, vì chúng là cơ sở tế bào đằng sau sự nổi da gà: các tế bào thần kinh giao cảm với thời tiết lạnh gửi tín hiệu thần kinh, và cơ phản ứng bằng cách co lại và khiến tóc dựng đứng.
Tuy nhiên, khi kiểm tra da dưới độ phân giải cực cao bằng kính hiển vi điện tử, các nhà nghiên cứu phát hiện ra dây thần kinh giao cảm không chỉ liên kết với cơ mà còn hình thành một kết nối trực tiếp với các tế bào gốc nang lông. Trên thực tế, các sợi thần kinh quấn quanh các tế bào gốc nang lông như một dải ruy băng.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu xác nhận dây thần kinh thực sự nhắm vào các tế bào gốc. Hệ thống thần kinh giao cảm thường được kích hoạt ở mức thấp không đổi để duy trì sự cân bằng trong cơ thể. Và các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng mức độ hoạt động thần kinh thấp này đã duy trì các tế bào gốc ở trạng thái sẵn sàng để tái tạo.
Khi bị lạnh kéo dài, dây thần kinh được kích hoạt ở mức cao hơn nhiều và nhiều chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng, khiến các tế bào gốc kích hoạt nhanh chóng, tái tạo nang tóc và mọc tóc mới.
Hiểu phản ứng nổi da gà để nghiên cứu tái tạo mô
Ngoài việc nghiên cứu nang lông ở trạng thái hình thành đầy đủ của nó, các nhà nghiên cứu đã điều tra cách thức hệ thống nang lông phát triển.
Nang lông đang phát triển tiết ra một loại protein điều chỉnh sự hình thành của cơ trơn, sau đó thu hút các dây thần kinh giao cảm. Tác động trở lại, các dây thần kinh và cơ cùng nhau điều chỉnh các tế bào gốc nang lông để tái tạo nang tóc mới.
Với những thí nghiệm này, các nhà nghiên cứu đã xác định một hệ thống hai thành phần điều chỉnh các tế bào gốc nang lông. Dây thần kinh là thành phần tín hiệu kích hoạt các tế bào gốc thông qua các chất dẫn truyền thần kinh, trong khi cơ là thành phần cấu trúc cho phép các sợi thần kinh kết nối trực tiếp với tế bào gốc nang lông.
Từ đó, các nhà khoa học có thể điều chỉnh các tế bào gốc nang lông theo nhiều cách khác nhau và đây là những mô hình tuyệt vời để nghiên cứu tái tạo mô.
Phản ứng đặc biệt này rất hữu ích cho việc tái tạo mô với những thay đổi trong thế giới bên ngoài như nhiệt độ. Đó là một phản hồi hai lớp: Nổi da gà là một cách nhanh chóng để cung cấp các hỗ trợ trong thời gian ngắn. Nhưng khi cái lạnh kéo dài, điều này trở thành một cơ chế tốt đẹp cho các tế bào gốc biết rằng có lẽ đã đến lúc tái tạo bộ lông mới.
Trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ khám phá thêm về cách môi trường bên ngoài có thể ảnh hưởng đến các tế bào gốc trong da để áp dụng trong các tình huống như chữa lành vết thương.
"Chúng ta sống trong một môi trường thay đổi liên tục. Vì da luôn tiếp xúc với thế giới bên ngoài, nó cho chúng ta cơ hội nghiên cứu cơ chế nào mà tế bào gốc trong cơ thể chúng ta sử dụng để tích hợp sản xuất mô. Điều này cần thiết cho con người phát triển trong thế giới năng động này", cô Hsu nói.
