Nyctalus noctula là một trong những loài dơi ngủ đông. Ảnh: EUNIS
Một giải pháp tiềm năng để du hành vũ trụ là ngủ đông bởi giới khoa học cho rằng cách này có thể giúp phi hành gia chịu được chuyến bay dài ngày giữa các vì sao. NASA đã tìm hiểu ý tưởng đó suốt nhiều năm, thậm chí nghiên cứu mô hình ngủ đông của sóc đất Bắc Cực. Tuy nhiên, nghiên cứu công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences của một nhóm chuyên gia Đức, đứng đầu là Gerald Kerth ở Đại học Greifswald, tập trung vào loài dơi để khám phá khả năng ngủ đông hiệu quả, Interesting Engineering hôm 27/11 đưa tin.
Kerth và cộng sự nghiên cứu vai trò của erythrocyte, một loại tế bào hồng cầu đặc biệt, trong quá trình ngủ đông. Họ tiến hành phân tích tổng quát với erythrocyte lấy từ cả dơi ngủ đông (Nyctalus noctula) và dơi không ngủ đông (Rousettus aegypticus), cũng như mẫu vật máu người. Việc hiểu rõ những tế bào máu này điều chỉnh thế nào trong suốt quá trình ngủ đông rất quan trọng, bởi động vật ngủ đông vẫn cần vận chuyển oxy tới các mô ngay cả khi nhiệt độ cơ thể giảm đáng kể.
Nhóm nghiên cứu nhận thấy tế bào máu biến đổi hình dáng để phản ứng trước thay đổi về áp suất và kích thước mạch máu. Điều này thôi thúc họ tìm hiểu liệu điều kiện cực hạn trong khi ngủ đông có thể kích hoạt thay đổi ở tế bào máu hay không. Kết quả là họ phát hiện khi nhiệt độ bên trong của các loài ngủ đông giảm từ 37,2 xuống khoảng 22,8 độ C, cấu trúc erythrocyte của tất cả loài được kiểm tra đều có sự biến đổi lớn. Tế bào trở nên kém co giãn và nhớt hơn, hé lộ thích nghi sinh lý để bảo tồn năng lượng trong điều kiện lạnh.
Nghiên cứu cũng cho thấy một khác biệt chủ chốt. Trong khi erythrocyte ở dơi tiếp tục biến đổi ở điều kiện nhiệt độ xuống tới 10 độ C, tế bào máu của con người phản ứng chững lại. Phát hiện chứng tỏ dơi sở hữu thích nghi độc đáo cho phép chúng chịu đựng môi trường lạnh cực hạn, đặc điểm có thể khai thác cho những ứng dụng tiềm năng ở người.
Ngủ đông là chiến thuật sinh học chủ chốt đối với nhiều động vật có vú, cho phép chúng bảo tồn năng lượng và sống sót khi đối mặt với tài nguyên khan hiếm. Nếu con người muốn du hành tới những ngôi sao lân cận như Proxima Centauri cách 4,24 năm ánh sáng, ngay cả ở tốc độ gần bằng vận tốc ánh sáng, chuyến đi có thể kéo dài hàng thập kỷ. Do đó, ngủ đông có thể cần thiết đối với nhiệm vụ không gian trong tương lai.
Trong khi ứng dụng ngủ đông vào du hành không gian là mục tiêu dài hạn, kết quả nghiên cứu có thể tạo ra cuộc cách mạng trong y khoa. Các nhà khoa học tin rằng hiểu rõ cách điều khiển đặc điểm cơ học của hồng cầu giúp tối ưu hóa sự tuần hoàn của dược phẩm.
An Khang (Theo Interesting Engineering)
