Cá mú vằn có thể giúp con người đến được sao Hỏa hay không?

Một dự án gần đây có liên quan đến cá mú vằn (do các nhà nghiên cứu tại Queens University Belfast dẫn đầu) đang tìm hiểu cách làm thế nào một hình thức giảm hoạt động trao đổi chất có thể cung cấp các hiệu ứng bảo vệ vô hình mà có thể được con người sử dụng trên tuyến đường đến sao Hỏa.

Cá mú vằn thường xuyên được sử dụng trong nghiên cứu y học vì chúng có chung 70% gen của con người và nhiều đặc điểm sinh lý giống với chúng ta. Chúng cũng có khả năng duy trì thấp hơn so với động vật có vú như chuột

Được gọi là trạng thái ngưng hoạt động (ngủ đông là một ví dụ), đó là trạng thái được tìm thấy ở nhiều loài như một phương tiện để bảo vệ chúng chống lại thời kỳ khan hiếm thức ăn và khi nhiệt độ môi trường thấp. Các nhà nghiên cứu tin rằng việc tái tạo chế độ ngủ đông nhờ đó có thể bảo vệ các phi hành gia chống lại những điều kiện khắc nghiệt của chuyến bay bay vào vũ trụ, bao gồm những thách thức như sự phơi nhiễm bức xạ, sự hao mòn xương và cơ, lão hóa sớm và các vấn đề về mạch máu.

“NASA có kế hoạch quay trở lại Mặt trăng và lên sao Hỏa trong những năm sắp tới. Những tiến bộ công nghệ gần đây đã làm cho việc du hành vũ trụ trở nên dễ dàng tiếp cận hơn, tuy nhiên, du hành vũ trụ trong thời gian dài gây ra bất lợi không ngờ tới đối với sức khỏe con người,” Giáo sư Gary Hardiman - nhà nghiên cứu đến từ Viện An ninh Lương thực Toàn cầu (IGFS) tại Queen cho biết trong một thông cáo báo chí.

Nếu con người có thể tái tạo mô hình ngủ đông tương tự mà chúng ta đã quan sát thấy ở cá mú vằn thì điều đó có thể làm tăng cơ hội biến con người thành một loài du hành không gian (du hành vũ trụ).

“Chúng tôi bắt đầu xác định xem liệu việc kích ứng trạng thái ngưng hoạt động có phải là một biện pháp đối phó khả thi đối với tác hại của chuyến bay vũ trụ hay không. Nếu con người có thể tái tạo mô hình ngủ đông tương tự mà chúng ta đã quan sát thấy ở cá mú vằn thì điều đó có thể làm gia tăng cơ hội biến con người trở thành một loài du hành vũ trụ. Ví dụ, liệu pháp ngủ đông sẽ dẫn đến suy giảm chức năng não, giảm căng thẳng tâm lý. Sự thay đổi trong quá trình trao đổi chất của chúng sẽ khiến chúng ngừng đòi hỏi thức ăn, oxy hoặc nước và có khả năng nó sẽ bảo vệ cơ bắp của chúng khỏi bị hao mòn do tác động của bức xạ và môi trường vi trọng lực,” ông cho biết thêm.

Để tiến hành cuộc nghiên cứu của mình, các nhà nghiên cứu đã cho cá mú vằn tiếp xúc với mức độ phóng xạ tương tự như những gì sẽ trải qua trong chuyến hành trình kéo dài 6 tháng tới sao Hỏa. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng điều này gây ra các dấu hiệu của ứng kích oxy hóa (một sự mất cân bằng giữa sự sản xuất và hoạt động của các hình thái oxy hoạt tính và khả năng của cơ thể sống trong việc khử các chất trung gian hoạt tính cao hay sửa chữa nhưng hư hại do các chất này gây ra), tín hiệu kích thích tố (hormone) do căng thẳng và sự ngắt quãng chu kỳ tế bào trong cơ thể cá mú vằn.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã kích thích trạng thái ngưng hoạt động ở nhóm cá mú vằn thứ hai, nhóm cá mú vằn thứ hai sau đó được tiếp xúc với cùng một liều lượng bức xạ và phân tích các kiểu biểu hiện gen của chúng để đánh giá tác dụng bảo vệ trong trạng thái ngưng hoạt động thể chất hoặc tinh thần được kích thích này.

Kết quả đã cho thấy rằng trạng thái ngưng hoạt động đã làm giảm tỷ lệ trao đổi chất trong cơ thể cá mú vằn và tạo ra hiệu ứng kháng bức xạ, bảo vệ chúng chống lại tác hại của bức xạ.

Thomas Cahill - nghiên cứu sinh tiến sĩ từ IGFS cho biết: “Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng trong khi được kích thích trạng thái ngưng hoạt động, cá mú vằn đã chỉ ra rằng sự giảm quá trình trao đổi chất và nồng độ oxy trong tế bào thúc đẩy ít ứng kích oxy hóa hơn và khả năng kháng bức xạ cao hơn.

"Những hiểu biết này về cách làm thế nào để việc giảm tỷ lệ trao đổi chất có thể bảo vệ khỏi sự phơi nhiễm bức xạ và có thể giúp con người đạt được trạng thái ngủ đông tương tự, đo lường thiệt hại mà họ hiện phải đối mặt trong suốt hành trình bay vào vũ trụ."

Nghiên cứu đã được công bố dưới tiêu đề Kích ứng trạng thái ngưng hoạt động như một biện pháp đối phó với sự phơi nhiễm bức xạ liều thấp trong mô hình cá mú vằn trên tạp chí MDPI Cells.