Các quá trình sinh học trong môi trường không trọng lượng diễn ra theo cách khác so với Trái đất, các cơ chế thích ứng trong cơ thể con người phải được xây dựng lại. Do đó, những người được sinh ra trong các chuyến du hành vũ trụ khó có thể sống bình thường trên Trái đất.
Các nhà khoa học Nga cố gắng tìm hiểu ở cấp độ phân tử liệu những thay đổi này có thể đảo ngược được hay không, và liệu con người có thể trở lại cuộc sống bình thường sau một chuyến bay dài vào không gian hay không.
Cuộc sống trong trạng thái không trọng lượng
Các yếu tố rủi ro chính trong không gian là bức xạ vũ trụ và môi trường không trọng lượng. Do quỹ đạo của Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) trùng với quỹ đạo tầm thấp, từ trường của Trái đất bảo vệ các nhà du hành vũ trụ khỏi bức xạ. Song, các nhà khoa học vẫn chưa tạo ra được trường hấp dẫn nhân tạo.
Những người được sinh ra trong các chuyến du hành vũ trụ khó có thể sống bình thường trên Trái đất. (Ảnh minh họa).
Sau khi bay lên quỹ đạo, nhiều phi hành gia phàn nàn về những cơn đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, mất phương hướng và giảm cảm giác thèm ăn. Đây là hội chứng thích ứng với không gian (SAS) hay còn gọi là bệnh vũ trụ, sau vài ngày mọi thứ sẽ biến mất. Nhưng họ còn gặp tình trạng teo cơ, khử khoáng xương, suy giảm thị lực và rối loạn tuần hoàn trong môi trường không trọng lượng.
Các phi hành gia mất tới 1,5% khối lượng xương mỗi tháng. Loãng xương chính là tình trạng cố hữu mà các phi hành gia luôn phải đối mặt khi thực hiện nhiệm vụ trong không gian suốt một thời gian dài.
Mật độ xương tiếp tục giảm ngay cả sau một năm sống trên trạm ISS. Các cơ cung cấp sự vừa khít của các đốt sống với nhau sẽ yếu đi, do đó, chiều cao của phi hành gia tăng thêm 3 đến 5 cm.
Khi đang bay trên quỹ đạo, phi hành gia không cảm thấy điều này. Các vấn đề nảy sinh sau khi trở về Trái đất. Trọng lực làm “bẹp dúm” các đốt sống gây đau nhức, mỗi cử động đều khó khăn. Và phi hành gia ở trong tình trạng không trọng lượng càng lâu, thì anh ta càng khó trở lại cuộc sống bình thường trên Trái đất.
Nhà du hành vũ trụ Oleg Kotov, Phó Giám đốc Khoa học của Viện Nghiên cứu các vấn đề y sinh học (IMBP) thuộc Viện Hàn lâm khoa học Nga, cho biết: "Phục hồi chức năng là một quá trình lâu dài. Giai đoạn cấp tính kéo dài hai tuần, tối đa là ba tuần. Sau 7-10 ngày, phi hành gia có thể sống ở nhà, làm những việc bình thường. Thời gian để hồi phục, để cơ thể hoàn toàn trở lại trạng thái sinh lý bình thường tùy thuộc vào các đặc điểm của từng cá nhân".
Protein có thể làm thay đổi hoạt tính sinh học
Các nhà khoa học vẫn chưa biết điều gì sẽ xảy ra với cơ thể con người sau vài năm trong không gian, liệu con người có thể hồi phục lại hoàn toàn hay không. Các nhà khoa học của IMBP đang nghiên cứu vấn đề này.
Ở cấp độ phân tử, quá trình thích nghi với bất kỳ điều kiện bên ngoài nào ảnh hưởng chủ yếu đến thành phần các protein được tổng hợp.
Trong khoảng 15 năm nay, các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm về protein của Viện IMBP, đứng đầu là Tiến sĩ Khoa học y tế, Giáo sư Irina Larina, đã nghiên cứu các protein có trong chất lỏng sinh học của các phi hành gia gồm: máu, nước tiểu, nước bọt, khí thở ra ngưng tụ.
Các nhà khoa học biết rõ mỗi loại protein có thể tác động như thế nào đối với cơ thể con người, nhờ đó họ có thể xác định quá trình nào bị ảnh hưởng. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tìm thấy các mục tiêu phân tử trong chuỗi biến đổi - những chất mà bằng cách tác động lên chúng, họ sẽ tìm cách ngăn chặn sự phá hủy xương và giảm khối lượng cơ bắp.
Định cư trong vũ trụ
Trong môi trường vi trọng lực (microgravimetry), các gen tổng hợp các protein giống nhau. Tuy nhiên, sau đó, theo các nhà khoa học, những thay đổi hóa học xảy ra, và điều này thường ảnh hưởng đến các chức năng. Chẳng hạn, các nhà khoa học nhận thấy rằng, trên quỹ đạo nhiều protein có dạng oxy hóa nhiều hơn.
Giáo sư Larina giải thích: “Ví dụ, nếu trước chuyến bay, một protein bị oxy hóa ở hai điểm, thì sau đó nó bị oxy hóa ở 10 điểm. Các phân tử giống nhau, nhưng có cấu trúc khác nhau, có nghĩa là chúng hoạt động theo cách khác nhau.
Nhiệm vụ của protein là để truyền tín hiệu đến nơi nó gắn kết với tế bào nhận. Nếu protein được gấp lại theo một cách khác, nó sẽ không truyền bất cứ thứ gì, hoặc sẽ truyền một tín hiệu khác".
Ở mỗi con người lớn lên trên Trái đất, các quá trình sinh học phục hồi khá nhanh sau chuyến bay vũ trụ, nhưng, các nhà khoa học vẫn chưa biết điều gì sẽ xảy ra với những người sinh ra trong không gian.
Thí nghiệm trên chuột cho thấy, trong không gian vũ trụ, việc thụ thai và mang thai ở động vật có vú diễn ra bình thường. Thí nghiệm cho ra đời các con chuột non khỏe mạnh.
Nếu bị bỏ lại trong không gian, chúng sẽ làm phát sinh những thế hệ mới sinh ra trong môi trường không trọng lực. Nhưng, chúng khó có thể quay trở lại sống trên Trái đất.
Trong tình trạng không trọng lượng, máu, giống như mọi thứ khác, giảm trọng lượng. Ở động vật sinh ra trong không gian, trái tim không có các cơ tim cần thiết để hoạt động trong điều kiện trọng trường, các mạch máu rất mỏng.
Do đó, nếu trong tương lai con người lên đường thực hiện chuyến bay dài liên hành tinh và trên trạm vũ trụ có gia đình đa thế hệ, thì đó sẽ là con người khác - con người vũ trụ.