Vì sao ngủ đông lại là chìa khóa để du hành vũ trụ?

Bên trong tàu vũ trụ, phi hành gia hẹn giờ và tự khóa mình bên trong khoang lạnh và chìm vào một giấc ngủ sâu sẽ đưa họ vượt hàng trăm năm mà không già đi. Một cảnh quen thuộc trong phim khoa học viễn tưởng nhưng liệu việc này có trở thành hiện thực?

​

Các nhà nghiên cứu quan tâm đến câu hỏi này đã bắt đầu với thế giới động vật nơi mà "ngủ đông" khá phổ biến, xảy ra trên 200 loài. Hãy lấy Sóc đất Bắc cực làm ví dụ, loài động vật này đào hang sâu dưới lớp băng và chìm vào trạng thái "ngủ đông", nhiệt độ cơ thể nó nhanh chóng giảm xuống chỉ còn -2.9 độ C.

​

Một số loài khác, như loài vượn cáo lùn đuôi béo chuẩn bị cho kì ngủ đông bằng bách nhồi nhét thức ăn và dự trữ phần lớn mỡ vào đuôi, tăng gấp đôi trọng lượng cơ thể. Sau kì ngủ đông, nó thức dậy với một thân hình mảnh dẻ.

​

Tại sao những động vật này lại ngủ đông?

Ngủ đông là rất cần thiết, đó là thủ thuật để sống sót qua mùa đông khắc nghiệt khi sự khan hiếm thức ăn và nước đe dọa tới sự sinh tồn. Trước đây, các chuyên gia tin rằng ngủ đông chỉ xảy ra ở môi trường hàn và ôn đới. Gần đây, họ đã khám phá ra những loài động vật ngủ đông ngay cả ở hoang mạc khô cằn và rừng nhiệt đới. Ngay khi quá trinh ngủ đông bắt đầu, nhịp tim của các loài động vật giảm còn 1 đến 3% so với thông thường, như là loài vượn cáo, nhịp tim thông thường từ xấp xỉ 180 nhịp / phút xuống còn khoảng 4 nhịp / phút. Nhịp thở cũng giảm xuống chỉ 1 nhịp mỗi 10 đến 21 phút. Và ở hầu hết động vật ngủ đông, không thải chất thải trong suốt quá trình ngủ.

​

Theo tìm hiểu của các nhà nghiên cứu, ngủ đông nhằm giảm tỷ lệ trao đổi chất và nhiệt độ cơ thể, khi ngủ đông não gần như không hoạt động, rơi vào trạng thái lờ đờ. Ngủ đông không phải là một giấc ngủ suốt mùa đông dài. Các loài động vật có thể ở trong trạng thái lờ đờ từ vài ngày đến 5 tuần. Sau đó, chúng hồi phục tỉ lệ trao đổi chất và nhiệt độ cơ thể bình thường trong khoảng 24 giờ, trước khi tiếp tục trở lại trạng thái lờ đờ. Lí do vì sao có hiện tượng thức dậy giữa quãng vẫn còn là một bí ẩn.

​

Cơ chế hoạt động của ngủ đông

Những thay đổi cơ thể trong quá trình ngủ đông này như ngủ trong 5 tuần hay nhiệt độ cơ thể giảm xuống gần như đóng băng sẽ là đòn chí tử đối với những loài không có khả ngủ đông như con người. Để tìm hiểu cách mà cơ chế ngủ đông hoạt động, các nhà nghiên cứu đã dồn sự chú ý sang hệ gen của các loài động vật. Nghiên cứu về loài sóc đất, gấu đen và vượn cáo đã chỉ ra rằng những động vật này có khả năng kích hoạt những gen kiểm soát sự chuyển hóa chất béo đúng vào lúc chúng cần sử dụng chất béo dự trữ như là nhiên liệu để tồn tại trong thời kì nhịn đói dài hạn. Và quan trọng là những hệ gen này được tìm thấy ở tất cả động vật có vú, nghĩa là các nhà khoa học có thể nghiên cứu loài ngủ đông để tìm ra cách kích hoạt chúng giúp ích cho con người.

​

Một ngày nào đó, sự "ngủ đông" ở người sẽ trở thành hiện thực. Và con cháu chúng ta sẽ thật ngạc nhiên khi biết rằng chìa khóa để du hành giữa các thiên hà hóa ra lại đến từ sóc đất, gấu đen hay vượn cáo.