Không trọng lượng ảnh hưởng đến tinh trùng như thế nào?

Khi tàu vũ trụ cất cánh, trọng lực tăng lên rất nhiều.

Trong vũ trụ, mọi thứ đều khác. Con người ngủ sấp mặt. Khí nóng không bốc lên cao. Nước sôi không sủi bọt. Xương yếu đi, cơ teo lại và một cái hắt hơi thông thường có thể làm bạn bắn tít ra xa... Nay, khoa học lại bổ sung thêm một mục mới trong danh sách những thứ sẽ biến đổi đó: tinh trùng.

Joseph Tash, một nhà sinh lý học tại Trung tâm y tế của ĐH Kansas, Mỹ, nhận định, trong môi trường gần như không trọng lượng, tinh trùng thể hiện rất khác so với khi ở trên trái đất. Liệu những thay đổi này có hỗ trợ cho việc thụ thai hay không, ông chưa biết. Nhưng Tash cho biết là rõ ràng, khi ở ngoài trái đất, sự thụ tinh của người, động vật và thậm chí cả thực vật đều bị ảnh hưởng đáng kể.

Vấn đề này lần đầu tiên được chú ý tới khi U. Engelmann, nhà nghiên cứu Đức, gửi mẫu tinh trùng lên một tên lửa của Cơ quan Vũ trụ châu Âu. Ông phát hiện rằng những tế bào nhỏ bé này dường như di chuyển nhanh hơn trong trường hấp dẫn yếu. Đây có vẻ là một tin vui cho quá trình thụ thai, vì quá trình này có liên quan chặt chẽ tới tốc độ của tinh trùng. Có lẽ trong vũ trụ, việc tạo ra trẻ em sẽ dễ dàng hơn chăng!

Nhưng nay, Tash cho biết điều này không đơn giản như thế.

Tinh trùng chạy nhanh hơn trong lực hấp dẫn yếu

Sự chuyển động của tinh trùng được bắt đầu bằng quá trình phosphoryl hóa (một phản ứng hóa học thường được tế bào sử dụng để kiểm soát hoạt động của chính nó). Trong quá trình này, một enzyme sẽ thay đổi chức năng của một protein trong tế bào, kích hoạt cho một chuỗi hoạt động, chẳng hạn, hành động quẫy đuôi để đẩy tinh trùng về phía trước.

1. Siêu trọng lực (+G): Giảm khả năng thụ tinh và giảm cường độ vận động của tinh trùng. 2. Trọng lực bình thường (1G): Tinh trùng chuyển động và thụ tinh bình thường. 3. Lực hấp dẫn cực nhỏ (-G): Tăng vận động của tinh trùng, nhưng khả năng thụ tinh chưa rõ.

Trên trái đất, quá trình chuyển động của tinh trùng bị dừng lại hoặc hãm bớt khi một enzyme khác, được gọi protein phosphatase, hoạt động. Nhưng trong trạng thái hấp dẫn yếu, ông Tash nhận thấy rằng enzyme thứ hai này không thực hiện tốt nhiệm vụ của mình.

Mặc dù kết quả trên có thể lý giải tại sao tinh trùng chuyển động nhanh hơn trong vũ trụ, nhưng nó không đồng nghĩa với việc thụ tinh sẽ dễ dàng hơn. Nghiên cứu được Tash thực hiện trên hai chuyến bay STS-81 và STS-84 của tàu con thoi, trong những lần cập trạm Mir trước đây.

Ảnh trên: Tác động của trọng lực lên sự vận động và khả năng thụ tinh của tinh trùng trong 3 thời điểm: Tàu vũ trụ xuất phát (+G), trên trái đất (1G) và trong quỹ đạo (-G).

Và chậm hơn trong trạng thái siêu trọng lực

Gần đây, Tash tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của siêu trọng lực (lực hút lớn hơn nhiều so với bình thường) tới tinh trùng. Với một kính hiển vi ly tâm, ông đã kiểm tra hoạt động của các tinh trùng nhím biển trong điều kiện lực hấp dẫn là 5 G (lớn gấp 5 lần lực hấp dẫn trên trái đất). Kết quả là các tinh trùng trở nên kém linh hoạt hơn, và trong tình huống này, khả năng thụ tinh giảm đi 50%.

Đây là một bằng chứng đáng ngạc nhiên vì những sinh thể cực nhỏ như tinh trùng cũng có thể chịu ảnh hưởng của trọng lực. Điều đó có nghĩa là trọng lực còn có thể tác động tới những vật thậm chí nhỏ hơn nữa, như các “sỏi thăng bằng” trong thân cây.

Các nhà khoa học hy vọng rằng, với việc khám phá khả năng sinh sản của nhiều loài sinh vật trong vũ trụ, như người, động và thực vật, họ sẽ tìm ra những bí ẩn của tình trạng không trọng lượng, phục vụ cho các chuyến bay dài ngày của con người đi chinh phục các hành tinh.

B.H. (theo NASA)