Chuột chũi không lông có thể sống sót trong điều kiện không có oxy và nó thực sự kỳ lạ

Chúng bắt đầu bằng việc trao đổi chất như thực vật.

Những con chuột chuỗi không lông ( Heterocephalus glaber ) chưa bao giờ là động vật có vú thông thường nhất – sinh vật có vỏ thượng vị có khả năng đề kháng với ung thư , có thể sống sót gần 20 phút mà không có oxy, và chỉ vừa đủ cảm thấy đau .

Tuy nhiên, các nghiên cứu mới đã cho thấy rằng chúng thậm chí còn kỳ lạ hơn các nhà khoa học đã từng tưởng tượng.

Một nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng khi những sinh vật kỳ lạ này ở trong điều kiện không có oxy, quá trình trao đổi chất của chúng giống với thực vật hơn là động vật có vú. Một cách nghiêm túc, đây là quá trình của tự nhiên ư?

Không giống như tất cả các động vật có vú khác, khi các tế bào não của chuột chũi thiếu oxy, chúng không hết năng lượng và chết.

Thực tế, những con chuột này thường có thể sống sót trong 5 giờ ở mức oxy thấp đến nỗi con người sẽ chết trong vài phút, và nghiên cứu gần đây nhất cho thấy chúng có thể chịu đựng được 18 phút thiếu oxy bằng cách rơi vào trạng thái thực vật. Chuột bình thường thiếu oxy chết sau khoảng 20 giây. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng những con chuột chũi không lông thường tiết kiệm năng lượng bằng cách làm chậm chuyển động của chúng, làm giảm tốc độ hô hấp và làm chậm nhịp đập của tim. Chúng là những động vật có vú duy nhất được biết đến có thể sống sót qua thí nghiệm này.

Nhưng trong một thời gian dài, các nhà khoa học đã bối rối về cách những con chuột chũi không lông có thể sống sót qua những điều kiện trên một mức độ tế bào mà không gây ra thiệt hại lâu dài – thường là thiếu oxy gây ra sự tích tụ các chất chuyển hóa có hại và tế bào não chết đi.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu cho rằng họ đã có câu trả lời.

Thay vì tồn tại dựa trên một hệ thống sinh hóa sử dụng glucozơ, và phụ thuộc vào oxy, một con chuột chũi không lông khi bị mất oxy, nó chuyển đổi sự trao đổi chất của nó để các tế bào não của nó bắt đầu đốt fructose cho năng lượng thay vì glucose. Fructose có thể biến thành năng lượng kị khí – có nghĩa là nó không cần có oxy để bị phân cắt tạo năng lượng tế bào. Cho đến nay, con đường kị khí người ta cứ tưởng chỉ có ở thực vật. “Đây là sự khám phá đáng chú ý mới nhất về Chuột chũi không lông – một động vật có vú máu lạnh sống thọ hơn các loài gặm nhấm khác, hiếm khi bị ung thư, và không có nhiều loại thương tổn” nhóm nghiên cứu Thomas Park nói từ Đại học Illinois ở Chicago. Nhóm nghiên cứu cho thấy các động vật có vú này vẫn tiếp tục chuyển hóa fructose trong trạng thái này cho đến khi oxy trở nên sẵn có, giữ cho tế bào não của chúng còn sống mà không có oxy. Tại thời điểm đó, chúng nhún vai và di chuyển như thể nếu không có gì xảy ra. Đáng chú ý, có vẻ như chúng không chịu tổn thương gì.

Các nhà khoa học tin rằng con chuột chũi không lông thường thích nghi theo cách này để sống sót trong các hang ổ quá đông đúc và không thoáng khí – có thể lên đến 100 con chuột chũi không lông thường trú cùng nhau để giữ ấm.

Chuột chũi không lông – Thomas Park/ UIC

Park nói: “Giống chuột chũi không lông đã sắp xếp lại một cấu trúc cơ bản của sự trao đổi chất để làm cho nó có khả năng chịu được điều kiện oxy thấp” .

Để tìm ra điều này, các nhà nghiên cứu đã tiếp xúc chuột chũi không lông với điều kiện oxy thấp và tìm thấy một lượng fructose tăng lên trong máu của chúng.

Các loài động vật có vú khác có thể chuyển hóa fructose trong ruột của chúng, nhưng nhóm nghiên cứu cho thấy, ở loài chuột này, fructose còn được bơm vào tế bào não trong khi đó, fructose chỉ được tìm thấy trong ruột của các động vật có vú khác.

Tiếp theo, khi fructose được cung cấp trực tiếp vào bộ não và trái tim chuột chũi không lông, các cơ quan này có thể sống sót bằng cách sử dụng fructose như năng lượng, thậm chí không có sự có mặt của oxy. Dưới điều kiện tương tự, trái tim và bộ não chuột bình thường chết.

Đáng ngạc nhiên là trái tim chuột chũi không lông hoạt động tốt với fructose như với glucose, cho thấy phương thức chuyển hóa này hoạt động trơn tru như những phương thức trao đổi chất khác của nó. Nghiên cứu này không chỉ quan trọng vì nó tiết lộ thêm về những điều mới lạ trong sinh học ở sinh vật này. Nó cũng làm dấy lên những câu hỏi về việc tế bào người có thể sống sót nếu không có oxy. Một trong những nhà nghiên cứu Gary Lewin thuộc Trung tâm Y học phân tử Max Delbrück thuộc Hiệp hội Helmholtz cho biết : “Những bệnh nhân bị nhồi máu hoặc đột quỵ gặp phải những tổn thương không thể chữa trị chỉ sau vài phút bị thiếu oxy .

“Theo lý thuyết, có rất ít những thay đổi để cần thiết áp dụng chuyển hóa bất thường này.” Nếu tế bào người có thể sắp xếp lại quá trình trao đổi chất của chúng theo cách này, các cơ quan quan trọng có thể được cứu sống khi xảy ra đột quỵ or hoặc nhồi máu.

Gần đây, những con chuột chũi không lông cũng tiết lộ thêm về cách chúng không cảm thấy quá đau đớn, theo các nhà khoa học nghĩ rằng có thể giúp họ phát triển phương pháp điều trị giảm đau tốt hơn ở người. Chúng ta hãy đón chào những chú chuột có bộ da kỳ lạ này.

Hoài Thu
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Science .

Facebook Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *