Sự thụ tinh và trọng lực

ANH QUÝ (Theo First Science)

TTO - Trong các môi trường trọng lực bất thường, không chỉ toàn bộ cơ thể con người bị ảnh hưởng mà ngay cả các tế bào bé nhỏ như tinh trùng cũng thay đổi hành trạng theo sự biến đổi của trọng lực.

Phóng to

Ảnh chụp các tinh trùng trên trái đất

TTO - Trong các môi trường trọng lực bất thường, không chỉ toàn bộ cơ thể con người bị ảnh hưởng mà ngay cả các tế bào bé nhỏ như tinh trùng cũng thay đổi hành trạng theo sự biến đổi của trọng lực.

Năm 1988, nhà khoa học Đức U. Engelmann đã đưa tinh trùng của loài bò lên không gian để khảo sát tác động của trọng lực lên chuyển động của tinh trùng. Kết quả thật bất ngờ: các tinh trùng chuyển động nhanh hơn trong môi trường không trọng lực.

Tuy nhiên, kết quả không dừng lại ở việc quan sát hiện tượng ở cấp độ tế bào. Joseph Tash, một nhà vật lý tại đại học Kansas đã chứng tỏ trọng lực thực sự tác động đến các quá trình sinh hóa của tinh trùng.

Việc di chuyển của tinh trùng bắt đầu bằng quá trình oxy hóa phospho, biến đổi một enzym và thay đổi chức năng của một protein trong tinh bào. Sự biến đổi hóa học này sẽ giúp tinh trùng thực hiện các cử động. Trong điều kiện trọng lực ở trái đất, quá trình cử động của tinh trùng bị ngăn chặn hoặc biến đổi khi một protein có tên gọi phosphatase được kích hoạt.

Qua quan sát trên tinh trùng của loài nhím biển được NASA đưa lên không gian năm 1997, Tash phát hiện enzym kích họat protein phosphatase không hoạt động theo chu kỳ trên trái đất và có lẽ nhờ vậy mà tinh trùng di chuyển nhanh hơn.

Tuy nhiên, để kết luận việc thụ tinh sẽ diễn ra dễ dàng hơn trên không gian thì toàn bộ các quá trình cử động của tinh trùng phải được xem xét. Do mỗi cử động của tinh trùng đều bị chi phối bởi một loại enzym nên nếu một enzym bị tác động thì phản ứng dây chuyền là khó tránh khỏi.

Tash cũng đã thực hiện nghiên cứu quá trình hoạt động của tinh trùng trong điều kiện trọng lực mạnh hơn ở trái đất. Kết quả cho thấy các tinh trùng bắt đầu cử động chậm lại trong điều kiện trọng lực mạnh hơn trái đất 1,3 lần và khả năng thụ tinh giảm 50%. Nguyên nhân gây ra hiện tượng này cũng là các biến đổi trong quá trình oxi hóa phospho, kích hoạt các enzym.

Vậy trọng lực làm cách nào để tác động đến những vật thể có khối lượng nhỏ như tinh trùng, tế bào và thậm chí các phân tử protein? Câu trả lời vẫn còn bỏ ngỏ, nhưng theo Tash, bộ khung sườn của tế bào có lẽ sẽ chứa đựng câu trả lời và ông đang tiếp tục nghiên cứu tác động của trọng lực lên các phản ứng sinh hóa thông qua bộ khung tế bào.