Il pesce zebra condivide gran parte del codice genetico con gli esseri umani. E ha un modello di sonno che lo protegge dai pesanti effetti di un viaggio spaziale a lunghissimo raggio
PUBBLICITÀPeriodi prolungati di tempo nello spazio sono punitivi per il corpo umano.
Gli astronauti che hanno sopportato i voli spaziali hanno tutti sperimentato effetti negativi dal viaggio; dalla perdita di massa corporea e muscoli alla ridistribuzione dei fluidi corporei alla testa, che mette pressione sugli occhi causando problemi alla vista.
Livelli più alti di radiazioni nello spazio possono anche danneggiare il cuore, causare il restringimento o l'indurimento delle arterie e, infine, malattie cardiache.
Quindi, come possono gli esseri umani sopravvivere al viaggio di 480 milioni di km verso il Pianeta Rosso senza rischiare di morire o, per lo meno, di ferirsi in modo permanente?
Un team di scienziati della Queen's University Belfast crede di avere la risposta grazie a una vera celebrità dei negozi di animali: il pesce zebra.
Simili attitudini al sonno
"La NASA prevede di tornare sulla Luna e poi su Marte nei prossimi anni", ha detto il professor Gary Hardiman, ricercatore dell'Institute for Global Food Security (IGFS) della Queen's e autore senior di un nuovo studio pubblicato sulla rivista MDPI Cells.
"I recenti progressi tecnologici hanno reso i viaggi nello spazio più accessibili, tuttavia, i viaggi spaziali a lungo termine sono incredibilmente dannosi per la salute umana".
Una vasta ricerca negli ultimi anni ha scoperto che il pesce zebra condivide più del 70% del suo codice genetico con gli esseri umani, rendendolo un alleato chiave degli scienziati che cercano di trovare il modo migliore per combattere una serie di malattie umane.
Uno studio del 2019 pubblicato sulla rivista Nature - che ha richiesto 10 anni agli scienziati per essere completato - ha anche identificato modelli di sonno nei piccoli cervelli dei pesci zebra che erano simili all'attività cerebrale degli esseri umani mentre dormono.
Ma una caratteristica del pesce zebra che ha attirato l'attenzione del team di ricercatori di Hardiman alla Queen's è la sua capacità di utilizzare una forma di ibernazione chiamata torpore.
"Abbiamo deciso di determinare se il torpore indotto è una valida contromisura per gli effetti nocivi del volo spaziale", ha spiegato Hardiman.
"Se gli esseri umani potessero replicare un modello simile di ibernazione che abbiamo osservato nel pesce zebra, potrebbe aumentare le nostre possibilità di rendere gli esseri umani una specie spaziale".
Uno strumento di sopravvivenza
Il torpore è uno stato inattivo simile all'ibernazione in cui il metabolismo rallenta per proteggere un animale da condizioni esterne difficili, come la scarsità di cibo o le basse temperature.
Secondo il team, i benefici derivanti dal fatto che gli esseri umani siano in grado di sfruttare questa capacità potrebbero cambiare le carte in tavola per i futuri viaggi nello spazio.
"Per esempio, [l'ibernazione] porterebbe a una ridotta funzione cerebrale che ridurrebbe lo stress psicologico", ha detto Hardiman.
"Il cambiamento del loro metabolismo smetterebbe di richiedere cibo, ossigeno o acqua e c'è la possibilità che protegga i loro muscoli dal deperimento dovuto agli effetti causati dalle radiazioni e dalla microgravità".
Nel corso dello studio, i ricercatori hanno esposto i pesci zebra a radiazioni simili a quelle che gli esseri umani sperimenterebbero viaggiando nel viaggio di quasi sette mesi verso Marte.
In questo modo hanno scoperto che tali radiazioni hanno causato forme di stress ossidativo, segnalazione dell'ormone dello stress e arresto del ciclo cellulare nei pesci zebra.
PUBBLICITÀI ricercatori hanno poi indotto il torpore in un secondo gruppo di pesci zebra che sono stati poi esposti alla stessa dose di radiazioni e li hanno analizzati per valutare gli effetti protettivi durante questo stato indotto di inattività fisica e mentale.
I risultati hanno mostrato che il torpore ha abbassato il tasso metabolico all'interno del pesce zebra e ha creato un effetto radioprotettivo, proteggendo dagli effetti nocivi delle radiazioni, come la perdita di muscoli e ossa, l'invecchiamento avanzato e i problemi vascolari.
"I nostri risultati rivelano che mentre in torpore indotto, il pesce zebra ha mostrato che una riduzione del metabolismo e della concentrazione di ossigeno nelle cellule promuove meno stress ossidativo e una maggiore resistenza alle radiazioni", ha detto Thomas Cahill, uno studente di dottorato dell'IGFS presso la Queen's University e co-first author della ricerca.
Potrebbe aiutare le missioni future?
"Queste intuizioni su come una riduzione del tasso metabolico può offrire protezione dall'esposizione alle radiazioni e potrebbe aiutare gli esseri umani a raggiungere un simile tipo di ibernazione, contro misurare i danni che attualmente affrontano durante il volo spaziale".
Lo studio, almeno in teoria se non in pratica, potrebbe aiutare a informare le missioni già in corso per raggiungere il Pianeta Rosso.
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Il programma SpaceX di Elon Musk, tuttavia, mira a inviare una missione con equipaggio sul pianeta già nel 2024.