Bí mật về hệ thống tim mạch của hươu cao cổ

Đứng cao tới 6m, hươu cao cổ đòi hỏi mức huyết áp cao đáng sợ, nhưng chúng vẫn thoát khỏi những vấn đề sức khỏe nghiêm trọng không như ở những con người mắc chứng huyết áp cao. Vậy sự thật bí ẩn đằng sau điều này là gì?

Đối với hầu hết mọi người, hươu cao cổ là loài động vật cổ dài, đáng yêu được sự quan tâm nhiều nhất các chuyến thăm sở thú hoặc các tay chụp ảnh hoang dã. Nhưng đối với một nhà sinh lý học tim mạch, thậm chí loài vật này còn có nhiều thứ để yêu thích hơn.

Hóa ra, hươu cao cổ đã giải quyết được một vấn đề giết chết hàng triệu người mỗi năm: đó là chứng huyết áp cao. Các cơ chế sinh học trong cơ thể chúng cho đến nay mới chỉ được các nhà khoa học hiểu một phần, liên quan đến các cơ quan chịu áp lực, nhịp tim thay đổi, lưu trữ máu…

Hươu cao cổ có huyết áp cao vì cái đầu cao ngất trời của chúng, ở con trưởng thành, nó cao hơn mặt đất khoảng 6m – và đây là một chặng đường dài để tim bơm máu lên não mà phải chống lại trọng lực. Để có huyết áp ở não là 110/70 – mức bình thường đối với động vật có vú lớn thì hươu cao cổ cần huyết áp ở tim khoảng 220/180. Dù mức này không làm hươu cao cổ khó chịu, nhưng một áp lực như thế sẽ gây ra đủ loại vấn đề cho con người, từ suy tim đến suy thận đến sưng mắt cá chân và chân.

Ở người, huyết áp cao mãn tính gây ra tình trạng dày cơ tim. Tâm thất trái của tim trở nên cứng hơn và ít có khả năng đầy trở lại sau mỗi lần đột quỵ, dẫn đến một căn bệnh được gọi là suy tim tâm trương, đặc trưng bởi tình trạng mệt mỏi, khó thở và giảm khả năng vận động. Loại suy tim này là nguyên nhân của gần một nửa trong số 6,2 triệu trường hợp mắc suy tim ở Mỹ hiện nay.

Khi nhà tim mạch học và nhà sinh vật học tiến hóa Barbara Natterson-Horowitz ở Harvard và UCLA kiểm tra tim của hươu cao cổ, cô và đồng nghiệp của mình nhận thấy rằng, tâm thất trái của chúng dày hơn, nhưng không có hiện tượng xơ cứng, hoặc xơ hóa, dù điều này sẽ xảy ra ở người nếu có huyết áp cao. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng, hươu cao cổ có đột biến trong 5 gen liên quan đến chứng xơ hóa.

Để làm rõ hơn với phát hiện này, các nhà nghiên cứu khác đã kiểm tra bộ gen của hươu cao cổ vào năm 2016 và tìm thấy một số biến thể gen dành riêng cho hươu cao cổ liên quan đến sự phát triển tim mạch, duy trì huyết áp và tuần hoàn. Và vào tháng 3 năm 2021, một nhóm nghiên cứu khác đã báo cáo các cơ chế biến đổi gen dành riêng cho hươu cao cổ trong các gen liên quan đến quá trình xơ hóa tim mạch.

Và hươu cao cổ có một bí mật khác nằm ở chứng huyết áp cao khi mang thai, một tình trạng được gọi là tiền sản giật. Ở người, điều này có thể dẫn đến các biến chứng nghiêm trọng bao gồm tổn thương gan, suy thận và bong nhau thai. Tuy nhiên, hươu cao cổ có vẻ tốt. Natterson-Horowitz và nhóm của cô đang hy vọng sẽ nghiên cứu nhau thai của hươu cao cổ đang mang thai để xem liệu chúng có khả năng thích nghi độc đáo với điều này như thế nào.

Thậm chí, những người bị tăng huyết áp cũng dễ bị sưng phù ở chân và mắt cá chân vì áp suất cao đẩy nước ra khỏi mạch máu và vào mô. Nhưng bạn chỉ cần nhìn vào đôi chân thon thả của hươu cao cổ để biết rằng, chúng cũng đã giải quyết được vấn đề này một cách trọn vẹn bất ngờ.

“Tại sao chúng ta không nhìn thấy những con hươu cao cổ bị sưng chân? Chúng được bảo vệ như thế nào trước sức ép khổng lồ dưới đó?, Christian Aalkjær, một nhà sinh lý học tim mạch tại Đại học Aarhus ở Đan Mạch đặt câu hỏi?

Hươu cao cổ cũng có các thành động mạch dày gần đầu gối có thể hoạt động như một bộ phận hạn chế dòng chảy, Aalkjær và những người khác đã tìm thấy. Điều này có thể làm giảm huyết áp ở cẳng chân, giống như đường gấp khúc trong ống tưới vườn khiến áp lực nước giảm xuống gần chỗ gấp khúc. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu hươu cao cổ có mở và đóng các thành động mạch để điều chỉnh áp lực ở chân khi cần thiết hay không.

Mặc dù một số cách điều chỉnh có thể không phù hợp với bệnh tăng huyết áp ở người, nhưng việc nghiên cứu hệ thống tim mạch của hươu cao cổ có thể giúp các nhà khoa học y sinh suy nghĩ về vấn đề theo những cách mới, và tìm ra những cách tiếp cận mới cho căn bệnh quá phổ biến này ở người.