Завдяки запропонованим місіям на Марс і планам встановити форпости на Місяці в найближчі десятиліття, виникає кілька питань про те, який вплив час, проведений у космосі або на інших планетах, може мати на людський організм. Крім нормального кола питань, що стосуються впливу радіації та нижчих г на наші м’язи, кістки та органи, існує також питання, як космічні подорожі можуть вплинути на нашу здатність до відтворення.
На початку цього тижня - у понеділок, 22 травня - команда японських дослідників оголосила висновки, які можуть пролити світло на це питання. Використовуючи зразок ліофілізованої сперми миші, команда змогла виготовити послід здорових мишей дитини. У рамках дослідження фертильності мишачі сперматозоїди провели дев'ять місяців на борту Міжнародної космічної станції (між 2013 та 2014 роками). Тепер справжнє запитання: чи можна зробити те ж саме для людських дітей?
Дослідженням керував студентський науковий співробітник Університету Яманаші, вдосконалений центр біотехнології. Як пояснюють вона та її колеги у своєму дослідженні, яке було нещодавно опубліковано в Праці Національної академії наук - допоміжна репродуктивна технологія буде потрібна, якщо людство коли-небудь має намір жити в космосі довгостроково.
Таким чином, насамперед потрібні дослідження, які стосуються впливу, який може мати життя в космосі на репродукцію людини. Вони потребують вирішення впливу мікрогравітації (або низької ваги) на народжуваність, здатність людини до зачаття та розвиток дітей. І що ще важливіше, їм потрібно боротися з однією з найбільших небезпек проведення часу в космосі - це загроза, яку створює сонячне та космічне випромінювання.
Щоб бути справедливим, не потрібно далеко їхати, щоб відчути наслідки космічного випромінювання. МКС регулярно отримує більше 100 разів більше випромінювання, яке робить земна поверхня, що може призвести до генетичного ураження, якщо не буде встановлено достатніх гарантій. На інших сонячних тілах - як Марс і Місяць, які не мають захисної магнітосфери - ситуація схожа.
І хоча вплив випромінювання на дорослих вивчено широко, потенційного збитку, яке може бути завдано нашому потомству, не було. Як сонячне та космічне випромінювання можуть впливати на нашу здатність до відтворення та як ця радіація може впливати на дітей, коли вони ще знаходяться в утробі матері та коли вони народжуються? Сподіваючись зробити перші кроки у вирішенні цих питань, Вакаяма та її колеги відібрали сперматозоїди мишей.
Вони спеціально обрали мишей, оскільки вони є ссавцем, який розмножується статевим шляхом. Як Саяка Вакаяма пояснив Space Magazine електронною поштою:
«Поки лише ревізували рибу чи саламандри на предмет розмноження в космосі. Однак види ссавців сильно відрізняються порівняно з тими видами, такими як народження від матері (живородство). Щоб знати, чи можливе розмноження ссавців чи ні, ми повинні використовувати експерименти ссавців для експериментів. Однак види ссавців, такі як миші або щури, дуже чутливі і їх важко доглядати астронавти на борту МКС, особливо для репродукційного дослідження. Тому ми [до цих пір не проводили цих досліджень]. Ми плануємо зробити більше експериментів, таких як вплив мікрогравітації на розвиток ембріонів ».
Зразки провели дев'ять місяців на борту МКС, протягом цього часу їх витримували при постійній температурі -95 ° C (-139 ° F). Однак, під час запуску та відновлення вони перебували при кімнатній температурі. Після вилучення Вакаяма та її команда виявили, що зразки зазнали незначного пошкодження.
"Сперма, що зберігається в космосі, отримала пошкодження ДНК навіть через лише 9 місяців радіаційним простором", - сказав Вакаяма. "Однак ця шкода була не сильною і її можна було відшкодувати при заплідненні ємністю яйцеклітин. Тому ми могли отримати нормальне здорове потомство. Це підказує мені, що ми повинні вивчити ефект, коли сперма зберігається довше. "
Окрім ремонтабельності, зразки сперми ще змогли запліднити мишачі ембріони (після того, як вони були повернені на Землю) та виробили мишаче потомство, всі вони виросли до зрілості та показали нормальний рівень фертильності. Вони також зазначили, що запліднення та народжуваність були схожими на рівні контрольних груп, і що між мишею та мишею, створеними за допомогою тестової сперми, існували лише незначні геномні відмінності.
З усього цього вони продемонстрували, що, хоча вплив космічного випромінювання може пошкодити ДНК, воно не повинно впливати на виробництво життєздатного потомства (принаймні протягом дев'яти місяців). Крім того, результати свідчать про те, що людські та домашні тварини можуть бути вироблені з сперматозоїдів, що зберігаються в космосі, що може бути корисним, коли мова йде про колонізацію космосу та інших планет.
Як сказала Вакаяма, це дослідження ґрунтується на практиках запліднення, вже створених на Землі, і продемонструвало, що ці ж практики можна використовувати в космосі:
«Наш головний предмет - відтворення домашніх тварин. У ситуації, що склалася на землі, багато тварин народжуються із сперматозоїдів. Особливо в Японії 100% молочних корів народжувались із збереженої сперми з економічних та селекційних причин. Іноді сперму, яка зберігалася більше 10 років, використовували для виробництва корів. Якщо люди живуть у космосі багато років, то, наші результати показали, що ми можемо їсти яловичий пиріг у космосі. З цією метою ми провели це дослідження. Для людей наше відкриття, ймовірно, допоможе безплідним парам ».
Це дослідження також відкриває шлях для додаткових випробувань, які б намагалися виміряти вплив космічного випромінювання на яйцеклітини та жіночу репродуктивну систему. Ці тести не тільки могли б нам багато чого сказати про те, як час у космосі може вплинути на фертильність жінок, це також може мати серйозні наслідки для безпеки космонавтів. Як заявила у своїй заяві AFP Ульріке Людерре, професор медицини Каліфорнійського університету та один із співавторів цього документа:
«Такі типи опромінення можуть спричинити ранню недостатність яєчників та рак яєчників, а також інші остеопорози, серцево-судинні захворювання та нейрокогнітивні захворювання, як хвороба Альцгеймера. Половину космонавтів у нових класах космонавтів НАСА - жінки. Тож дійсно важливо знати, які хронічні наслідки для здоров'я можуть бути для жінок, які піддаються довготривалому радіаційному простору ».
Однак затяжна проблема з такими видами випробувань здатна розмежовувати ефекти мікрогравітації та випромінювання. У минулому проводилися дослідження, які показали, як вплив симульованої мікрогравітації може знизити здатність до відновлення ДНК та індукувати пошкодження ДНК у людини. Інші дослідження порушили питання взаємодії між ними та те, як потрібні подальші експерименти для вирішення точного впливу кожного.
Надалі можна буде розмежувати обидва, розмістивши зразки сперматозоїдів та яйцеклітин у торі, який здатний імітувати сили Землі (1 г). Так само екрановані модулі можуть використовуватися для ізоляції ефектів низької або навіть мікрогравітації. Крім того, ймовірно, будуть тривати невизначеності до тих пір, поки малюки фактично не народжуються в космосі, або в місячному або марсіанському середовищі.
І звичайно, довготривалий вплив зниженої сили тяжіння та випромінювання на еволюцію людини залишається побачити. Ймовірно, це не стане зрозумілим для майбутніх поколінь, і знадобиться багатогенераційне вивчення дітей, народжених далеко від Землі, щоб побачити, як вони та їх потомство відрізняються.
