С предложените мисии до Марс и плановете за установяване на аванпости на Луната през следващите десетилетия, има няколко въпроса какви ефекти може да има времето, прекарано в космоса или на други планети, върху човешкото тяло. Извън нормалния диапазон от въпроси, свързани с въздействието на радиацията и по-ниските грамове върху мускулите, костите и органите, съществува и въпросът как пътуването в космоса може да повлияе на способността ни да се възпроизвеждаме.
По-рано тази седмица - в понеделник, 22 май - екип от японски изследователи обяви открития, които могат да хвърлят светлина по този въпрос. Използвайки проба от лиофилизирана мишка сперма, екипът успя да произведе носилка от здрави бебешки мишки. Като част от изследване за фертилитет, спермата на мишки беше прекарала девет месеца на борда на Международната космическа станция (между 2013 и 2014 г.). Истинският въпрос сега е, може ли същото да се направи и за човешки бебета?
Изследването беше ръководено от студент изследовател в Университета на Яманаши, Разширен биотехнологичен център. Както тя и нейните колеги обясняват в своето проучване - което наскоро беше публикувано в Сборник на Националната академия на науките - ще са необходими подпомагани репродуктивни технологии, ако човечеството възнамерява да живее в космоса дългосрочно.
Като такива, първо са необходими изследвания, които се занимават с ефекта, който животът в космоса би могъл да окаже върху човешката репродукция. Те трябва да се справят с въздействието, което микрогравитацията (или ниската гравитация) може да окаже върху плодовитостта, способностите на човека да заченат и развитието на децата. И по-важното е, че те трябва да се справят с една от най-големите опасности за прекарване на времето в космоса - това е заплахата, която представлява слънчевата и космическата радиация.
За да бъдем справедливи, не е нужно да стигате далеч, за да усетите ефектите от космическото излъчване. МКС редовно получава повече от 100 пъти по-голямото количество радиация, което повърхността на Земята прави, което може да доведе до генетично увреждане, ако не са налице достатъчно предпазни мерки. На други слънчеви тела - като Марс и Луната, които нямат защитна магнитосфера - ситуацията е подобна.
И макар ефектите на радиация върху възрастни да са проучени подробно, потенциалните щети, които биха могли да бъдат причинени на нашето потомство, няма. Как слънчевата и космическата радиация може да повлияе на способността ни да се възпроизвеждаме и как тази радиация може да се отрази на децата, когато те са все още в утробата и след като се родят? Надявайки се да направят първите стъпки в решаването на тези въпроси, Вакаяма и нейните колеги избраха сперматозоидите от мишки.
Те специално са избрали мишки, тъй като са вид бозайник, който се възпроизвежда сексуално. Както Саяка Вакаяма обясни Space Magazine по имейл:
„Досега само риба или саламандри са изследвани за възпроизвеждане в космоса. Въпреки това видовете бозайници са много различни в сравнение с тези видове, като например, че са родени от майка (viviparity). За да знаем дали възпроизводството на бозайници е възможно или не, трябва да използваме видове бозайници за експерименти. Въпреки това видовете бозайници като мишки или плъхове са много чувствителни и трудно се грижат от астронавтите на борда на МКС, особено за репродуктивно проучване. Следователно ние [не сме провеждали тези проучвания] досега. Планираме да направим още експерименти като ефекта на микрогравитацията върху развитието на ембрионите. "
Пробите прекарват девет месеца на борда на МКС, като през това време те се държат при постоянна температура от -95 ° С (-139 ° F). По време на стартирането и възстановяването обаче те са били на стайна температура. След извличането, Вакаяма и нейният екип установяват, че пробите са претърпели незначителни щети.
„Спермата, запазена в космоса, е имала увреждане на ДНК дори след само 9 месеца от космическо излъчване“, каза Вакаяма. „Въпреки това, тази повреда не е силна и може да бъде поправена при оплождане с капацитет на яйцеклетки. Следователно бихме могли да получим нормални, здрави потомства. Това ми подсказва, че трябва да проучим ефекта, когато спермата се запазва за по-дълги периоди. “
Освен, че могат да се поправят, пробите от сперматозоидите все още бяха в състояние да оплождат миши ембриони (след като бяха върнати обратно на Земята) и да произведат миши потомство, като всички те нараснаха до зрялост и показаха нормални нива на плодовитост. Те също така отбелязват, че оплождането и раждаемостта са сходни с тези на контролните групи и че съществуват само малки геномни разлики между тези и мишката, създадени с помощта на тест спермата.
От всичко това те демонстрираха, че докато излагането на космическа радиация може да повреди ДНК, не е необходимо да повлияе на производството на жизнеспособно потомство (поне в рамките на деветмесечен период). Освен това, резултатите показват, че човешките и домашните животни могат да бъдат произведени от запазени от космоса сперматозоиди, което може да бъде много полезно, когато става дума за колонизиране на космоса и други планети.
Както казва Вакаяма, това изследване се основава на практиките за торене, които вече са установени на Земята и показа, че същите тези практики могат да бъдат използвани в космоса:
„Основната ни тема е възпроизводството на домашни животни. В настоящата ситуация на земята много животни се раждат от запаси от сперматозоиди. Особено в Япония 100% от млечните крави са родени от запазена сперма поради икономически и размножителни причини. Понякога спермата, която се съхранява повече от 10 години, се използва за производство на крави. Ако хората живеят в космоса в продължение на много години, тогава нашите резултати показват, че можем да ядем говежди стек в пространството. За целта направихме това проучване. За хората намирането ни вероятно ще помогне на безплодни двойки. "
Това изследване също проправя пътя за допълнителни тестове, които биха се стремили да измерват въздействието на космическото лъчение върху яйцеклетките и женската репродуктивна система. Тези тестове не само биха могли да ни кажат много за това как времето в космоса може да повлияе на фертилитета при жените, но би могло да има сериозни последици и за безопасността на астронавтите. Както каза в изявление пред АФП Улрике Людерер, професор по медицина в Калифорнийския университет и един от съавторите на статията:
„Тези видове експозиции могат да причинят ранна яйчникова недостатъчност и рак на яйчниците, както и други остеопороза, сърдечно-съдови заболявания и неврокогнитивни заболявания като Алцхаймер. Половината астронавти в новите класове на космонавтите на НАСА са жени. Затова е наистина важно да знаем какви хронични последици за здравето може да има за жените, изложени на дългосрочна радиация в дълбочина. “
Въпреки това, дългогодишен проблем с тези видове тестове е в състояние да направи разлика между ефектите на микрогравитацията и радиацията. В миналото са проведени изследвания, които показват как излагането на симулирана микрогравитация може да намали капацитета за поправяне на ДНК и да предизвика увреждане на ДНК при хората. Други проучвания повдигнаха въпроса за взаимодействието между двете и как са необходими допълнителни експерименти, за да се отговори на точното въздействие на всеки от тях.
В бъдеще е възможно да се направи разлика между двете, като се поставят проби от сперматозоиди и яйцеклетки в торус, който е в състояние да симулира земната гравитация (1 г). По същия начин, екранираните модули могат да се използват за изолиране на ефектите от ниска или дори микрогравитация. Отвъд това вероятно ще има дългосрочни несигурности, докато бебетата действително не се родят в космоса или в лунна или марсианска среда.
И разбира се, дългосрочното въздействие на намалената гравитация и радиация върху човешката еволюция остава да видим. По всяка вероятност това няма да стане ясно за идните поколения и ще се нуждаят от много поколения проучвания на деца, родени извън Земята, за да видят как те и тяхното потомство се различават.
