A Mars felé irányuló javasolt missziókkal és az elkövetkezendő évtizedekben a Holdon kívüli állomások létesítésének terveivel kapcsolatban számos kérdés merül fel az űrben vagy más bolygókon eltöltött időnek az emberi testre gyakorolt hatásáról. A sugárzás és az alacsonyabb szintű izmok izmokra, csontokra és szervekre gyakorolt hatásainak szokásos körén kívül felmerül a kérdés, hogy az űrutazás hogyan befolyásolhatja a szaporodási képességünket.
A hét elején - május 22-én, hétfőn - egy japán kutatócsoport bejelentette az eredményeket, amelyek felvilágosíthatják ezt a kérdést. Fagyasztva szárított egér sperma mintájának felhasználásával a csoport képezett egy alom egészséges baba egereket. A termékenységi vizsgálat részeként az egér sperma kilenc hónapot töltött a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén (2013 és 2014 között). Az igazi kérdés az, hogy ugyanez megtehető-e az emberi csecsemőkkel is?
A tanulmányt a Yamanashi Egyetem Speciális Biotechnológiai Központjának hallgatói kutatója vezette. Amint ő és kollégái kifejtik tanulmányukban - amelyet nemrégiben tettek közzé A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai - ha az emberiség valaha is hosszú távra szándékozik élni az űrben, akkor szükség lesz segített reproduktív technológiára.
Mint ilyen, először azokra a tanulmányokra van szükség, amelyek foglalkoznak azzal a hatással, amelyet az űrben való élet az emberi szaporodásra lehet. Ezeknek a mikrogravitációnak (vagy az alacsony gravitációnak) a termékenységre, az emberi fogamzási képességekre és a gyermekek fejlődésére gyakorolt hatásainak foglalkozniuk kell. És még ennél is fontosabb, hogy foglalkozniuk kell az űrben töltött idő egyik legnagyobb veszélyével - a nap- és kozmikus sugárzás által fenyegető veszélyekkel.
Az igazságosság kedvéért nem kell messze mennünk, hogy érezzük az űrsugárzás hatásait. Az ISS rendszeresen több, mint a Föld felszínének sugárzásának több mint százszorosát kapja, ami genetikai károsodást okozhat, ha nem állnak rendelkezésre megfelelő biztosítékok. Más napelemen - például a Marson és a Holdon, amelyeknek nincs védő magnetoszférája - hasonló a helyzet.
És bár a sugárzás felnőttekre gyakorolt hatásait széles körben tanulmányozták, az esetleges károsodások, amelyeket utódainknak okozhatnak, nem. Hogyan befolyásolhatja a szoláris és a kozmikus sugárzás a szaporodási képességünket, és hogyan befolyásolhatja ez a sugárzás a gyermekeket, amikor még mindig méhben vannak, és mihelyt születnek? Remélve, hogy megteszi az első lépéseket e kérdések megoldására, Wakayama és munkatársai kiválasztották az egerek spermatozoidait.
Különösen az egereket választották, mivel emlős fajok, amelyek nemi úton szaporodnak. Amint Sayaka Wakayama e-mailben elmagyarázta a Space Magazine-t:
„Eddig csak a halakat vagy a szalamandereket vizsgálták az űrben történő szaporodás céljából. Az emlősfajok azonban nagyon különböznek azokhoz a fajokhoz képest, mint például az anya születése (életképesség). Ahhoz, hogy megtudjuk, lehetséges-e emlősök szaporodása vagy sem, emlősfajokat kell használni a kísérletekhez. Az emlősfajok, például az egerek vagy a patkányok azonban nagyon érzékenyek, és az ISS fedélzetén lévő űrhajósok nehezen tudják vigyázni, különösen reprodukciós vizsgálatokra. Ezért [eddig nem végeztük ezeket a vizsgálatokat]. További kísérleteket tervezünk, mint például a mikrogravitáció hatása az embrió fejlődésére. ”
A minták kilenc hónapot töltöttek az ISS fedélzetén, amelynek során állandó hőmérsékleten -95 ° C (-139 ° F) tartottak. Az indítás és a helyreállítás során azonban szobahőmérsékleten voltak. A visszakeresés után Wakayama és csapata megállapította, hogy a minták némi károsodást szenvedtek.
"Az űrben megőrzött sperma DNS-károsodást okozott, még csak 9 hónap elteltével az űrsugárzás hatására” - mondta Wakayama. „A károsodás azonban nem volt erős, és az oocita kapacitásával megtermékenyíthető volt. Ezért normális, egészséges utódokat szerezhetünk. Ez azt sugallja számomra, hogy meg kell vizsgálnunk a sperma hosszabb ideig tartó megőrzésének hatását. ”
A helyrehozható amellett, hogy a spermaminták továbbra is képesek voltak az egér embrióinak megtermékenyítésére (mihelyt visszajuttatták őket a Földre), és egér utódokat hoztak létre, amelyek mindegyike éretté nőtt és normál termékenységi szintet mutatott. Azt is megjegyezték, hogy a megtermékenyítés és a születési arány hasonló volt a kontrollcsoportokéhoz, és csak csekély genomi különbségek voltak a vizsgált sperma felhasználásával létrehozott egér és az egér között.
Mindezekből bebizonyították, hogy bár az űrsugárzásnak való kitettség károsíthatja a DNS-t, nem kell, hogy befolyásolja az életképes utódok termelődését (legalább kilenc hónapon belül). Ezen felül az eredmények azt mutatják, hogy emberi és háziállatokat is elő lehet állítani űrben megőrzött spermatozoidokból, amelyek hatalmas hasznosak lehetnek az űr és más bolygók kolonizálásakor.
Ahogy Wakayama állította, ez a kutatás a Földön már bevezetett megtermékenyítési gyakorlatokra épül, és bemutatta, hogy ugyanezek a gyakorlatok alkalmazhatók az űrben:
„Fő téma a háziállatok szaporodása. A jelenlegi földi helyzetben sok állat szaporodik a spermatozoidokból. Különösen Japánban a tejelő tehenek 100% -a tartósított spermából született gazdasági és tenyésztési okokból. Időnként a több mint 10 éve tárolt spermát felhasználták tehéntermelésre. Ha az emberek évek óta élnek az űrben, akkor eredményeink azt mutatták, hogy a bélsütőt enni is lehet az űrben. E célból elvégeztük ezt a tanulmányt. Az emberek számára a feltevés valószínűleg segíteni fog a terméketlen párok számára. ”
Ez a kutatás újabb vizsgálatokhoz is utat készít, amelyek célja az űrsugárzás petesejtekre és a nők reprodukciós rendszerére gyakorolt hatásának mérése. Ezek a tesztek nemcsak sokat tudtak beszámolni nekünk arról, hogy az űrben töltött idő hogyan befolyásolhatja a nők termékenységét, hanem súlyos következményekkel is járhatnak az űrhajósok biztonságára. Ahogy Ulrike Luderer, a Kaliforniai Egyetem orvosprofesszora és az egyik közreműködő szerző az AFP-nek tett nyilatkozatában mondta:
„Az ilyen típusú expozíció korai petefészek-elégtelenséget és petefészekrákot, valamint más csontritkulást, szív- és érrendszeri betegségeket és neurokognitív betegségeket, például Alzheimer-kórt okozhat. A NASA új űrhajós osztályaiban az űrhajósok fele nő. Tehát nagyon fontos tudni, hogy milyen krónikus egészségügyi hatások lehetnek a nők számára, akik hosszú távú mély űrben történő sugárzásnak vannak kitéve. ”
Az ilyen típusú vizsgálatokkal kapcsolatban azonban továbbra is megkülönböztetett kérdés képes megkülönböztetni a mikrogravitáció és a sugárzás hatásait. A múltban kutatásokat végeztek, amelyek megmutatták, hogy a szimulált mikrogravitációnak való kitettség hogyan csökkentheti a DNS helyreállítási képességét és indukálhatja a DNS károsodását az emberekben. Más tanulmányok felvetették a kettő közötti kölcsönhatás kérdését, és azt, hogy szükség van-e további kísérletekre, hogy meghatározzák mindegyik pontos hatását.
A jövőben különbséget lehet tenni a kettő között oly módon, hogy a spermatazoa és petesejtmintákat olyan torusba helyezik, amely képes szimulálni a Föld gravitációját (1). g). Hasonlóképpen, árnyékolt modulok is felhasználhatók az alacsony vagy akár a mikrotömeg hatásainak elkülönítésére. Ezen túlmenően valószínűleg elhúzódó bizonytalanságok merülnek fel mindaddig, amíg a csecsemők valóban születnek az űrben, vagy hold- vagy marsi környezetben.
És természetesen a csökkentett gravitáció és sugárzás hosszú távú hatása az emberi evolúcióra még nem látható. Valószínűleg ez nem válik egyértelművé az elkövetkező generációk számára, és több generációt igénylő tanulmányokat igényel a Földtől távol született gyermekekről, hogy meghatározzák, hogy ők és utódaik mennyiben különböznek egymástól.
