Siūlant misijas į Marsą ir planuojant artimiausiais dešimtmečiais įkurti užsakovus Mėnulyje, kyla keletas klausimų, kokį poveikį žmogaus kūnui gali turėti laikas, praleistas kosmose ar kitose planetose. Be įprastų klausimų, susijusių su radiacijos ir apatinės g dalies poveikiu mūsų raumenims, kaulams ir organams, taip pat kyla klausimas, kaip kelionės į kosmosą gali turėti įtakos mūsų gebėjimui daugintis.
Anksčiau šią savaitę - pirmadienį, gegužės 22 d. - Japonijos tyrėjų komanda paskelbė išvadas, kurios galėtų paaiškinti šį klausimą. Naudodama užšaldytos pelės spermos mėginį, komanda sugebėjo pagaminti sveikų pelių kraiką. Tiriant vaisingumo tyrimą, pelės sperma devynis mėnesius praleido Tarptautinėje kosminėje stotyje (2013– 2014 m.). Dabar kyla tikrasis klausimas: ar tą patį galima padaryti ir su kūdikiais?
Tyrimui vadovavo Yamanashi universiteto Pažangaus biotechnologijų centro tyrinėtojas. Kaip ji ir jos kolegos aiškina savo tyrime - kuris neseniai buvo paskelbtas Nacionalinės mokslų akademijos leidiniai - Jei žmonija kada nors ketina gyventi kosmose ilgą laiką, reikės pagalbinio apvaisinimo technologijos.
Pirmiausia reikia atlikti tyrimus, susijusius su gyvenimu kosmose daromu poveikiu žmogaus reprodukcijai. Tai turi būti susiję su mikrogravitacijos (arba mažo sunkio jėgos) poveikiu vaisingumui, žmogaus gebėjimui pastoti ir vaikų vystymuisi. Ir dar svarbiau, kad jie turi kovoti su vienu didžiausių laiko praleidimo kosmose pavojų - tai yra saulės ir kosminės radiacijos keliama grėsmė.
Kad būtų sąžininga, nereikia nuvykti toli, kad pajustumėte kosmoso radiacijos poveikį. TKS reguliariai gauna daugiau nei 100 kartų didesnį radiacijos kiekį nei Žemės paviršius, o tai gali sukelti genetinę žalą, jei nėra pakankamai apsaugos priemonių. Kituose Saulės kūnuose, tokiuose kaip Marsas ir Mėnulis, kurie neturi apsauginės magnetosferos, padėtis panaši.
Ir nors radiacijos poveikis suaugusiesiems buvo išsamiai ištirtas, galimos žalos, kurią galėtume padaryti mūsų palikuonims, nėra. Kaip saulės ir kosminė radiacija gali paveikti mūsų gebėjimą daugintis ir kaip ši radiacija gali paveikti vaikus, kai jie dar yra gimdoje, o kai jie gimsta? Tikėdamasi žengti pirmuosius žingsnius spręsdamas šiuos klausimus, Wakayama su kolegomis išrinko pelių spermatozoidus.
Jie specialiai pasirinko peles, nes yra žinduolių rūšis, kuri dauginasi lytiškai. Kaip Sayaka Wakayama paaiškino „Space Magazine“ el. Paštu:
„Iki šiol buvo tikrinamos tik žuvies ar salamandrų reprodukcijos galimybės kosmose. Tačiau žinduolių rūšys, palyginti su tomis rūšimis, labai skiriasi, pavyzdžiui, jos gimsta iš motinos (gyvybingumas). Norėdami žinoti, ar žinduolių reprodukcija įmanoma, ar ne, eksperimentams turime naudoti žinduolių rūšis. Tačiau žinduolių rūšys, tokios kaip pelės ar žiurkės, yra labai jautrios ir jomis sunku rūpintis astronautams, esantiems ISS, ypač atliekant reprodukcijos tyrimus. Todėl [šių tyrimų neatlikome] iki šiol. Mes planuojame atlikti daugiau eksperimentų, tokių kaip mikrogravitacijos poveikis embriono vystymuisi. “
Mėginiai devynis mėnesius praleido laive ISS, per tą laiką jie buvo palaikomi pastovioje -95 ° C (-139 ° F) temperatūroje. Tačiau paleidimo ir atkūrimo metu jie buvo kambario temperatūroje. Po tyrimo Wakayama ir jos komanda nustatė, kad mėginiai padarė nedidelę žalą.
„Kosmose išsaugotas spermatozoidas DNR pažeidė net po 9 mėnesių nuo kosminės radiacijos“, - sakė Wakayama. „Tačiau ta žala nebuvo stipri ir ją buvo galima atitaisyti, kai apvaisintas kiaušialąsčių pajėgumas. Todėl mes galime gauti normalių, sveikų palikuonių. Tai man rodo, kad turime ištirti, kokį poveikį sperma saugo ilgesnį laiką. “
Be to, kad sperma buvo pataisoma, spermos mėginiai dar galėjo apvaisinti pelių embrionus (kai jie buvo grąžinti atgal į Žemę) ir duoti pelių palikuonių, kurie visi užaugo iki brandos ir parodė normalų vaisingumo lygį. Jie taip pat pažymėjo, kad apvaisinimo ir gimstamumo rodikliai buvo panašūs į kontrolinių grupių ir kad tarp tiriamųjų ir pelių, sukurtų naudojant tiriamąją spermą, buvo tik nedideli genominiai skirtumai.
Iš viso to jie parodė, kad nors kosmoso radiacija gali pažeisti DNR, ji neturi turėti įtakos gyvybingų palikuonių auginimui (bent per devynis mėnesius). Be to, rezultatai rodo, kad žmonės ir naminiai gyvūnai galėtų būti gaminami iš kosmose išsaugotų spermatozoidų, kurie gali būti labai naudingi kolonizuojant kosmosą ir kitas planetas.
Kaip teigė Wakayama, šis tyrimas remiasi jau žemėje įprasta tręšimo praktika ir parodė, kad tą pačią praktiką galima naudoti kosmose:
„Mūsų pagrindinė tema yra naminių gyvūnų dauginimasis. Esant dabartinei situacijai ant žemės, daugelis gyvūnų gimsta iš išsaugotų spermatozoidų. Ypač Japonijoje 100% pieninių karvių gimė iš konservuotų spermos dėl ekonominių ir veisimo priežasčių. Kartais karvės buvo auginamos spermatozoidais, kurie buvo laikomi daugiau nei 10 metų. Jei žmonės daugelį metų gyvena kosmose, tada mūsų rezultatai parodė, kad erdvėje galime valgyti jautienos kepsnį. Tuo tikslu mes atlikome šį tyrimą. Žmonėms mūsų atradimas tikriausiai padės nevaisingoms poroms. “
Šis tyrimas taip pat atveria kelią papildomiems bandymams, kuriais siekiama išmatuoti kosmoso radiacijos poveikį kiaušialąstėms ir moters reprodukcinei sistemai. Šie bandymai ne tik galėjo daug pasakyti apie tai, kaip laikas kosmose gali paveikti moterų vaisingumą, bet ir rimtus padarinius astronautų saugai. Kaip pranešime AFP sakė Kalifornijos universiteto medicinos profesorius Ulrike Luderer ir vienas iš bendraautorių, rašytų šiame dokumente:
„Tokio tipo ekspozicijos gali sukelti ankstyvą kiaušidžių nepakankamumą ir kiaušidžių vėžį, taip pat kitas osteoporozės, širdies ir kraujagyslių ligas bei neurokognityvines ligas, tokias kaip Alzhaimerio liga. Pusė astronautų naujose NASA klasėse yra moterys. Taigi labai svarbu žinoti, koks lėtinis poveikis gali būti moterims, veikiamiems ilgalaikės giluminės kosmoso radiacijos. “
Vis dėlto išliekant tokiems bandymų tipams, galima atskirti mikrogravitacijos ir radiacijos poveikį. Anksčiau buvo atlikti tyrimai, kurie parodė, kaip modeliuotas mikrogravitacija gali sumažinti DNR atstatymo pajėgumą ir sukelti DNR žalą žmonėms. Kiti tyrimai iškėlė šių dviejų sąveikų klausimą ir tai, kaip reikia atlikti papildomus eksperimentus, kad būtų galima tiksliai įvertinti kiekvieno iš jų poveikį.
Ateityje gali būti įmanoma atskirti abu dalykus, įdedant spermatazo ir kiaušialąsčių mėginius į torą, kuris gali imituoti Žemės gravitaciją (1). g). Panašiai ekranuoti moduliai galėtų būti naudojami mažo ar net mikrogravitacijos poveikiui atskirti. Be to, greičiausiai liks neaiškumų, kol kūdikiai iš tikrųjų gims kosmose, mėnulio ar Marso aplinkoje.
Ir, žinoma, dar reikia pamatyti ilgalaikį sumažėjusio sunkio jėgos ir radiacijos poveikį žmogaus evoliucijai. Tikėtina, kad tai nebus aiški ateinančioms kartoms, ir prireiks kelių kartų vaikų, gimusių atokiau nuo Žemės, tyrimų, siekiant išsiaiškinti, kaip jie ir jų palikuonys skiriasi.
