Автор фото, rbkomar/SCIEPRO/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images
Гучні обіцянки лунають у космічній галузі.
У травні NASA представило план програми вартістю 20 мільярдів доларів для створення постійної бази на Місяці, яка працюватиме на ядерній та сонячній енергії.
До 2032 року космічне агентство прагне, щоб люди могли проживати на Місяці в “напівпостійних” поселеннях. Також планується вперше відправити людей на Марс – подорож, яка, за прогнозами, триватиме приблизно від семи до десяти місяців.
Проте, якщо ми коли-небудь захочемо залишатися далеко від Землі на тривалий термін, нам доведеться там і народжувати потомство – а це означає необхідність знайти спосіб витримати незвичайні умови.
Автор фото, NASA
Підпис до фото, NASA хоче, щоб люди жили на Місяці до 2032 року
На відміну від Землі, яка захищена магнітним полем та щільною атмосферою, поверхня таких небесних тіл, як Місяць і Марс, піддається інтенсивному космічному випромінюванню.
Крім того, через менші розміри цих планет порівняно із Землею, сила тяжіння там значно слабша. Є також сам процес космічної подорожі – тривалі польоти можуть впливати на людський організм і, відповідно, на репродуктивні можливості таким чином, який ми ще не до кінця розуміємо.
Хоча зачаття дитини на іншій планеті чи навіть у відкритому космосі звучить як наукова фантастика, дедалі більше вчених звертають увагу на це питання.
Від наукової фантастики до досліджень
Докторка Ніколь Макферсон, старша викладачка Університету Аделаїди в Австралії та керівниця групи біології сперми та ембріонів у Freemasons Centre for Male Health and Wellbeing, зацікавилася ідеєю розмноження в космосі після перегляду космічного документального фільму разом із чоловіком.
«Те, що починалося як невеликий, скоріше розважальний науково-фантастичний побічний проєкт… тепер перетворилося на вагому сферу досліджень», — зазначає Макферсон.
Разом із командою дослідників вона вимірювала здатність сперматозоїдів до навігації у лабіринті, розробленому для імітації репродуктивного тракту, в умовах мікрогравітації, подібних до космічних.
Вони виявили, що частина сперматозоїдів фактично втрачала орієнтацію: на 50% менше клітин досягало кінця лабіринту порівняно з контрольною групою за умов нормальної гравітації.
Хоча дослідження не відтворювало гравітаційні умови конкретних планет, таких як Марс, Макферсон зауважує, що воно продемонструвало роль земної гравітації у нормальній поведінці сперматозоїдів.
«Це підкреслює, що існує фундаментальна гравітаційна сила, яку сперматозоїди використовують для природного запліднення», — зазначає вона.
Проблеми, пов’язані з гравітацією, стосуються не лише зачаття. Дослідники також вивчали вплив мікрогравітації на перші 24 години розвитку ембріонів у мишей.
«Ми спостерігали гірші результати – тобто слабший розвиток ембріонів та гірші показники на ранній стадії», — повідомляє Макферсон.
Доктор Фаті Каруя, старший науковий співробітник NASA, зазначає: «[Мікрогравітація] впливає на процеси поділу клітин, їх організації та взаємодії – це все ключові етапи для запліднення та раннього розвитку ембріона».
Вплив радіації
Друга значна проблема в космосі – це радіація. Вже відомо, що вона шкодить статевим клітинам – спеціалізованим клітинам, з яких у чоловіків розвиваються сперматозоїди, а у жінок – яйцеклітини.
Магнітне поле Землі захищає нас від найнебезпечнішого космічного випромінювання, але поза його межами, зокрема на Марсі, ситуація інша.
Доктор Абдуррахман Енгін, фахівець з авіаційної медицини Наукового університету охорони здоров’я в Туреччині, пояснює, що галактичне космічне випромінювання (ГКВ) виникає внаслідок космічних подій, таких як вибухи зірок – так звані наднових.
Такі вибухи викидають частинки, здатні проникати крізь захист космічних апаратів і глибоко в людські тканини – значно глибше, ніж випромінювання, з яким ми стикаємося на Землі.
Він провів дослідження, щоб дати відповідь на просте запитання: чи перевищить рівень ГКВ під час гіпотетичної вагітності в майбутній місії на Марс межі радіації, які вважаються безпечними для вагітності на Землі.
«На жаль, відповідь, здається, ствердна», — констатує він.
Автор фото, DrPixel via Getty Images
Підпис до фото, На поверхні Марса сила тяжіння значно слабша, ніж на Землі
Під час приблизно шестимісячної подорожі від Землі до Марса вагітна астронавтка може отримати сумарне опромінення від 90 до 300 мілізівертів. Це суттєво перевищує рекомендовану Національною радою США з радіаційного захисту та вимірювань межу в п’ять мілізівертів для професійного опромінення під час вагітності.
Такий високий рівень може становити значні ризики для ембріонів та плодів на ранніх стадіях розвитку, потенційно пошкоджуючи їхню ДНК.
«Швидкий поділ клітин та формування органів на ранніх етапах означають, що навіть незначні порушення структури ДНК, її відновлення або росту клітин можуть призвести до наслідків на все життя», — пояснює Енгін.
Ці ризики включають викидень, затримку росту, вроджені аномалії, неврологічні дефекти та підвищений ризик розвитку раку протягом життя дитини.
Автор фото, DrPixel via Getty Images
Підпис до фото, На Землі ми захищені від найгіршого випромінювання завдяки атмосфері планети
Доктор Енгін зазначає, що певні технології, такі як захист космічних апаратів або планування місій під час певних фаз сонячного циклу, можуть зменшити ризики, але ГКВ «надзвичайно складно» повністю заблокувати.
За словами Каруї, радіація та мікрогравітація разом «впливають на біологію на фундаментальному рівні», проте існують і інші виклики.
«Космічні польоти також порушують гормональну регуляцію, цикли сну та добові ритми, які тісно пов’язані з репродуктивним здоров’ям», — коментує він.
Він пояснює, що комбінація цих факторів може впливати на все – від якості сперматозоїдів або яйцеклітин до гормонів, необхідних для росту плода під час вагітності.
Уроки біології
Розуміння того, чи можуть люди розмножуватися в космосі, є ключовим для забезпечення життя поза Землею. Але це також стосується захисту астронавтів, як зазначає Ян-Бернд Штукенборг, професор молекулярної та клітинної біології Упсальського університету у Швеції.
Навіть якщо люди ще не розмножуються в космосі, за його словами, астронавти та їхні статеві клітини вже зазнають впливу цих умов, і дослідження впливу радіації може допомогти знайти способи їх захистити.
«Якщо є проблема зі звичайною клітиною [після космічної подорожі], вона загине разом із вами», — каже Штукенборг.
Однак пошкодження статевих клітин може передаватися наступному поколінню, навіть якщо астронавти ще не намагаються розмножуватися в космосі.
«Тому, я вважаю, такі дослідження надзвичайно важливі», — підкреслює він.
Автор фото, VCG/Contributor via Getty Images
Підпис до фото, Експерти кажуть, що розуміння викликів розмноження в космосі є необхідним, якщо ми хочемо далі досліджувати Всесвіт
Макферсон зазначає, що подальші дослідження можуть допомогти нам глибше зрозуміти фундаментальні аспекти людської біології.
Наприклад, її дослідження виявило, що сперматозоїди, які змогли дістатися кінця лабіринту, мали риси, що надавали їм переваг під час запліднення та раннього розвитку.
«Якщо ми зможемо краще зрозуміти, що саме дозволяє цим сперматозоїдам досягати мети… ми зможемо відбирати їх для ЕКЗ», — ділиться вона.
Упередженість на користь чоловіків
Експерти також визнають, що зважаючи на зростання кількості жінок у космосі, дослідження мають бути розширені, щоб уникнути гендерного дисбалансу на користь чоловіків.
Дослідження, на яке посилається Штукенборг, показує, що жінки-астронавтки під час тривалих місій переважно використовують протизаплідні таблетки для припинення менструації.
Однак вплив космічного середовища на менструальний цикл потребує додаткового вивчення, як зазначає Макферсон.
«Це те, що ми насправді ще не змогли оцінити», — говорить вона.
Автор фото, Soshi Yamada via Getty Images
Підпис до фото, Багато жінок пригнічують менструацію за допомогою контрацептивів під час перебування в космосі
Каруя вказує на наявність даних щодо можливого впливу радіації на функцію яєчників, тоді як мікрогравітація може перешкоджати дозріванню яйцеклітин.
І одна з найбільших прогалин у знаннях, за його словами, стосується самої вагітності.
«Ми майже не маємо сучасних даних про те, як відбувалася б вагітність ссавців повністю в космосі, особливо щодо імплантації, розвитку плаценти та формування органів», — повідомляє він.
Майже всі погоджуються в одному: роботи попереду багато, і вона є критично важливою.
«Це не повинно бути табу… ми повинні думати про це вже зараз», — наголошує Штукенборг.