Kavandatud missioonidena Marsile ja plaanide loomiseks Kuude jaoks eelseisvatel kümnenditel on mitu küsimust, milline võiks olla kosmoses või muudel planeetidel veedetud aeg inimkehale. Lisaks tavapärasele küsimuste ringule, mis puudutab kiirguse ja madalama astme mõju meie lihastele, luudele ja organitele, on ka küsimus, kuidas kosmosereisid võiksid mõjutada meie paljunemisvõimet.
Selle nädala alguses - esmaspäeval, 22. mail - teatas Jaapani teadlaste meeskond leide, mis võiksid sellele küsimusele valgust anda. Külmkuivatatud hiire sperma proovi abil suutis meeskond toota terve pesakonna tervete hiirte pesakonna. Viljakuse uuringu osana olid hiire seemnerakud veetnud üheksa kuud rahvusvahelise kosmosejaama pardal (vahemikus 2013 kuni 2014). Nüüd on tõeline küsimus, kas sama saab teha ka inimlaste puhul?
Uuringut juhtis Yamanashi ülikooli täiustatud biotehnoloogia keskuse üliõpilaste teadur. Nagu tema ja ta kolleegid selgitasid oma uuringus - mis avaldati hiljuti ajakirjas Riikliku Teaduste Akadeemia toimetised - kui inimkond kavatseb kunagi elada kosmoses pikaajaliselt, on vaja kunstliku paljundamise tehnoloogiat.
Sellisena on kõigepealt vaja uuringuid, mis käsitlevad kosmoses elamise mõju inimese paljunemisele. Need peavad käsitlema mõju, mida mikrogravitatsioon (või madala raskusjõuga) võib avaldada viljakusele, inimese eostamisvõimele ja laste arengule. Ja mis veelgi olulisem, peavad nad tegelema kosmose aja veetmise ühe suurima ohuga - päikese- ja kosmilise kiirguse ohuga.
Ausalt öeldes ei pea kosmosekiirguse mõju tunnetamiseks kaugele minema. ISS võtab regulaarselt Maa pinnast üle 100-kordse kiirguse hulga, mis võib põhjustada geneetilisi kahjustusi, kui piisavad kaitsemeetmed pole paigas. Teistel päikesekehadel - nagu Marsil ja Kuul, millel pole kaitsvat magnetosfääri - on olukord sarnane.
Ja kuigi kiirguse mõju täiskasvanutele on põhjalikult uuritud, ei ole potentsiaalset kahju, mida meie järglastele võiks tekkida. Kuidas päikese- ja kosmiline kiirgus võivad mõjutada meie paljunemisvõimet ja kuidas võib see kiirgus mõjutada lapsi, kui nad on endiselt emakas ja kui nad on sündinud? Lootes teha esimesed sammud nende küsimustega tegelemiseks, valisid Wakayama ja tema kolleegid hiirte spermatosoidid.
Nad valisid hiired spetsiaalselt, kuna nad on imetajaliigid, kes paljunevad seksuaalselt. Nagu Sayaka Wakayama selgitas kosmoseajakirja e-posti teel:
“Siiani uuriti kosmoses paljunemist ainult kaladest või salamandritest. Imetajate liigid on nende liikidega võrreldes siiski väga erinevad, näiteks emalt sündinud (elujõulisus). Et teada saada, kas imetajate paljunemine on võimalik või mitte, peame katseteks kasutama imetajate liike. Imetajate liigid nagu hiired või rotid on aga ISS-is astronautide poolt eriti tundlikud ja nende eest on raske hoolitseda, eriti paljunemisuuringute jaoks. Seetõttu pole me [neid uuringuid läbi viinud] siiani. Kavatseme teha rohkem katseid, näiteks mikrogravitatsiooni mõju embrüo arengule. ”
Proovid veetsid ISS-is üheksa kuud, selle aja jooksul hoiti neid konstantsel temperatuuril -95 ° C (-139 ° F). Käivitamise ja taastumise ajal olid nad toatemperatuuril. Pärast väljavõtmist leidsid Wakayama ja tema meeskond, et proovid on kandnud väikest kahju.
"Kosmoses säilinud spermal oli DNA kahjustus isegi pärast 9-kuulist kosmosekiirgust," ütles Wakayama. “Kuid see kahjustus ei olnud tugev ja seda oli võimalik parandada, kui munarakkude mahtu väetati. Seetõttu võiksime saada normaalseid, terveid järglasi. See viitab mulle, et peame uurima sperma pikemaajalist säilitamist. ”
Lisaks sellele, et spermaproovid olid parandatavad, suutsid nad veel väetada ka hiireembrüoid (kui nad Maale tagasi toodi) ja saada hiire järglasi, mis kõik kasvasid küpsuseks ja näitasid normaalset viljakust. Samuti märkisid nad, et viljastumis- ja sündimuskorrad olid sarnased kontrollrühmade omadega ning et katsesperma abil loodud hiire ja nende vahel olid ainult väikesed genoomilised erinevused.
Kõige selle põhjal näitasid nad, et kuigi kosmosekiirgusega kokkupuude võib DNA-d kahjustada, ei pea see mõjutama elujõuliste järglaste tootmist (vähemalt üheksa kuu jooksul). Lisaks näitavad tulemused, et inim- ja koduloomi võiks toota kosmoses säilinud spermatosoididest, mis võivad kosmose ja muude planeetide koloniseerimisel olla väga kasulikud.
Nagu Wakayama ütles, tugineb see uurimistöö juba Maal loodud väetamistavadele ja näitas, et neid samu tavasid saab kasutada ka kosmoses:
„Meie peamine teema on koduloomade paljundamine. Praeguses kohapealses olukorras sünnivad paljud loomad spermatosoidide säilitamisest. Eriti Jaapanis sündis 100% piimalehmadest säilinud spermaga majanduslikel ja tõuaretuse põhjustel. Mõnikord kasutati lehmade tootmiseks spermat, mida on ladustatud enam kui 10 aastat. Kui inimesed elavad kosmoses mitu aastat, siis näitasid meie tulemused, et võime selles ruumis süüa beefsteak'i. Sel eesmärgil tegime selle uuringu. Inimeste jaoks aitab meie leid tõenäoliselt viljatuid paare. ”
See uurimistöö sillutab teed ka täiendavatele testidele, mille eesmärk on mõõta kosmosekiirguse mõju munarakkudele ja naiste reproduktiivsüsteemile. Need testid võiksid meile mitte ainult öelda, kuidas kosmoses viibimine võib mõjutada naiste viljakust, vaid sellel võib olla ka tõsine mõju astronautide turvalisusele. Nagu ütles California ülikooli meditsiiniprofessor ja üks paberil olnud kaasautoreid Ulrike Luderer AFP-le antud avalduses:
„Seda tüüpi kokkupuude võib põhjustada varajast munasarjade puudulikkust ja munasarjavähki, aga ka muid osteoporoosi, südame-veresoonkonna haigusi ja neurokognitiivseid haigusi nagu Alzheimeri tõbi. NASA uutes astronautiklassides on pooled astronaudid naised. Seega on tõesti oluline teada, milline võib olla krooniline tervisemõju pikaajalise sügava kosmosekiirgusega kokkupuutuvatele naistele. ”
Kuid sedalaadi katsete jätkuv probleem suudab eristada mikrogravitatsiooni ja kiirguse mõju. Varem on tehtud uuringuid, mis näitasid, kuidas kokkupuude simuleeritud mikrogravitatsiooniga võib vähendada DNA paranemisvõimet ja kutsuda inimestel esile DNA kahjustusi. Muud uuringud on tõstatanud nende kahe koosmõju küsimuse ja selle, kuidas on vaja täiendavaid katseid, et käsitleda kummagi täpse mõju.
Tulevikus võib olla võimalik neid kahte eristada, paigutades spermatosoidide ja munarakkude proovid torusse, mis on võimeline simuleerima Maa gravitatsiooni (1). g). Sarnaselt võiks varjestatud mooduleid kasutada madala või isegi mikrotiiruse mõju isoleerimiseks. Peale selle on tõenäoliselt püsiv ebakindlus seni, kuni imikud tegelikult sünnivad kosmoses või Kuu- või Marsi keskkonnas.
Ja muidugi tuleb veel vaadata vähenenud gravitatsiooni ja kiirguse pikaajalist mõju inimese evolutsioonile. Suure tõenäosusega ei saa see tulevaste põlvede jaoks selgeks ja selleks, et näha, kuidas nad ja nende järglased erinevad, on vaja Maalt sündinud laste mitme põlvkonna uuringuid.
