Ehdotettujen Marsiin suuntautuvien matkojen ja tulevina vuosikymmeninä suunnitteilla olevien Kuukautisten asemien perustamisen yhteydessä on useita kysymyksiä siitä, mitä vaikutuksia avaruudessa tai muilla planeetoilla vietetty aika voi olla ihmiskehoon. Normaalin säteilykysymyksen lisäksi, joka koskee säteilyn ja alempien g-vaikutusten vaikutuksia lihaksiin, luihin ja elimiin, kysymys on myös siitä, kuinka avaruusmatka voisi vaikuttaa lisääntymiskykyemme.
Aiemmin tällä viikolla - maanantaina 22. toukokuuta - japanilaisten tutkijoiden ryhmä ilmoitti havainnoista, jotka voisivat valaista tätä kysymystä. Käyttämällä näytettä pakastekuivatusta hiiren siittiöstä, joukkue pystyi tuottamaan pentueen terveitä vauvahiiriä. Osana hedelmällisyystutkimusta hiiren siemenneste oli viettänyt yhdeksän kuukautta kansainvälisellä avaruusasemalla (vuosina 2013 - 2014). Nyt on todellinen kysymys, voidaanko samaa tehdä ihmisvauvoille?
Tutkimusta johti Yamanashin yliopiston edistyneen bioteknologiakeskuksen opiskelijatutkija. Kuten hän ja hänen kollegansa selittävät tutkimuksessaan - joka julkaistiin äskettäin lehdessä Kansallisen tiedeakatemian julkaisut - avustettua lisääntymistekniikkaa tarvitaan, jos ihmiskunta aikoo elää avaruudessa pitkällä aikavälillä.
Sellaisenaan tarvitaan ensin tutkimuksia, jotka käsittelevät avaruudessa asumisen vaikutusta ihmisen lisääntymiseen. Niiden on puututtava mikrogravitaation (tai matalan painovoiman) vaikutuksiin hedelmällisyyteen, ihmisen raskauden kykyihin ja lasten kehitykseen. Ja mikä vielä tärkeämpää, heidän on käsiteltävä avaruudessa viettämisen suurimpia vaaroja - mikä on aurinko- ja kosmisen säteilyn aiheuttama uhka.
Oikeudenmukaisuuden vuoksi ei tarvitse mennä kauas avaruussäteilyn vaikutusten tuntemisesta. ISS vastaanottaa säännöllisesti yli 100-kertaisen määrän säteilymäärää, jota maan pinta tekee, mikä voi johtaa geenivaurioon, jos riittäviä suojavarusteita ei ole käytössä. Muilla aurinkokehoilla - kuten Marsilla ja Kuulla, joilla ei ole suojaavaa magnetosfääriä - tilanne on samanlainen.
Ja vaikka säteilyn vaikutuksia aikuisiin on tutkittu laajasti, mahdollisia vaurioita, jotka voimme aiheuttaa jälkeläisillemme, ei ole. Kuinka aurinko- ja kosminen säteily saattavat vaikuttaa lisääntymiskykyemme ja miten tämä säteily voi vaikuttaa lapsiin, kun he ovat vielä kohdussa ja syntyessään? Wakayama toivoi ryhtyvänsä ensimmäisiin asioihin näiden kysymysten ratkaisemiseksi, valitsi hiirien siittiöitä.
He valitsivat erityisesti hiiret, koska ne ovat sukupuolisesti lisääntyviä nisäkäslajeja. Kuten Sayaka Wakayama selitti Space Magazine -lehteä sähköpostitse:
”Toistaiseksi vain kalaa tai salamandria tutkittiin lisääntymiselle avaruudessa. Nisäkäslajit ovat kuitenkin hyvin erilaisia verrattuna niihin lajeihin, kuten syntyneitä äidistä (elinvoimaisuus). Jotta tiedämme, onko nisäkkäiden lisääntyminen mahdollista vai ei, meidän on käytettävä nisäkäslajeja kokeisiin. Nisäkäslajit, kuten hiiret tai rotat, ovat kuitenkin erittäin herkkiä ja ISS: n astronautien vaikeita hoitaa, etenkin lisääntymistutkimusta varten. Siksi emme [ole suorittaneet näitä tutkimuksia] toistaiseksi. Suunnittelemme lisää kokeita, kuten mikropainon vaikutusta alkion kehitykseen. ”
Näytteet viettivät yhdeksän kuukautta ISS: llä, jonka ajan niitä pidettiin vakiona -95 ° C (-139 ° F) lämpötilassa. Käynnistyksen ja palautumisen aikana ne olivat kuitenkin huoneenlämpötilassa. Haun jälkeen Wakayama ja hänen ryhmänsä havaitsivat, että näytteille oli aiheutunut pieniä vaurioita.
"Avaruudessa säilyneellä siittiöellä oli DNA-vaurioita vain 9 kuukauden kuluttua avaruussäteilystä", sanoi Wakayama. ”Vahinko ei kuitenkaan ollut vahva, ja se voidaan korjata, kun munasolujen kapasiteetti hedelmöittää. Siksi voisimme saada normaalit, terveet jälkeläiset. Tämä ehdottaa minulle, että meidän on tutkittava vaikutusta, kun siittiöitä säilytetään pidempään. "
Korvattavuuden lisäksi siittiöiden näytteet pystyivät edelleen hedelmöittämään hiiren alkioita (kun ne oli tuotu takaisin Maahan) ja tuottamaan hiirien jälkeläisiä, jotka kaikki kasvoivat kypsyyteen ja osoittivat normaalia hedelmällisyysastetta. He huomauttivat myös, että hedelmöitys- ja syntyvyysluvut olivat samanlaisia kuin kontrolliryhmissä ja että testisperman avulla luodun hiiren ja geenin välillä oli vain vähäisiä genomisia eroja.
Kaikesta tästä he osoittivat, että vaikka altistuminen avaruussäteilylle voi vahingoittaa DNA: ta, sen ei tarvitse vaikuttaa elinkelpoisten jälkeläisten tuotantoon (ainakin yhdeksän kuukauden kuluessa). Lisäksi tulokset osoittavat, että ihmis- ja kotieläimiä voitaisiin tuottaa avaruudessa säilyneistä siittiöistä, joista voisi olla mahtavaa hyötyä avaruuden ja muiden planeettojen kolonisoinnissa.
Kuten Wakayama totesi, tämä tutkimus perustuu jo maan päällä vakiintuneisiin lannoituskäytäntöihin ja osoitti, että näitä samoja käytäntöjä voidaan käyttää avaruudessa:
”Pääaiheemme on kotieläinten lisääntyminen. Maan nykyisessä tilanteessa monet eläimet syntyvät säilyttäneistä siittiöistä. Varsinkin Japanissa 100% maitolehmistä syntyi säilyneistä siittiöistä taloudellisista ja jalostussyistä johtuen. Joskus siemennestettä, jota on varastoitu yli 10 vuotta, käytettiin lehmien tuotantoon. Jos ihmiset elävät avaruudessa monien vuosien ajan, niin tuloksemme osoittivat, että voimme syödä pihveä pihviä tilassa. Sitä varten teimme tämän tutkimuksen. Ihmisille löytö auttaa todennäköisesti hedelmättömiä paria. ”
Tämä tutkimus valmistaa tietä myös lisätesteille, joilla pyritään mittaamaan avaruussäteilyn vaikutuksia munasoluihin ja naisten lisääntymisjärjestelmään. Näiden testien avulla ei vain voitu kertoa meille paljon siitä, kuinka aika avaruudessa voi vaikuttaa naisten hedelmällisyyteen, sillä voi olla myös vakavia vaikutuksia astronautien turvallisuuteen. Kuten Kalifornian yliopiston lääketieteen professori Ulrike Luderer ja yksi paperille kirjoitetuista kirjoittajista sanoi lausunnossaan AFP: lle:
"Tämäntyyppiset altistumiset voivat aiheuttaa varhaisen munasarjan vajaatoiminnan ja munasarjasyövän, samoin kuin muut osteoporoosit, sydän- ja verisuonitaudit ja neurokognitiiviset sairaudet, kuten Alzheimerin tauti. Puolet NASA: n uusien astronauttiluokkien astronauteista on naisia. Joten on todella tärkeää tietää, millaisia kroonisia terveysvaikutuksia voi olla naisilla, jotka altistuvat pitkäaikaiselle syvän avaruuden säteilylle. "
Tällaisten testien jatkuva kysymys kykenee kuitenkin erottamaan mikropainon ja säteilyn vaikutukset. Aikaisemmin on tehty tutkimuksia, jotka osoittivat, kuinka altistuminen simuloidulle mikrogravitaatiolle voi vähentää DNA: n korjauskykyä ja aiheuttaa DNA: n vaurioita ihmisissä. Muut tutkimukset ovat herättäneet kysymyksen näiden kahden välisestä vuorovaikutuksesta ja siitä, kuinka tarvitaan lisäkokeita kummankin tarkan vaikutuksen selvittämiseksi.
Jatkossa voi olla mahdollista erottaa nämä kaksi sijoittamalla spermatatsoa- ja munasolunäytteet torukseen, joka pystyy simuloimaan maan painovoimaa (1). g). Samoin suojattuja moduuleja voidaan käyttää eristämään pienen tai jopa mikropainon vaikutukset. Tämän lisäksi todennäköisesti viivästyy epävarmuutta siihen saakka, kunnes vauvat todella syntyvät avaruudessa tai kuun tai Marsin ympäristössä.
Ja tietysti vähentyneen painovoiman ja säteilyn pitkäaikainen vaikutus ihmisen evoluutioon on vielä nähtävissä. Todennäköisesti, siitä ei tule selvää tulevien sukupolvien ajan, ja se vaatii monien sukupolvien tutkimuksia maasta poissa syntyneistä lapsista nähdäkseen, kuinka he ja heidän jälkeläisensä eroavat toisistaan.
