До “зоряних немовлят” ще далеко: у космосі сперматозоїди губляться, — дослідження — Depositphotos

На Землі сперматозоїди людини, як правило, знають, куди прямувати, щоб запліднити яйцеклітину в матці. Але в космосі все може бути інакше. Нове дослідження свідчить: у мікрогравітації сперматозоїди можуть втрачати здатність до навігації.

Це ставить під сумнів можливість людини розмножуватися в космосі. Дослідники помістили сперму людини в камеру симуляції мікрогравітації, розроблену для відтворення умов жіночих репродуктивних шляхів, і перевірили здатність сперматозоїдів орієнтуватися в просторі. В умовах мікрогравітації у них спостерігалося “порушення спрямованої навігації” — тобто вони губилися — значно частіше, ніж за звичайних умов земного тяжіння.

Дослідження очолила репродуктивний імунолог Ханна Ліонс; це перша наукова робота, яка перевіряла не просто рухливість сперматозоїдів, а саме їхню здатність прокладати шлях крізь репродуктивний канал в умовах контрольованої симуляції мікрогравітації.

Результати, опубліковані у журналі Communications Biology, можуть допомогти майбутнім людям народжувати дітей у космосі. NASA та інші державні космічні агентства стверджують, що секс у космосі досі не мав місця, однак майбутні космонавти, можливо, захочуть створювати сім’ї та розмножуватися в умовах мікрогравітації.

“Оскільки місії на Місяць і Марс переходять зі стадії мрії до реальності, розуміння того, чи зможуть люди та види, від яких ми залежимо, успішно розмножуватися в цих умовах — це не цікавість, а необхідність”, — каже Ніколь Макферсон, провідна авторка дослідження та старший викладач Університету Аделаїди в Австралії, яка займається вивченням репродукції.

У дослідах з мишачими яйцеклітинами умови мікрогравітації суттєво вплинули на показники запліднення порівняно із земною гравітацією — кількість запліднених яйцеклітин за чотири години знизилася на 30%. Втрату орієнтації вчені пояснюють порушенням механосенсингу — процесу, за допомогою якого клітини зчитують фізичні сили навколишнього середовища й перетворюють їх на біологічні сигнали. Без гравітаційного тиску ці механізми дають збій.

Попередні дослідження на тваринах у космосі давали певні підказки про ризики низької гравітації — зокрема, у щурів спостерігалося зменшення маси яєчок, — однак ці результати часто були суперечливими або погано контрольованими, а відокремити вплив гравітації від впливу космічного випромінювання не вдавалося.

Цікаво, що додавання прогестерону — гормону, який вивільняється клітинами яйцеклітини — до камери-симулятора матки допомогло сперматозоїдам краще орієнтуватися в умовах мікрогравітації.

“Прогестерон діє як хімічний сигнал — своєрідний біологічний маяк наведення, який яйцеклітина виділяє приблизно в момент овуляції/ На поверхні сперматозоїдів є рецептори, які вловлюють цей сигнал і використовують його для орієнтації та руху до джерела. Це одна з найвитонченіших навігаційних систем природи”, — пояснює Макферсон.

Однак прогестерон допомагав сперматозоїдам лише за концентрацій, що значно перевищують ті, які зустрічаються в природі, зазначає вона.

“Тому, хоча результати й цікаві, ми ще не готові пропонувати прогестерон як просте вирішення проблеми фертильності в космосі. Проте це відкриває цікавий напрямок для майбутніх досліджень”, — додає Макферсон.

Дослідження охопило одразу три види ссавців: людину, мишу та свиню. Тяжкість наслідків залежала від виду та тривалості перебування в умовах мікрогравітації. Тривале опромінення виявилось особливо шкідливим: у ембріонів спостерігалися затримки розвитку та, в окремих випадках, зменшення кількості клітин, які формують плід на найранніших стадіях.

Водночас є і певний привід для оптимізму. Ті сперматозоїди, яким усе ж вдалося подолати лабіринт за умов гравітації, давали ембріони вищої якості — ніби стрес мікрогравітації спрацював як своєрідний фільтр, що залишив у грі лише найсильніших.

“У найсвіжішому дослідженні чимало здорових ембріонів сформувалися навіть за умов запліднення в мікрогравітації — і це дає підстави сподіватися, що розмноження в космосі колись стане можливим”, — зазначає Макферсон.

Наступним кроком для команди стане вивчення впливу різних гравітаційних умов — зокрема характерних для Марса та Місяця — на сперматозоїди й розвиток ембріонів. Дослідники також планують з’ясувати, як системи штучної гравітації можуть вплинути на репродукцію. За словами Макферсон, запліднення — це лише одна маленька ланка в довгому і складному ланцюжку, а до появи першого “космічного немовляти” ще дуже далеко.