WASZYNGTON: W miarę jak ludzkość zmierza w stronę celu, jakim jest ustanowienie długoterminowej obecności na Księżycu i Marsie, kwestia, czy możliwa jest reprodukcja w środowiskach pozaziemskich, nie może już być jedynie hipotetyczna. Nowe badania wykorzystujące symulowane warunki mikrograwitacji zidentyfikowały kilka głównych wyzwań.
Eksperymenty przeprowadzone przez naukowców z Australii wykazały, że warunki mikrograwitacji symulowane w laboratorium zakłócają nawigację plemników, zmniejszają współczynnik zapłodnienia, a w przypadku długotrwałego narażenia pogarszają jakość i przeżycie wczesnych zarodków.
Odkryli, że w tych warunkach plemniki ludzkie i mysie były o około 50 procent mniej skuteczne w przepływaniu przez kanał naśladujący żeński układ rozrodczy w porównaniu z normalną grawitacją. W przypadku jaj myszy oznaczało to spadek powodzenia zapłodnienia o około 30%. Badania ujawniły także powikłania we wczesnym rozwoju zarodka.
Ciało ludzkie ewoluowało przez miliony lat, aby optymalnie funkcjonować w środowisku Ziemi, w tym w jej grawitacji, a wędrówka poza granice Ziemi powoduje wiele zmian fizjologicznych, które wpływają na zdrowie człowieka. Stany Zjednoczone w ramach programu Artemis NASA planują wylądować astronautów na Księżycu w nadchodzących latach, podobnie jak Chiny.
„W związku z aktywnymi działaniami programu Artemis mającymi na celu powrót ludzi na Księżyc i poważnymi planami dotyczącymi załogowych misji na Marsa, zdolność do rozmnażania się poza Ziemią ma fundamentalne znaczenie dla każdego długoterminowego osadnictwa” – powiedziała Nicole McPherson, specjalistka ds. reprodukcji, kierująca Grupą Biologii Spermy i Zarodka w Instytucie Badawczym Robinson Research Institute na Uniwersytecie Adelaide w Australii, główna autorka badania opublikowanego w czasopiśmie Communications Biology.
„Dotyczy to nie tylko reprodukcji człowieka, ale także zwierząt i gatunków rolniczych, od których zależy każde samowystarczalne siedlisko” – powiedział McPherson, który jest także dyrektorem laboratoriów badawczych i diagnostycznych w Genea, jednym z wiodących australijskich dostawców in vitro.
Do zapłodnienia dochodzi, gdy plemnik mężczyzny przemieszcza się przez żeński układ rozrodczy i przenika do komórki jajowej, po czym następuje połączenie materiału genetycznego obu komórek. Nowe badanie jako pierwsze pokazuje, że grawitacja odgrywa kluczową rolę w zdolności plemników do poruszania się w kierunku komórki jajowej.
„Nie ma to wpływu na zdolność pływania. W warunkach mikrograwitacji plemniki nadal się poruszają, po prostu nie mogą znaleźć drogi. Funkcja, która wydaje się zakłócona, to nawigacja, czyli zdolność do orientowania się i poruszania się w określonym celu w kierunku celu. Uważamy, że dzieje się tak, ponieważ wiele białek na powierzchni plemników działa jak mechanosensory, maleńkie urządzenia molekularne wykrywające siły fizyczne, w tym grawitację” – powiedział McPherson.
„Kiedy usunie się przyciąganie grawitacyjne, czujniki te wydają się być wyrzucone, pozostawiając plemnik bez wiarygodnego układu odniesienia dla góry, dołu lub kierunku ruchu. To trochę jak próba poruszania się w labiryncie z zawiązanymi oczami i wirującym” – powiedziała McPherson.
Dodanie progesteronu, żeńskiego hormonu naturalnie uwalnianego w okresie owulacji jako chemicznego sygnału naprowadzającego, który pomaga plemnikom w odnalezieniu drogi, pomogło większej liczbie ludzkich plemników przezwyciężyć negatywne skutki mikrograwitacji.
Symulacja mikrograwitacji
Aby symulować mikrograwitację, naukowcy wykorzystali urządzenie, które powoduje, że komórki doświadczają stanu przypominającego ciągły, swobodny spadek nieważkości w przestrzeni. Aby przetestować nawigację, wykorzystali plastikową komorę z wąskimi kanałami otwartymi na obu końcach, w której plemniki musiały przedostać się z jednego końca na drugi.
Nastąpiło około 50-procentowe zmniejszenie liczby plemników ludzkich i mysich, które pomyślnie poruszały się w warunkach mikrograwitacji w porównaniu z normalną grawitacją. W przypadku jaj myszy skuteczność zapłodnienia została zmniejszona o 30% po czterech do sześciu godzinach mikrograwitacji w porównaniu z normalną grawitacją.
Opublikowano w Dawn, 31 marca 2026 r
