Эксперимент в невесомости показал: сперматозоиды в космосе теряют ориентацию
Человечество строит амбициозные планы по покорению дальнего космоса. А значит, вопрос продолжения рода в дальних полетах все ближе к переходу в сугубо практическую плоскость. Однако возможность оплодотворения и вынашивания ребенка в невесомости вызывает закономерные сомнения.
В Аделаидском университете провели эксперимент, в котором исследовалась возможность зачатия и раннего развития эмбриона в космосе. С результатами можно ознакомиться на страницах Communications Biology.
Потеря ориентации
Образцы спермы трех видов млекопитающих, включая человека, были помещены в 3D-клиностат. Этот аппарат имитирует невесомость, хаотично вращая образец во всех направлениях. В этих условиях сперматозоидам надо было пройти по лабиринту, повторяющему форму женских репродуктивных путей. В конце мышиные и свиные сперматозоиды ждала соответствующая яйцеклетка, в случае с человеческим семенем ее не помещали из этических соображений.
«Мы впервые показали, что гравитация играет важную роль в способности сперматозоидов перемещаться по такому каналу, как репродуктивный тракт. В условиях микрогравитации мы зафиксировали значительное снижение количества сперматозоидов, которым удалось успешно пройти лабиринт, по сравнению с нормальной гравитацией», — рассказывает биолог-репродуктолог Николь Макферсон из Института Робинсона, ведущий автор исследования.
По ее словам, в этих условиях сперматозоиды были похожи на непристегнутых астронавтов: «Это заставляет их кувыркаться, терять ориентацию... они перестают различать, где верх, где низ».
Потенциальное решение проблемы
Этот эффект наблюдался у всех изученных видов, хотя при этом физическая подвижность сперматозоидов не изменилась. Это означает, что потеря ориентации была связана не с подвижностью как таковой, а с другими факторами.
Добавление полового гормона прогестерона помогло добраться к заветной цели большему числу человеческих сперматозоидов. В естественных условиях все устроено так же: яйцеклетка выделяет прогестерон, и он служит своего рода приманкой, только концентрация его намного меньше. Этот гормон будет изучен «как потенциальное решение проблемы», говорит Макферсон.
Исследователи изучили также, как воздействие микрогравитации в момент оплодотворения сказывается на развитии эмбрионов на примере животных моделей.
Они обнаружили, что после четырех часов в условиях невесомости количество успешно оплодотворенных яйцеклеток мыши сокращается на 30% по сравнению с обычными земными условиями.
«Более длительное воздействие оказывалось еще губительнее: оно приводило к задержкам развития, а в некоторых случаях — к уменьшению количества клеток, из которых на самых ранних этапах формируется плод», — добавляет исследовательница.
Что дальше
Сейчас ученые переходят к следующему этапу исследования. Они намерены изучить, как различные гравитационные условия — например, на Луне, Марсе или в гипотетических системах искусственной гравитации — влияют на навигацию сперматозоидов и раннее развитие эмбриона. Ключевой вопрос заключается в том, линейна ли зависимость негативных эффектов от ослабления силы тяжести или есть некий порог, затрудняющий фертильность до невозможности.
«В наших опытах многие здоровые эмбрионы смогли сформироваться, даже если оплодотворение происходило в этих условиях. Это вселяет надежду, что размножение в космосе когда-нибудь станет возможным», — заключила Макферсон.
