Невесомость ломает GPS сперматозоидов: новое исследование
Ученые из Аделаидского университета выяснили, как отсутствие земного притяжения влияет на зачатие и рост эмбрионов. Эксперименты показали, что в условиях микрогравитации, то есть крайне слабого притяжения, сперматозоиды млекопитающих теряют ориентацию в пространстве. Клетки двигаются так же быстро, как на Земле, но не могут найти путь к яйцеклетке через женские половые пути. Из-за этого шансы зачать ребенка снижаются.
При этом исследователи доказали, что часть эмбрионов способна нормально расти даже в невесомости, поэтому в будущем люди и животные смогут размножаться в космосе. Журнал Communications Biology опубликовал результаты этой работы.
Чтобы понять причину дезориентации, исследователи детально изучили поведение клеток. В норме яйцеклетка выделяет гормон прогестерон, который служит своеобразным химическим маяком и притягивает к себе сперматозоиды. В условиях невесомости клетки теряют способность ориентироваться по этому сигналу. Однако ученые обнаружили, что если добавить прогестерон искусственно, человеческие сперматозоиды справляются с потерей направления и гораздо чаще находят верный маршрут. Это открытие подсказывает, как именно врачи смогут помогать будущим колонистам космоса, когда те решат завести детей.
Чтобы получить эти данные без полета на орбиту, исследователи создали специальные условия в лаборатории. Они взяли образцы спермы 3 видов млекопитающих, включая человека, и поместили их в аппарат под названием 3D-клиностат. Это устройство непрерывно вращает образцы в разных направлениях. Так аппарат лишает клетки понимания, где находится верх, а где низ, и имитирует космическую невесомость. Эту систему разработал доктор Джайлс Кирби из компании Firefly Biotech. После клиностата дезориентированные клетки направили в микроскопический лабиринт, который по своей форме и строению точно повторяет женские репродуктивные органы.
Ученые предупредили: человечество пока не готово к рождению детей в космосе
Помимо движения сперматозоидов, ученые проверили, как невесомость мешает яйцеклеткам оплодотворяться. Для этого они наблюдали за мышами. Когда клетки находились при нулевой гравитации 4 часа, количество оплодотворенных яйцеклеток снизилось на 30% по сравнению с земными условиями. Когда клетки оставляли в невесомости от 4 до 6 часов, они сливались еще реже. Если же гравитация отсутствовала дольше, эмбрионы начинали расти с задержкой. Иногда у них формировалось меньше клеток, из которых впоследствии образуется сам плод.
До этого исследования специалисты уже изучали, как сперматозоиды двигаются вне Земли, но никто раньше не проверял, могут ли они проходить через сложные пути внутри организма. Теперь команда переходит к следующему этапу проекта совместно с Центром космических ресурсов имени Энди Томаса. Ученые планируют выяснить, как клетки поведут себя при слабой гравитации, которая существует на Луне или Марсе, а также в системах искусственного притяжения. Главный вопрос заключается в том, замедляется ли рост эмбрионов постепенно по мере того, как слабеет гравитация, или существует определенный предел, после которого рост резко останавливается. Эти данные понадобятся инженерам и врачам, чтобы подготовить человечество к жизни на других планетах.
Иллюстрация Pixabay
Самое популярное
