ด้วยภารกิจที่เสนอให้กับดาวอังคารและวางแผนที่จะสร้างด่านหน้าบนดวงจันทร์ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้ามีคำถามมากมายเกี่ยวกับผลกระทบที่ใช้เวลาในอวกาศหรือบนดาวเคราะห์ดวงอื่นที่อาจมีในร่างกายมนุษย์ นอกเหนือจากคำถามทั่วไปเกี่ยวกับผลกระทบของรังสีและส่วนล่างของกล้ามเนื้อกระดูกและอวัยวะของเราแล้วยังมีคำถามว่าการเดินทางในอวกาศสามารถส่งผลกระทบต่อความสามารถในการทำซ้ำของเราอย่างไร
เมื่อต้นสัปดาห์นี้ - ในวันจันทร์ที่ 22 พฤษภาคม - ทีมนักวิจัยญี่ปุ่นประกาศผลการวิจัยที่อาจทำให้กระจ่างในคำถามนี้ ด้วยการใช้ตัวอย่างของอสุจิหนูแห้งทีมสามารถผลิตหนูที่มีสุขภาพดีได้ ในการศึกษาภาวะเจริญพันธุ์หนูอสุจิใช้เวลาเก้าเดือนบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ระหว่างปี 2556 ถึง 2557) คำถามที่แท้จริงในขณะนี้คือสามารถทำเช่นเดียวกันสำหรับเด็กทารกมนุษย์?
การศึกษานี้นำโดยนักวิจัยนักศึกษาที่ศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพขั้นสูงของมหาวิทยาลัยยามานาชิ ขณะที่เธอและเพื่อนร่วมงานอธิบายในการศึกษาของพวกเขา - ซึ่งเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน การดำเนินการของ National Academy of Sciences - จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการสืบพันธุ์หากมนุษยชาติตั้งใจจะอยู่ในอวกาศในระยะยาว
ดังนั้นการศึกษาที่กล่าวถึงผลกระทบที่อาศัยอยู่ในอวกาศอาจมีต่อการสืบพันธุ์ของมนุษย์เป็นสิ่งจำเป็นก่อน ความจำเป็นในการจัดการกับผลกระทบของแรงโน้มถ่วงต่ำ (หรือแรงโน้มถ่วงต่ำ) อาจมีความอุดมสมบูรณ์ความสามารถของมนุษย์ในการตั้งครรภ์และการพัฒนาของเด็ก และที่สำคัญพวกเขาต้องจัดการกับหนึ่งในอันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของการใช้เวลาในอวกาศ - ซึ่งเป็นภัยคุกคามที่เกิดจากแสงอาทิตย์และรังสีคอสมิก
เพื่อความยุติธรรมเราไม่จำเป็นต้องไปไกลถึงความรู้สึกถึงผลกระทบของการแผ่รังสีในอวกาศ สถานีอวกาศนานาชาติได้รับปริมาณรังสีมากกว่า 100 เท่าเป็นประจำที่พื้นผิวโลกทำซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายทางพันธุกรรมหากไม่มีมาตรการป้องกันที่เพียงพอ ในร่างของโซล่าอื่น ๆ เช่นมาร์สและเดอะมูนซึ่งไม่มีสนามแม่เหล็กป้องกัน - สถานการณ์ก็คล้ายกัน
และในขณะที่มีการศึกษาผลกระทบของรังสีต่อผู้ใหญ่อย่างกว้างขวางความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับลูกหลานของเรายังไม่เกิดขึ้น รังสีดวงอาทิตย์และรังสีคอสมิกจะส่งผลกระทบต่อความสามารถในการสืบพันธุ์ของเราได้อย่างไรและการแผ่รังสีนี้ส่งผลต่อเด็กอย่างไรเมื่อพวกเขายังอยู่ในครรภ์และเมื่อพวกเขาเกิดมา หวังว่าจะทำตามขั้นตอนแรกในการตอบคำถามเหล่านี้วาคายามะและเพื่อนร่วมงานของเธอจึงเลือกอสุจิของหนู
พวกเขาเลือกหนูโดยเฉพาะเนื่องจากเป็นสายพันธุ์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ดังที่ Sayaka Wakayama อธิบายนิตยสารอวกาศผ่านอีเมล:
“ จนถึงตอนนี้มีเพียงปลาหรือซาลาแมนเดอร์เท่านั้นที่ตรวจสอบการแพร่พันธุ์ในอวกาศ อย่างไรก็ตามสายพันธุ์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนั้นแตกต่างกันมากเมื่อเทียบกับสายพันธุ์เช่นเกิดจากแม่ (viviparity) หากต้องการทราบว่าการสืบพันธุ์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นไปได้หรือไม่เราต้องใช้สายพันธุ์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพื่อการทดลอง อย่างไรก็ตามสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเช่นหนูหรือหนูมีความไวและยากต่อการดูแลโดยนักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาการสืบพันธุ์ ดังนั้นเรา [ยังไม่ได้ทำการศึกษาเหล่านี้] จนถึงตอนนี้ เราวางแผนที่จะทำการทดลองเพิ่มเติมเช่นผลของแรงโน้มถ่วงขนาดเล็กสำหรับการพัฒนาของตัวอ่อน”
ตัวอย่างใช้เวลาเก้าเดือนบนสถานีอวกาศนานาชาติซึ่งในช่วงเวลาดังกล่าวจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิคงที่ -95 ° C (-139 ° F) ในระหว่างการเปิดตัวและการกู้คืนพวกเขาอยู่ที่อุณหภูมิห้อง หลังจากการค้นพบวาคายามะและทีมของเธอพบว่ากลุ่มตัวอย่างได้รับความเสียหายเล็กน้อย
“ สเปิร์มที่ถูกเก็บรักษาในอวกาศมีความเสียหายของดีเอ็นเอแม้หลังจากผ่านไปเพียง 9 เดือนโดยการแผ่รังสีในอวกาศ “ อย่างไรก็ตามความเสียหายนั้นไม่แข็งแรงและสามารถซ่อมแซมได้เมื่อปฏิสนธิโดยความสามารถของเซลล์ไข่ ดังนั้นเราสามารถรับลูกหลานปกติและมีสุขภาพดี สิ่งนี้บอกฉันว่าเราต้องตรวจสอบผลกระทบเมื่อสเปิร์มถูกเก็บรักษาไว้เป็นเวลานาน”
นอกจากจะสามารถซ่อมแซมได้ตัวอสุจิตัวอย่างก็ยังสามารถปฏิสนธิตัวอ่อนของหนู (เมื่อพวกมันถูกนำกลับมาสู่โลก) และผลิตลูกหลานของเมาส์ซึ่งทั้งหมดก็เติบโตจนครบและแสดงระดับความอุดมสมบูรณ์ตามปกติ พวกเขายังกล่าวอีกว่าอัตราการปฏิสนธิและอัตราการเกิดมีความคล้ายคลึงกับกลุ่มควบคุมและมีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยระหว่างจีโนมและหนูที่สร้างโดยใช้สเปิร์มทดสอบ
จากทั้งหมดนี้พวกเขาแสดงให้เห็นว่าแม้ว่าการได้รับรังสีจากอวกาศสามารถทำลาย DNA แต่ก็ไม่จำเป็นต้องส่งผลกระทบต่อการผลิตลูกหลานที่มีชีวิต (อย่างน้อยภายในระยะเวลาเก้าเดือน) ยิ่งไปกว่านั้นผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าสัตว์มนุษย์และสัตว์เลี้ยงสามารถผลิตได้จากอสุจิที่อนุรักษ์พื้นที่ซึ่งอาจเป็นประโยชน์อย่างมากเมื่อมันมาถึงการล่าอาณานิคมในอวกาศและดาวเคราะห์อื่น ๆ
ดังที่วาคายามากล่าวไว้การวิจัยนี้สร้างแนวทางปฏิบัติเกี่ยวกับการปฏิสนธิที่จัดตั้งขึ้นแล้วบนโลกและแสดงให้เห็นว่าการปฏิบัติแบบเดียวกันนี้สามารถใช้ในอวกาศได้:
“ วิชาหลักของเราคือการสืบพันธุ์สัตว์เลี้ยง ในสถานการณ์ปัจจุบันบนพื้นดินสัตว์จำนวนมากเกิดจากการเก็บรักษาตัวอสุจิ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศญี่ปุ่น 100% ของวัวนมเกิดจากสเปิร์มที่เก็บรักษาไว้เนื่องจากเหตุผลทางเศรษฐกิจและการเพาะพันธุ์ บางครั้งสเปิร์มที่ถูกเก็บรักษามานานกว่า 10 ปีถูกนำมาใช้ในการผลิตวัว หากมนุษย์อยู่ในอวกาศเป็นเวลาหลายปีผลลัพธ์ของเราก็แสดงให้เห็นว่าเราสามารถทานเนื้อสเต็กในอวกาศได้ เพื่อจุดประสงค์นั้นเราทำการศึกษานี้ สำหรับมนุษย์การค้นพบของเราอาจช่วยคู่รักที่มีบุตรยากได้”
งานวิจัยนี้ยังปูทางสำหรับการทดสอบเพิ่มเติมที่จะพยายามวัดผลกระทบของการแผ่รังสีในอวกาศที่มีต่อไข่และระบบสืบพันธุ์เพศหญิง การทดสอบเหล่านี้ไม่เพียงบอกเราได้อย่างมากว่าเวลาในอวกาศจะส่งผลต่อความอุดมสมบูรณ์ของเพศหญิงได้อย่างไร แต่มันก็อาจมีผลกระทบอย่างรุนแรงต่อความปลอดภัยของนักบินอวกาศ ในฐานะที่เป็น Ulrike Luderer ศาสตราจารย์ด้านการแพทย์ที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียและหนึ่งในผู้ร่วมเขียนบนกระดาษกล่าวในการแถลงถึง AFP:
“ การได้รับสารเหล่านี้สามารถทำให้เกิดความล้มเหลวของรังไข่และมะเร็งรังไข่ได้เช่นเดียวกับโรคกระดูกพรุนอื่น ๆ โรคหลอดเลือดหัวใจและโรคทางระบบประสาทเช่นอัลไซเมอร์ นักบินอวกาศครึ่งหนึ่งในชั้นเรียนนักบินอวกาศใหม่ของนาซ่าคือผู้หญิง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องรู้ว่าผลกระทบต่อสุขภาพที่เกิดขึ้นเป็นประจำสำหรับผู้หญิงที่ได้รับรังสีจากห้วงอวกาศในระยะยาวเป็นอย่างไร”
อย่างไรก็ตามปัญหาที่ยังคงค้างอยู่กับการทดสอบเหล่านี้สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างผลกระทบของแรงโน้มถ่วงและการแผ่รังสี ในอดีตมีการทำวิจัยที่แสดงให้เห็นว่าการสัมผัสกับ microgravity จำลองสามารถลดความสามารถในการซ่อมแซม DNA และทำให้เกิดความเสียหาย DNA ในมนุษย์ การศึกษาอื่น ๆ ได้ยกประเด็นของการมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันระหว่างทั้งสองและวิธีการทดลองเพิ่มเติมที่จำเป็นเพื่อแก้ไขผลกระทบที่แม่นยำของแต่ละคน
ในอนาคตอาจเป็นไปได้ที่จะแยกความแตกต่างระหว่างทั้งสองโดยการวางตัวอย่างของตัวอสุจิและไข่ในพรูที่มีความสามารถในการจำลองแรงโน้มถ่วงของโลก (1 ก.) ในทำนองเดียวกันโมดูลป้องกันสามารถใช้แยกผลของแรงโน้มถ่วงต่ำหรือแม้กระทั่งไมโคร นอกเหนือจากนั้นอาจมีความไม่แน่นอนที่เอ้อระเหยจนกว่าจะถึงเวลาที่ทารกเกิดมาจริงในอวกาศหรือในสภาพแวดล้อมของดวงจันทร์หรือบนดาวอังคาร
และแน่นอนว่าผลกระทบระยะยาวของแรงโน้มถ่วงที่ลดลงและการแผ่รังสีที่มีต่อวิวัฒนาการของมนุษย์ก็ยังคงมีอยู่ ในทุกโอกาสที่จะไม่ชัดเจนสำหรับคนรุ่นต่อ ๆ ไปและจะต้องมีการศึกษาหลากหลายรุ่นของเด็กที่เกิดจากโลกเพื่อดูว่าพวกเขาและลูกหลานของพวกเขาแตกต่างกันอย่างไร
