Med foreslåede missioner til Mars og planer om at etablere udposter på Månen i de kommende årtier, er der flere spørgsmål om, hvilke effekter tidsforbruget i rummet eller på andre planeter kan have på den menneskelige krop. Ud over det normale spektrum af spørgsmål om virkningerne af stråling og lavere g på vores muskler, knogler og organer er der også spørgsmålet om, hvordan rumrejse kan påvirke vores evne til at reproducere.
Tidligere denne uge - mandag den 22. maj - annoncerede et team af japanske forskere fund, der kunne kaste lys over dette spørgsmål. Ved hjælp af en prøve af frysetørret musesæd kunne teamet fremstille et kuld med sunde babymus. Som en del af en fertilitetsundersøgelse havde musens sæd tilbragt ni måneder ombord på den internationale rumstation (mellem 2013 og 2014). Det egentlige spørgsmål nu er, kan det samme gøres for menneskelige babyer?
Undersøgelsen blev ledet af en studerende forsker ved University of Yamanashis Advanced Biotechnology Center. Som hun og hendes kolleger forklarer i deres undersøgelse - som for nylig blev offentliggjort i Forløb fra National Academy of Sciences - Hjælpet reproduktionsteknologi er nødvendigt, hvis menneskeheden nogensinde agter at leve i rummet på lang sigt.
Som sådan er det nødvendigt med undersøgelser, der adresserer den virkning, som bor i rummet kan have på menneskelig reproduktion. Disse behov for at tackle den påvirkning mikrogravitet (eller lav tyngdekraft) kan have på fertilitet, menneskelige evner til at blive gravid og udviklingen af børn. Og endnu vigtigere er, at de er nødt til at tackle en af de største farer ved at tilbringe tid i rummet - hvilket er truslen fra sol- og kosmisk stråling.
For at være retfærdig behøver man ikke gå langt for at føle virkningen af rumstråling. ISS modtager regelmæssigt mere end 100 gange den stråling, Jordens overflade udfører, hvilket kan resultere i genetisk skade, hvis der ikke er tilstrækkelige sikkerhedsforanstaltninger. På andre solcellelegemer - som Mars og månen, som ikke har en beskyttende magnetosfære - er situationen den samme.
Og mens virkningerne af stråling på voksne er blevet undersøgt omfattende, har den potentielle skade, der kan være forårsaget af vores afkom, ikke. Hvordan kan sol- og kosmisk stråling påvirke vores evne til at reproducere, og hvordan kan denne stråling påvirke børn, når de stadig er i livmoderen, og når de først er født? I håb om at tage de første skridt i behandlingen af disse spørgsmål valgte Wakayama og hendes kolleger musens spermatozoer.
De valgte specifikt mus, da de er en pattedyrart, der formerer sig seksuelt. Som Sayaka Wakayama forklarede Space Magazine via e-mail:
”Indtil videre blev kun fisk eller salamandere undersøgt for reproduktion i rummet. Imidlertid er pattedyrarter meget forskellige sammenlignet med disse arter, såsom at være født fra en mor (livlighed). For at vide, om pattedyrs reproduktion er mulig eller ikke, skal vi bruge pattedyrarter til forsøg. Imidlertid er pattedyrarter som mus eller rotter meget følsomme og vanskelige at tage sig af astronauter ombord på ISS, især til en reproduktionsundersøgelse. Derfor har vi [ikke gennemført disse undersøgelser] indtil nu. Vi planlægger at udføre flere eksperimenter som f.eks. Virkningen af mikrogravitet for udvikling af embryo. ”
Prøverne tilbragte ni måneder ombord på ISS, i hvilket tidsrum de blev holdt ved en konstant temperatur på -95 ° C (-139 ° F). Under lanceringen og gendannelsen var de imidlertid ved stuetemperatur. Efter hentning fandt Wakayama og hendes team, at prøverne havde lidt en mindre skade.
”Sperm bevaret i rummet havde DNA-skader, selv efter kun 9 måneder af rumstråling,” sagde Wakayama. ”Denne skade var imidlertid ikke stærk og kunne repareres, når den blev befrugtet med oocytkapacitet. Derfor kunne vi få normale, sunde afkom. Dette antyder for mig, at vi skal undersøge effekten, når sædceller bevares i længere perioder. ”
Ud over at kunne repareres var sædprøverne stadig i stand til at befrugte musembryoner (når de først blev bragt tilbage til Jorden) og producerede musafkom, som alle voksede til modenhed og viste normale fertilitetsniveauer. De bemærkede også, at befrugtnings- og fødselsraterne svarede til kontrolgruppernes, og at der kun eksisterede mindre genomiske forskelle mellem dem og musen oprettet ved hjælp af testsæd.
Fra alt dette demonstrerede de, at selv om eksponering for rumstråling kan skade DNA, behøver det ikke at påvirke produktionen af levedygtige afkom (mindst inden for en ni måneders periode). Resultaterne tyder endvidere på, at mennesker og husdyr kunne fremstilles ud fra pladsbevarede spermatozoer, hvilket kan være meget nyttigt, når det kommer til koloniserende rum og andre planeter.
Som Wakayama udtrykte det, bygger denne forskning på befrugtningspraksis, der allerede er etableret på Jorden, og demonstrerede, at samme praksis kunne bruges i rummet:
”Vores hovedemne er reproduktion af husdyr. I den aktuelle situation på jorden fødes mange dyr fra konserves spermatozoer. Især i Japan blev 100% af mælkekøerne født af konserveret sæd på grund af økonomiske og avlsmæssige årsager. Undertiden blev sæd, der har været opbevaret i mere end 10 år, brugt til at producere køer. Hvis mennesker lever i rummet i mange år, så viste vores resultater, at vi kan spise oksekød i rummet. Til dette formål gjorde vi denne undersøgelse. For mennesker vil vores fund sandsynligvis hjælpe infertile par. ”
Denne undersøgelse baner også vejen for yderligere test, der ville forsøge at måle virkningerne af rumstråling på æg og det kvindelige reproduktionssystem. Disse test kunne ikke kun fortælle os meget om, hvordan tid i rummet kunne påvirke kvindelig fertilitet, det kan også have alvorlige konsekvenser for astronautsikkerhed. Som Ulrike Luderer, en professor i medicin ved University of California og en af medforfatterne på papiret sagde i en erklæring til AFP:
”Disse typer eksponeringer kan forårsage tidlig ovariesvigt og kræft i æggestokkene samt anden osteoporose, hjerte-kar-sygdomme og neurokognitive sygdomme som Alzheimers. Halvdelen af astronauterne i NASAs nye astronautklasser er kvinder. Så det er virkelig vigtigt at vide, hvilke kroniske sundhedseffekter der kan være for kvinder, der udsættes for langvarig dyb rumstråling. ”
Imidlertid er et vedvarende problem med disse slags tests i stand til at skelne mellem virkningerne af mikrogravitet og stråling. Tidligere er der foretaget forskning, der viste, hvordan eksponering for simuleret mikrogravitet kan reducere DNA-reparationskapacitet og inducere DNA-skader hos mennesker. Andre undersøgelser har rejst spørgsmålet om samspillet mellem de to, og hvordan yderligere eksperimenter er nødvendige for at tackle den nøjagtige virkning af hver enkelt.
I fremtiden kan det være muligt at skelne mellem de to ved at placere prøver af sædceller og æg i en torus, der er i stand til at simulere jordens tyngdekraft (1 g). Tilsvarende kunne afskærmede moduler bruges til at isolere virkningerne af lav eller endda mikrotyngdekraft. Derudover vil der sandsynligvis være dvælende usikkerheder, indtil babyer faktisk er født i rummet, eller i et månemiljø eller en Marsmiljø.
Og naturligvis er de langsigtede virkninger af reduceret tyngdekraft og stråling på den menneskelige udvikling stadig at se. Efter sandsynlighed vil det ikke blive klart i de kommende generationer, og det vil kræve multegenerationsundersøgelser af børn født væk fra Jorden for at se, hvordan de og deres afkom adskiller sig.
