Современная космонавтика стремительно превращается из сферы краткосрочных миссий в область постоянного присутствия человека вне Земли. Это ставит перед наукой новые вызовы, связанные с биологическим выживанием человека в космосе и в перспективе на других небесных телах.
Могут ли в космосе рождаться здоровые дети
Международная группа экспертов, включая специалистов NASA, подготовила отчет о влиянии внеземных условий на деторождение. Исследование призывает срочно разработать этические нормы и медицинские стандарты, так как развитие коммерческих полетов делает вопрос продолжения рода в космосе не теоретическим, а практически значимым.
Как будут выглядеть первые семьи в космосе? Denis-Art/Getty Images
Одной из главных проблем является микрогравитация, которая нарушает нормальное деление клеток и развитие эмбриона. На Земле гравитация играет роль вектора для формирования осей тела будущего организма. В космосе этот механизм ломается. Кроме того, защита от тяжелых ионов космических лучей внутри корабля пока недостаточна для защиты чувствительных половых клеток, что создает риск передачи генетических мутаций будущему потомству.
Исследователи отмечают, что за последние пятьдесят лет человечество совершило два колоссальных прорыва: высадку на Луну и освоение экстракорпорального оплодотворения. Сегодня эти казалось бы очень далекие области знаний и технологий начинают сближаться. Космос становится рабочим местом, а репродуктивные технологии — высокоавтоматизированными и доступными. Но до сих пор не существует единых отраслевых стандартов для управления рисками, связанными с беременностью в полете или влиянием радиации на фертильность.
Основная цель экспертов — выявление опасных пробелов в знаниях, которые могут привести к необратимому вреду для здоровья будущих поколений. Работа опубликована в журнале Reproductive Biomedicine Online.
Вызовы враждебной среды
Астронавты NASA Трейси Колдуэлл Дайсон (справа) и Шеннон Уокер готовятся поместить биологические образцы в лоток Дьюара в лабораторном морозильнике Minus Eighty в лаборатории Kibo на МКС.
Космическое пространство остается крайне агрессивной средой для человеческой биологии. Главными негативными факторами выступают микрогравитация, космическая радиация и нарушение циркадных ритмов.
Ученые считают естественное оплодотворение опасным для будущего ребенка. Это связано с целой серией угроз, которым подвергаются яйцеклетка и сперматозоиды еще до оплодотворения. В невесомости жидкости двигаются не так, как на Земле: они образуют капли и прилипают к поверхностям, это мешает движению сперматозоидов. Но даже если сперматозоид достигает яйцеклетки, ему трудно правильно проникнуть внутрь и донести свою ДНК — движение внутриклеточных органелл тоже меняется. Первые дни оплодотворенная яйцеклетка крайне уязвима, и лучше ее спрятать от космического излучения за свинцовыми стенками инкубатора, и только потом подсадить в матку. ЭКО — контролируемый процесс, и во многом случайное при естественном оплодоьворении слияние половых клеток превращается при ЭКО в решаемую инженерную задачу.
Открытый шкаф-инкубатор на МКС для проведения экспериментов в условиях микрогравитации. Он обеспечивает терморегулируемую среду для научных экспериментов и способен поддерживать температуру в диапазоне от -20 °C до +48,5 °C.
Клинический эмбриолог Джайлс Палмер подчеркивает: «Технологии ЭКО в космосе больше не являются чисто умозрительными. Это предсказуемое расширение уже существующих методов. Сохранение гамет, культивирование эмбрионов и генетический скрининг — это зрелые, портативные и все более автоматизированные процессы».
Несмотря на это, данных о влиянии длительного пребывания на орбите на мужскую и женскую репродуктивную систему катастрофически мало. Если краткосрочные миссии не показали серьезных отклонений в последующих беременностях у женщин-астронавтов, то последствия накопленной радиации при многолетних полетах остаются критическим пробелом в науке. Нам необходимы новые стратегии диагностики и профилактики, чтобы репродуктивное здоровье не оставалось «слепым пятном» в политике освоения космоса.