Kelionė į kosmosą gali turėti netikėtą poveikį vyrų vaisingumui: spermai gali būti gerokai sunkiau „susiorientuoti“ ir pasiekti kiaušialąstę.
Australijos „Adelaide“ universiteto mokslininkai laboratorijoje parodė, kad gravitacijos stoka gali veikti žmogaus ir kitų žinduolių lytines ląsteles. Tai laikoma galimu kosminių skrydžių rizikos veiksniu tiek žmonėms, tiek gyvūnams, kuriuos ateityje būtų siekiama auginti ar veisti kosmose.
Tyrime mikrogravitacija Žemėje buvo imituojama naudojant 3D klinostato įrenginį, kuris nuolat sukasi taip, kad biologiniai mėginiai nebejaučia aiškios „viršaus“ ir „apačios“ krypties. Tokiu būdu buvo tiriama, kaip žmogaus, kiaulių ir graužikų spermatozoidai geba judėti specialiu kanalu, kai nėra įprasto gravitacijos „orientyro“.
Kanalo konstrukcija buvo sukurta taip, kad primintų žinduolių moters reprodukcinį traktą. Jei spermatozoidams tampa sunkiau atskirti kryptį, kur yra „pirmyn“ ar „atgal“, jiems sudėtingiau įveikti šį kelią.
„Pastebėjome reikšmingą sumažėjimą spermatozoidų, kurie mikrogravitacijos sąlygomis sėkmingai rado kelią per kameros labirintą, lyginant su įprastomis gravitacijos sąlygomis“, – teigė „Adelaide“ universiteto biologė Nicole McPherson.
„Tai pasireiškė visuose modeliuose, nors pačių spermatozoidų fizinis judėjimo būdas nepasikeitė. Tai rodo, kad krypties praradimas greičiausiai susijęs ne su judrumo pokyčiais, o su kitais veiksniais“, – pridūrė ji.
Nauji rezultatai papildo ankstesnį 2024 m. tyrimą, kuriame buvo nustatyta, kad žmogaus spermatozoidams, veikiamiems svyruojančio gravitacijos lygio, reikšmingai prastėja judėjimas ir bendra būklė. Dabar aiškėja, kad tokie pokyčiai gali paveikti ir jų gebėjimą „naviguoti“ kanalu.
Tyrimo autoriai, vadovaujami reprodukcinės imunologijos specialistės Hannah Lyons, kol kas tiksliai nežino, kodėl taip nutinka. Vis dėlto keliama hipotezė, kad be pastovios gravitacijos spermatozoidai prasčiau „kontaktuoja“ su kanalo sienelėmis, kurios gali padėti išlaikyti kryptį.
Tačiau gravitacija – ne vienintelė jėga, padedanti spermatozoidams orientuotis. Mokslininkams pavyko paskatinti žmogaus spermatozoidus mikrogravitacijos sąlygomis pasiekti labirinto pabaigą, kai buvo sudarytas stiprus cheminis „pėdsakas“ naudojant hormoną progesteroną.
„Šie rezultatai pabrėžia chemotaksinių spermatozoidų reakcijų svarbą mikrogravitacijos sąlygomis“, – teigiama tyrimo išvadose.
„Įdomu tai, kad mūsų rezultatai rodo, jog spermatozoidai gali turėti prisitaikymo procesų, leidžiančių jiems pasiekti apvaisinimo vietą net ir gravitacijai nesant“, – pažymi autoriai.
Vis dėlto gravitacijos stoka gali sutrikdyti ne tik „navigaciją“. Net jei spermatozoidas mikrogravitacijos sąlygomis pasiekia kiaušialąstę, vėlesnės pasekmės gali būti nepalankios.
Kai mokslininkai pelės spermą keturias valandas veikė klinostatu, o vėliau ją sujungė su kiaušialąstėmis, apvaisinimo sėkmė buvo 30 proc. mažesnė nei įprastomis sąlygomis.
„Stebėjome sumažėjusius apvaisinimo rodiklius po keturių–šešių valandų poveikio mikrogravitacijai“, – sakė N. McPherson.
„Ilgesnis poveikis, panašu, dar labiau kenkė – pasireiškė vystymosi vėlavimai ir kai kuriais atvejais sumažėjo ląstelių, kurios ankstyviausiose embriono formavimosi stadijose vėliau prisideda prie vaisiaus struktūrų susidarymo“, – pridūrė ji.
Ar toks pats poveikis galioja ir žmonėms, kol kas neaišku, tačiau klinostato bandymuose žmogaus ir pelės spermatozoidai elgėsi panašiai.
Augant komercinių kosminių skrydžių apimtims, mokslininkai vis dažniau perspėja, kad apie mikrogravitacijos ir kitų kosmoso veiksnių, pavyzdžiui, radiacijos, poveikį žmogaus reprodukcinei sistemai žinome per mažai.
„Šios įžvalgos pabrėžia reprodukcinės sėkmės mikrogravitacijoje sudėtingumą ir kritišką poreikį tęsti tyrimus visuose ankstyvojo vystymosi etapuose“, – teigiama „Adelaide“ universiteto mokslininkų išvadose.
„Molekulinio ir mechaninio lytinių ląstelių bei embrionų jautrumo pakitusiam gravitacijos laukui supratimas yra būtinas siekiant užtikrinti ilgalaikį žmonių ir gyvulių reprodukcinį tvarumą kosmose“, – priduria autoriai.
Tyrimas publikuotas žurnale „Communications Biology“.
