Với các nhiệm vụ được đề xuất lên Sao Hỏa và có kế hoạch thiết lập các tiền đồn trên Mặt Trăng trong những thập kỷ tới, có một số câu hỏi về tác động của thời gian trong không gian hoặc trên các hành tinh khác có thể có trên cơ thể con người. Ngoài phạm vi câu hỏi thông thường liên quan đến ảnh hưởng của bức xạ và g thấp hơn đối với cơ, xương và các cơ quan của chúng ta, còn có câu hỏi về việc du hành không gian có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của chúng ta như thế nào.
Đầu tuần này - vào thứ Hai, ngày 22 tháng 5 - một nhóm các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã công bố những phát hiện có thể làm sáng tỏ câu hỏi này. Sử dụng một mẫu tinh trùng chuột đông khô, nhóm nghiên cứu đã có thể tạo ra một lứa chuột con khỏe mạnh. Là một phần của nghiên cứu về khả năng sinh sản, tinh trùng chuột đã trải qua 9 tháng trên Trạm vũ trụ quốc tế (giữa năm 2013 và 2014). Câu hỏi thực sự bây giờ là, liệu có thể được thực hiện tương tự cho trẻ sơ sinh?
Nghiên cứu được dẫn dắt bởi, một nhà nghiên cứu sinh viên tại Trung tâm Công nghệ sinh học tiên tiến của Đại học Yamanashi. Như cô và các đồng nghiệp giải thích trong nghiên cứu của họ - gần đây đã được xuất bản trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia - công nghệ hỗ trợ sinh sản sẽ cần thiết nếu nhân loại từng có ý định sống trong không gian lâu dài.
Như vậy, các nghiên cứu giải quyết ảnh hưởng của việc sống trong không gian có thể có đối với sự sinh sản của con người là cần thiết trước tiên. Những nhu cầu này để giải quyết các trọng lực tác động (hoặc trọng lực thấp) có thể có đối với khả năng sinh sản, khả năng thụ thai của con người và sự phát triển của trẻ em. Và quan trọng hơn, họ cần phải đối phó với một trong những mối nguy hiểm lớn nhất của việc dành thời gian trong không gian - đó là mối đe dọa gây ra bởi bức xạ mặt trời và vũ trụ.
Công bằng mà nói, người ta không cần phải đi xa để cảm nhận được ảnh hưởng của bức xạ không gian. ISS thường xuyên nhận được hơn 100 lần lượng phóng xạ mà bề mặt Trái đất gây ra, điều này có thể dẫn đến thiệt hại di truyền nếu không có biện pháp bảo vệ đầy đủ. Trên các thiên thể khác - như Sao Hỏa và Mặt Trăng, không có từ trường bảo vệ - tình huống cũng tương tự.
Và trong khi ảnh hưởng của bức xạ đối với người trưởng thành đã được nghiên cứu rộng rãi, thì thiệt hại tiềm tàng có thể gây ra cho con cháu chúng ta lại không xảy ra. Làm thế nào bức xạ mặt trời và vũ trụ có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của chúng ta, và bức xạ này có thể ảnh hưởng đến trẻ em như thế nào khi chúng còn trong bụng mẹ và một khi chúng được sinh ra? Hy vọng thực hiện những bước đầu tiên để giải quyết những câu hỏi này, Wakayama và các đồng nghiệp của cô đã chọn tinh trùng của chuột.
Họ đặc biệt chọn chuột vì chúng là một loài động vật có vú sinh sản hữu tính. Như Sayaka Wakayama đã giải thích Tạp chí Vũ trụ qua email:
Cho đến nay, chỉ có cá hoặc kỳ giông được kiểm tra sinh sản trong không gian. Tuy nhiên, các loài động vật có vú rất khác so với các loài đó, chẳng hạn như được sinh ra từ mẹ (viviparity). Để biết liệu sinh sản của động vật có vú có thể hay không, chúng ta phải sử dụng các loài động vật có vú cho các thí nghiệm. Tuy nhiên, các loài động vật có vú như chuột hoặc chuột rất nhạy cảm và khó chăm sóc bởi các phi hành gia trên tàu ISS, đặc biệt là cho một nghiên cứu sinh sản. Do đó, chúng tôi [chưa thực hiện các nghiên cứu này] cho đến bây giờ. Chúng tôi đang lên kế hoạch thực hiện nhiều thí nghiệm như ảnh hưởng của trọng lực vi mô để phát triển phôi.
Các mẫu đã trải qua chín tháng trên ISS, trong thời gian đó chúng được giữ ở nhiệt độ không đổi -95 ° C (-139 ° F). Trong quá trình khởi động và phục hồi, tuy nhiên, chúng ở nhiệt độ phòng. Sau khi lấy lại, Wakayama và nhóm của cô phát hiện ra rằng các mẫu đã bị một số thiệt hại nhỏ ,.
Wak Sperm được bảo quản trong không gian có thiệt hại DNA thậm chí chỉ sau 9 tháng bởi bức xạ không gian, theo ông Wakayama. Tuy nhiên, thiệt hại đó không mạnh và có thể được sửa chữa khi được thụ tinh bởi công suất tế bào trứng. Do đó, chúng ta có thể có được những đứa con khỏe mạnh bình thường. Điều này gợi ý cho tôi rằng chúng ta phải kiểm tra hiệu quả khi tinh trùng được bảo quản trong thời gian dài hơn.
Ngoài việc có thể sửa chữa, các mẫu tinh trùng vẫn có thể thụ tinh phôi chuột (một khi chúng được đưa trở lại Trái đất) và sinh ra chuột con, tất cả đều phát triển đến độ chín và cho thấy mức sinh bình thường. Họ cũng lưu ý rằng tỷ lệ thụ tinh và tỷ lệ sinh tương tự như nhóm đối chứng và chỉ có sự khác biệt nhỏ về bộ gen tồn tại giữa những con chuột và chuột được tạo ra bằng tinh trùng thử nghiệm.
Từ tất cả những điều này, họ đã chứng minh rằng trong khi tiếp xúc với bức xạ không gian có thể làm hỏng DNA, nó không cần ảnh hưởng đến việc tạo ra những đứa con khả thi (ít nhất là trong vòng chín tháng). Hơn nữa, kết quả chỉ ra rằng động vật người và vật nuôi có thể được sản xuất từ tinh trùng được bảo tồn trong không gian, có thể rất hữu ích khi nói đến việc xâm chiếm không gian và các hành tinh khác.
Như Wakayama nói, nghiên cứu này dựa trên các thực hành thụ tinh đã được thiết lập trên Trái đất và chứng minh rằng những thực hành tương tự này có thể được sử dụng trong không gian:
Chủ đề chính của chúng tôi là sinh sản trong nước. Trong tình hình hiện tại trên mặt đất, nhiều động vật được sinh ra từ việc bảo tồn tinh trùng. Đặc biệt tại Nhật Bản, 100% bò sữa được sinh ra từ tinh trùng được bảo quản vì lý do kinh tế và chăn nuôi. Đôi khi, tinh trùng đã được lưu trữ trong hơn 10 năm đã được sử dụng để sản xuất bò. Nếu con người sống trong không gian trong nhiều năm, thì kết quả của chúng tôi cho thấy rằng chúng ta có thể ăn thịt bò trong không gian. Với mục đích đó, chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu này. Đối với con người, phát hiện của chúng tôi có thể sẽ giúp các cặp vợ chồng vô sinh.
Nghiên cứu này cũng mở đường cho các thử nghiệm bổ sung sẽ tìm cách đo lường tác động của bức xạ không gian lên ova và hệ thống sinh sản nữ. Những thử nghiệm này không chỉ có thể cho chúng ta biết rất nhiều về việc thời gian trong không gian có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của nữ giới như thế nào, nó còn có thể có ý nghĩa nghiêm trọng đối với sự an toàn của phi hành gia. Như Ulrike Luderer, giáo sư y khoa tại Đại học California và là một trong những đồng tác giả của bài báo đã nói trong một tuyên bố với AFP:
Những loại phơi nhiễm này có thể gây ra suy buồng trứng sớm và ung thư buồng trứng, cũng như chứng loãng xương khác, bệnh tim mạch và các bệnh về thần kinh như Alzheimer. Một nửa số phi hành gia trong các lớp phi hành gia mới của NASA là phụ nữ. Vì vậy, điều thực sự quan trọng là phải biết những ảnh hưởng sức khỏe mãn tính nào có thể xảy ra đối với phụ nữ tiếp xúc với bức xạ không gian sâu dài hạn.
Tuy nhiên, một vấn đề còn sót lại với các loại thử nghiệm này là có thể phân biệt giữa tác động của trọng lực và bức xạ. Trước đây, nghiên cứu đã được thực hiện cho thấy việc tiếp xúc với vi trọng lực mô phỏng có thể làm giảm khả năng sửa chữa DNA và gây ra thiệt hại DNA ở người. Các nghiên cứu khác đã đưa ra vấn đề về sự tương tác giữa hai người, và làm thế nào các thí nghiệm tiếp theo là cần thiết để giải quyết tác động chính xác của mỗi nghiên cứu.
Trong tương lai, có thể phân biệt giữa hai loại bằng cách đặt các mẫu tinh trùng và ova trong một hình xuyến có khả năng mô phỏng trọng lực Trái đất (1 g). Tương tự, các mô-đun được che chắn có thể được sử dụng để cô lập các tác động của trọng lực thấp hoặc thậm chí vi mô. Ngoài ra, có khả năng sẽ có những bất ổn kéo dài cho đến khi những đứa trẻ thực sự được sinh ra trong không gian, hoặc trong môi trường mặt trăng hoặc sao Hỏa.
Và tất nhiên, tác động lâu dài của việc giảm trọng lực và bức xạ đối với sự tiến hóa của con người vẫn còn được nhìn thấy. Rất có thể, chiến thắng đó đã trở nên rõ ràng cho các thế hệ sắp tới và sẽ yêu cầu các nghiên cứu đa thế hệ về những đứa trẻ sinh ra từ Trái đất để xem chúng và con cháu của chúng khác nhau như thế nào.
