Новое исследование показало, что сперматозоиды в условиях микрогравитации теряют способность находить путь к яйцеклетке, а оплодотворение и раннее развитие эмбрионов заметно страдают. Чтобы имитировать невесомость, специалисты Университета Аделаиды использовали трехмерный клиностат — устройство, которое непрерывно вращает клетки, воспроизводя дезориентирующий эффект отсутствия гравитации. Сперматозоиды трех видов млекопитающих, включая человека, запускали в специальный лабиринт, имитирующий женские репродуктивные пути, и наблюдали, сколько из них найдут дорогу.
«Это первый случай, когда мы смогли показать, что гравитация является важным фактором в способности сперматозоидов передвигаться по каналу, подобному репродуктивному тракту», — говорит соавтор работы, научный сотрудник Института репродуктивных исследований Робинсона при Университете Аделаиды Николь Макферсон. В условиях имитированной микрогравитации значительно меньше сперматозоидов успешно преодолели лабиринт — и это наблюдалось у всех видов, принимавших участие в эксперименте. При этом характер движения самих сперматозоидов не изменился: они двигались так же активно, просто теряли направление. «Из этого можно сделать вывод, что потеря ориентации связана не с изменением подвижности, а с другими факторами», — уточняет Макферсон.
Один из таких факторов может быть гормональным. Ученые обнаружили, что добавление прогестерона — гормона, который в естественных условиях выделяется яйцеклеткой, — улучшало навигацию человеческих сперматозоидов в имитированной невесомости. Этот результат требует дальнейшего изучения, но может стать потенциальным решением проблемы.
Пострадал и процесс оплодотворения. После четырех часов в имитированной невесомости число успешно оплодотворенных мышиных яйцеклеток снизилось на 30% по сравнению с земными условиями. Более длительное воздействие приводило к задержкам развития эмбрионов и в ряде случаев — к уменьшению количества клеток, формирующих будущий плод.
Впрочем, есть и обнадеживающие данные. «Даже при оплодотворении в таких условиях все же сформировалось довольно много здоровых эмбрионов. Это дает надежду, что когда-то размножение в космосе все-таки станет возможным», — говорит Макферсон.
Следующим этапом исследований станет проверка того, как на репродукцию влияют промежуточные уровни гравитации: лунная (одна шестая земной), марсианская (около трети) и искусственная. Ключевой вопрос — снижается ли репродуктивная функция постепенно с уменьшением гравитации или существует пороговое значение, ниже которого она резко ухудшается. Ответ на этот вопрос будет критически важен для планирования колонизации Луны, Марса и других планет.
Ранее ученые объяснили, можно ли сделать Марс пригодным для жизни.