老鼠胚胎可以告诉我们什么关于太空妊娠的未来

太空旅行者怀孕“不是问题,而是时间问题”。
The silver structure of the International Space Station against the black backdrop of space.
国际空间站上的老鼠胚胎和精子似乎在微重力环境下没有遇到重大问题。美国宇航局 (NASA)

我们可能是一个太空航行物种,但实际上只有极少数先驱者探索过地球大气层之外。不到 700 人曾飞往太空,其中绝大多数是具有军事背景的白人男性,经过健康和技能筛选。但宇航员的人口统计数据正在迅速改变。商业太空公司已将太空游客送往亚轨道和轨道太空飞行,例如 SpaceX “灵感 4 号”任务的全部平民男女。多家公司计划在国际空间站退役后发射私人空间站。与此同时,美国宇航局已承诺,在 Artemis III 任务着陆月球南极时,一名女性将成为再次踏上月球的宇航员。而且,在后续任务中,美国宇航局计划在月球上建造长期栖息地。 

随着前往太空的人类比以往任何时候都多,各种医疗场景都有可能出现——尤其是那些在以往的专业宇航员群体中尚未发生过的场景。太空旅行者可能会心脏病发作、遭受创伤性损伤,或者,作为人类最基本活动之一的结果,怀孕。  

“这不是‘是否’的问题,而是‘何时’的问题,”贝勒医学院空间健康转化研究所(TRISH)的首席医疗官 Emmanuel Urquieta 医生说道。他说,问题在于,曾飞往太空的人类样本量很小,对于普通人体对长期飞行如何反应的了解非常有限。对于受孕、怀孕和分娩,情况更是如此,这方面完全没有人为太空飞行的相关数据。许多因素,如低重力和高辐射,被认为对胎儿的健康发育或婴儿的出生构成风险。 

[相关:太空对大脑的影响比我们想象的要大]

这些不仅仅是学术上的空白需要填补。“如果我们计划发展居住能力,并在月球和火星上建立地外殖民地,这是绝对需要解决的问题,”Urquieta 说。 

科学家们刚刚完成了一个非常初步的尝试。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)和日本宇宙航空研究开发机构的研究人员在《iScience》杂志上发表的一项新研究,可能提供了初步但乐观的证据,表明太空怀孕是可能的。至少,对老鼠来说是这样。 

2021 年 8 月,研究团队将冷冻的老鼠胚胎送往国际空间站,在那里,解冻后,它们在空间站的微重力环境中发育。在胚胎返回地球约一个月后,研究作者发现,这些细胞团正常生长。每个胚胎都形成了两个细胞结构,称为囊胚和内细胞团;如果允许进一步发育,它们将分别发育成胎盘和胎儿。研究人员曾担心,在没有重力的情况下,内细胞团无法在囊胚的一个空间内聚集。 

这项研究提供了更多证据,表明哺乳动物的生育能力在太空飞行的条件下是可行的。过去的实验表明,在太空飞行过的老鼠精子返回地球后,产生了可育的后代。尽管从胚胎发育的早期阶段到健康动物的出生之间存在很大差距,但研究团队计划在未来进行此类测试。 

当然,这一发现是在老鼠身上进行的。Urquieta 提醒说,即使实验在地球正常重力下进行,也很难说老鼠的结果如何转化为人类健康。“人类太空飞行的普遍挑战在于,我们很多研究都是基于动物模型,”他说。“这些结果中有多少可以推断到人类仍然是一个问题。”

[相关:在太空中死亡,你的身体会发生什么?]

即使胎儿可以在太空中发育,但要实现地外人类母亲的妊娠,仍需解决几个关键挑战。首先是营养,因为孕妇需要足够的蛋白质和叶酸来支持胎儿的健康发育。“在太空飞行中提供宏量和微量营养素将是一个挑战,”Urquieta 说,在空间站环境中,新鲜食物供应稀缺。月球或火星殖民地可能连定期从地球运送物资的奢侈都没有。 

然后是辐射。并非所有老鼠胚胎在新研究中都成功发育,研究人员怀疑辐射是原因。“我们知道辐射对细胞普遍有害,尤其是在怀孕的前三到四周,”Urquieta 说。他说,国际空间站的轨道足够低,有地球磁层的保护,但在月球或前往火星的途中,银河宇宙射线的全部威力可能会成为一个问题。 

即使在地球上怀孕也不是轻松的散步,而在太空中可能会更不舒服。微重力下一些已被充分记录的生理变化包括体液转移,例如血液积聚在头部,整体血容量减少。“还有太空晕动病、恶心和呕吐。我们知道这些在怀孕期间也很常见,”Urquieta 说。“这肯定会加剧不愉快的症状。” 

他说,最终,研究太空生殖的研究人员需要学会爬行再学走路——在解决孕妇宇航员的特定需求之前,先找到太空人辐射暴露和月球基地营养需求的普遍解决方案。但他表示,鉴于人类太空怀孕的可能性,他认为“我认为我们开始对话,并提高人们对这将是一个非常、非常复杂和艰巨问题的认识,这一点很重要。” 

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .