在太空孕育宝宝或许没指望了!研究称人类精子可能在零重力环境下“迷失方向”

问AI · 微重力如何具体影响精子的导航机制?

据英媒3月27日报道,在地球之外繁衍后代这一想法已成为热门话题,有人认为这必须成为“首要任务”,以保障人类的未来。然而,一项新研究发现了人类在太空中受孕将面临的一大障碍。阿德莱德大学的研究人员称,缺乏重力会对精子产生负面影响,干扰其方向感。该研究资深作者妮可·麦克弗森博士表示:“这是我们首次证明,重力是精子在生殖道等通道中导航能力的一个重要因素。”

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研究人员发现,与正常重力环境相比,在微重力条件下,能够成功穿过迷宫状腔室的精子数量显著减少。麦克弗森博士说:“在所有模型中均观察到这一现象,尽管精子实际的游动方式并未改变。这表明它们迷失方向并非由于游动能力改变,而是其他因素所致。”

在该研究中,研究人员采集了人类、小鼠和猪的精子样本,将其置于模拟零重力的机器中。随后,精子穿过一个模拟女性生殖道的迷宫,结果显示,它们“迷失方向”的频率比平常高得多。利用模拟模型,研究人员观察到,成功受精的卵子数量减少了多达30%。总体而言,在四至六小时的微重力暴露期间,受精率有所下降。长时间暴露的负面影响似乎更大,会导致胚胎发育延迟,在某些情况下,还会减少在胚胎形成早期阶段形成胎儿的关键细胞数量。

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麦克弗森博士说:“这些发现表明,在太空中实现成功繁衍有多复杂,也凸显了在所有早期发育阶段开展更多研究的迫切需求。”不过,好消息是,研究团队发现添加性激素孕酮有助于更多人类精子克服微重力对导航能力的负面影响。麦克弗森博士说:“我们认为这是因为孕酮也会从卵子中释放,帮助引导精子到达受精部位,但这需要进一步探索,以确定其是否可作为潜在解决方案。”

这项发表在《通讯生物学》杂志上的研究,是首次在受控条件下评估精子在生殖通道中的导航能力。该研究共同作者约翰·卡尔顿教授说:“随着我们朝着成为太空旅行或多行星物种迈进,了解微重力对繁殖最早阶段的影响至关重要。”

研究人员现在希望探究不同重力环境和拟议的人工重力系统如何影响精子导航和早期胚胎发育。一个关键问题是,发育过程中与重力相关的变化是随着重力减小而逐渐发生,还是存在一个非常低的阈值,导致“全有或全无”的反应。了解这一区别对于规划未来人类在地球外环境(包括月球和火星定居点)中的繁衍,以及设计支持健康发育的人工重力系统至关重要。

麦克弗森博士说:“在我们最近的研究中,即使在上述条件下受精,仍有许多健康胚胎能够形成,这让我们对未来在太空中繁衍抱有希望。”该研究指出:“太空探索不断推动科学进步,人们重新关注长期任务和行星定居。美国国家航空航天局的‘阿尔忒弥斯’计划旨在2029年让人类重返月球,太空探索技术公司预计2030年将开展首次载人火星任务。随着人类迈向在地球外永久居住,了解地球外条件对繁殖的影响,对于宇航员健康和地球外生命的可持续性至关重要。”

去年,京都大学的研究人员发现,小鼠的卵子和精子细胞能在太空中存活并产生健康后代。与此同时,荷兰生物技术初创公司太空孕育联合公司已将首个用于体外受精和胚胎处理的小型实验室送入轨道。

(原文标题:Space babies could be off the cards! Human sperm may get LOST in zero gravity, study claims)