Komplikace pro reprodukci mimo Zemi? Spermie ve stavu beztíže ztrácejí orientaci

Tým vědců z univerzity v australském Adelaide provedl sérii experimentů zaměřených na reprodukci savců, konkrétně lidí, myší a prasat, v podmínkách simulované mikrogravitace.

Výsledky jsou překvapivé – spermie sice zůstávají živé a pohyblivé, ale ztrácejí schopnost správně se orientovat.

Na Zemi se spermie řídí kombinací chemických a fyzikálních signálů, které je vedou k vajíčku. V prostředí bez gravitace však tento „navigační systém“ selhává. Buňky se pohybují chaoticky a nedokážou určit směr, což výrazně snižuje pravděpodobnost oplodnění.

„Je to poprvé, co se nám podařilo prokázat, že gravitace hraje důležitou roli ve schopnosti spermií pohybovat se v labyrintu, který napodobuje samičí reprodukční trakt,“ uvedla pro zpravodajský portál Phys hlavní autorka nové studie Nicole McPhersonová.

Vědci využili zařízení zvané 3D klinostat, které rotací vzorků simuluje stav blízký beztíži. „Z pohledu buňky tak neexistuje žádné stálé ‚nahoře‘ ani ‚dole‘. Prožívá jakýsi nepřetržitý volný pád, který velmi věrně napodobuje to, co prožívají živé buňky ve stavu beztíže ve vesmíru,“ popsala McPhersonová webu Live Science.

Nová studie publikovaná tento týden v časopise Communications Biology navíc prokázala, že mikrogravitace neovlivňuje jen orientaci spermií, ale i samotnou úspěšnost oplodnění. Tento efekt závisí na délce expozice i druhu organismu.

U lidských spermií výrazně klesl počet těch, které dokázaly projít celým simulačním prostředím. U myší vedla čtyřhodinová expozice k přibližně třicetiprocentnímu poklesu oplodnění, podobný trend byl pozorován i u prasat při šestihodinové expozici.

Zatímco u lidských vzorků nebylo z etických důvodů použito vajíčko, u myší a prasat vědci sledovali i samotné oplodnění a raný vývoj embryí. V tomto ohledu se ukázalo, že mikrogravitace přináší i další komplikace. Embrya během prvních 24 hodin vykazovala pomalejší buněčné dělení a nižší kvalitu.

Významným zjištěním je i role progesteronu. Tento hormon, produkovaný buňkami obklopujícími vajíčko, dokázal ve vyšších koncentracích částečně obnovit orientaci spermií i v mikrogravitaci.

Naznačuje to, že chemické signály by mohly v budoucnu alespoň částečně nahradit chybějící gravitační orientaci. Zatím však tento efekt funguje pouze v laboratorních podmínkách a při koncentracích vyšších, než jaké se přirozeně vyskytují v lidském těle.

Nové poznatky mají zásadní dopady na plánování dlouhodobých vesmírných misí i případnou „kolonizaci“ Měsíce či Marsu. Pokud reprodukce nebude ve vesmíru spolehlivě fungovat, bude nutné hledat alternativní řešení.