Ha egy nő teherbe esik a Marson, mi történik a babával? A válasz ijesztő

Ahogy az emberiség egyre közelebb kerül ahhoz, hogy tartósan berendezkedjen a Föld légkörén kívül, és miközben a Hold-bázisok, valamint a Ma...

Ahogy az emberiség egyre közelebb kerül ahhoz, hogy tartósan berendezkedjen a Föld légkörén kívül, és miközben a Hold-bázisok, valamint a Mars-expedíciók tervei lassan a tudományos-fantasztikus irodalomból a megvalósítás fázisába lépnek, a tudósoknak olyan kérdésekre kell válaszolniuk, amelyekre korábban senki sem gondolt.

Az űrrepülés emberi szervezetre gyakorolt hatásait évtizedek óta kutatják: tudjuk, hogy a súlytalanság leépíti az izmokat, csökkenti a csontsűrűséget, és a kozmikus sugárzás sem tesz jót a sejteknek. De mi a helyzet a jövő generációival? Képes lehet-e egy kozmikus küldetés megváltoztatni az űrhajósok még meg sem született gyermekeinek és unokáinak biológiáját?

Egy a PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) című neves tudományos folyóiratban megjelent friss tanulmány meglepő és egyben intő jellegű válaszokat kínál. A Kansas-i Egyetem Orvosi Központjának kutatói Laboratóriumi egereket vizsgáltak, amelyek hosszabb időt töltöttek a Nemzetközi Űrállomáson (ISS). (1)

Az eredmények szerint, bár az űrt megjárt nőstény egerek maguk képesek voltak sikeresen szaporodni a Földre való visszatérésük után, az utódaik és az unokáik már lényegesen alacsonyabb reprodukciós képességről és egyéb fiziológiai elváltozásokról tettek tanúbizonyságot.

A kísérlet során húsz nőstény egér töltött el 42 napot a Föld körül keringő űrállomáson. Ez az időtartam emberi léptékkel nézve nem tűnik soknak, de az egerek rövid, mindössze négy-öt napos szaporodási ciklusához képest jelentős időszakot képvisel.

A molekuláris és hormonális folyamatok alapjai azonban rendkívül hasonlók az embernél és a rágcsálóknál: az ösztrogén és más kulcshormonok ingadozása, valamint a petefészkek működése azonos elvek alapján zajlik. Ráadásul az ösztrogén nemcsak a szaporodásért felel, hanem szinte minden szervrendszerre hatással van, így többek között a csontok egészségének megőrzésében is elengedhetetlen szerepet játszik.

Amikor a mikrogravitációs környezetből visszatért egereket megtermékenyítették, a kutatók azt tapasztalták, hogy az első generációs utódok (az űrhajós egerek közvetlen kölykei) alombiztonsága és mérete alig tért el a földi kontrollcsoportétól. Az igazi meglepetések azonban a következő nemzedékeknél jelentkeztek.

A tudósok megdöbbenve tapasztalták, hogy a második generáció – vagyis az űrben járt anyák gyermekei – fizikai és viselkedésbeli változásokat mutattak. Izomerejük átlagosan 15 százalékkal volt alacsonyabb, mint a kontrollcsoport tagjaié, emellett a viselkedési tesztek tanúsága szerint sokkal érzékenyebbé váltak a külső stresszhatásokra. Ennél is aggasztóbb volt azonban a szaporítórendszerük állapota: bár képesek voltak teherbe esni, lényegesen kevesebb almot hoztak a világra, és az almok egyedszáma is elmaradt a normálistól.

A mélyebb hormonális elemzések feltárták, hogy mind a második, mind a harmadik generációs utódok szervezetében jelentősen alacsonyabb volt az úgynevezett anti-Müllerian hormon (AMH) szintje. Az AMH kiemelten fontos biológiai jelzőanyag, mivel szintje közvetlenül arányos a petefészekben található petesejtek számával. Az alacsonyabb AMH-szint azt jelzi, hogy a petefészek tartalékai csökkentek, ami korai termékenységvesztéshez és a reprodukciós időszak lerövidüléséhez vezet.

De miként válthat ki egy 42 napos űrutazás olyan változásokat, amelyek még az unokákban is kimutathatók? Lane Christenson, a tanulmány társszerzője és a Kansas-i Egyetem professzora szerint a háttérben egyfajta "felfokozott vagy felgyorsult öregedési folyamat" állhat. A mikrogravitáció és a Földön megszokott fizikai erővonalak hiánya stresszt jelent a sejtek számára, ami zavart okozhat a mitokondriumok – a sejtek energiatermelő központjai – működésében.

A mitokondriumok különlegessége, hogy saját DNS-sel rendelkeznek, amelyet az utódok kizárólag az anyai ágon örökölnek. Ha a mikrogravitáció károsítja az anyai sejtek mitokondriális funkcióit vagy epigenetikai mintázatait (azaz a génkifejeződést szabályozó kapcsolókat), ez a károsodás vagy eltolódás továbbadódhat a következő nemzedékeknek anélkül, hogy maga a DNS-szekvencia megváltozna.

A kutatás rávilágít egy hatalmas fehér foltra a jelenlegi űrorvostani ismereteinkben. Bár az olyan korábbi vizsgálatok, mint a híres NASA Ikrek-kutatás – amelyben a több mint egy évet az űrben töltő Scott Kellyt hasonlították össze a Földön maradt egypetéjű ikertestvérével, Markkal – azt mutatták, hogy a rövid- és középtávú űrrepülésnek nincs maradandó, pusztító hatása az emberi szervezetre, a transzgenerációs hatásokat eddig szinte egyáltalán nem vizsgálták.

Egy 2019-es kutatás már kimutatta, hogy a Nemzetközi Űrállomáson járt hím egerek képesek egészséges utódokat nemzeni, de a női szaporítórendszer összetett hormonális hálózata és a petesejtek fejlődése egészen más lapra tartozik.

Szakértők arra is felhívják a figyelmet, hogy a helyzet a jövőbeli mélyűri küldetések során még összetettebbé válhat. A Nemzetközi Űrállomás a Föld mágneses védőpajzsán belül kering, így az ott tartózkodó űrhajósok és kísérleti állatok védve vannak a legveszélyesebb kozmikus sugárzásoktól.

Egy Mars-utazás során vagy egy esetleges holdbázison az űrhajósok jóval nagyobb sugárterhelésnek lennének kitéve. Ulrike Luderer, a Kaliforniai Egyetem professzora korábbi kutatásaiban kimutatta, hogy ha az egereket olyan mértékű sugárzásnak teszik ki, amilyen egy Mars-út során érné őket, az a petefészekben található tüszők és petesejtek számának drasztikus zuhanásához vezet.

Természetesen fontos hangsúlyozni, hogy az egereken kapott eredmények nem ültethetők át közvetlenül az emberre. A rágcsálók biológiája kiváló modell, de az emberi szervezet regenerációs és adaptációs képességei eltérőek lehetnek.

Mindenesetre a tanulmány egyértelmű üzenetet hordoz: ha az emberiség valóban felkészül arra, hogy hosszú távon jelen legyen a kozmoszban, vagy más bolygókat gyarmatosítson, a kutatásoknak nemcsak a jelenlegi űrhajósok biztonságára kell összpontosítaniuk, hanem a jövő generációinak egészségére is. Az űrrepülés genetikai és epigenetikai lábnyoma messzebbre nyúlhat, mint azt valaha gondoltuk. (2)

(1) - https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2606
(2) - https://www.livescience.com/health/reproductive