Pływające niemowlęta, promieniowanie kosmiczne i porody w warunkach zerowej grawitacji. Ekspert wyjaśnia, co naprawdę oznacza urodzenie człowieka w kosmosie
Wraz z przyspieszeniem planów misji na Marsa pojawiają się pytania o to, jak ludzki organizm poradzi sobie z taką podróżą. Podróż w obie strony na czerwoną planetę dałaby wystarczająco dużo czasu, aby ktoś zaszła w ciążę, a nawet urodziła dziecko. Ale czy ciąża w kosmosie jest możliwa i bezpieczna? Co stałoby się z dzieckiem urodzonym z dala od Ziemi?
Większość z nas rzadko zastanawia się nad ryzykiem, jakie musimy pokonać, aby przeżyć przed narodzinami. Na przykład około dwie trzecie ludzkich embrionów nie dożywa porodu, a większość poronień ma miejsce w pierwszych tygodniach po zapłodnieniu, często zanim kobieta dowie się, że jest w ciąży. Te wczesne, niezauważalne poronienia zwykle mają miejsce, gdy embrion nie rozwija się prawidłowo lub nie zagnieżdża się w ścianie macicy.
Ciążę można rozumieć jako łańcuch biologicznych kamieni milowych. Każdy z nich musi nastąpić w odpowiedniej kolejności i każdy ma określone prawdopodobieństwo powodzenia. Na Ziemi prawdopodobieństwa te można oszacować na podstawie badań klinicznych i modeli biologicznych. Moje najnowsze badania dotyczą tego, jak te same etapy mogą być zaburzone przez ekstremalne warunki panujące w przestrzeni międzyplanetarnej.
Mikrograwitacja, czyli uczucie niemal całkowitej nieważkości odczuwalne podczas lotów kosmicznych, sprawiałaby, że poczęcie byłoby fizycznie bardziej niewygodne, ale prawdopodobnie nie miałaby większego wpływu na utrzymanie ciąży po zagnieżdżeniu się zarodka.
Jednak poród i opieka nad noworodkiem byłyby znacznie trudniejsze w stanie nieważkości. W końcu w kosmosie nic nie pozostaje w miejscu. Płyną płyny. Ludzie również. To sprawia, że poród i opieka nad dzieckiem są znacznie bardziej chaotyczne i skomplikowane niż na Ziemi, gdzie grawitacja pomaga we wszystkim, od pozycjonowania po karmienie.
Jednocześnie rozwijający się płód już rośnie w warunkach zbliżonych do mikrograwitacji. Unosi się w płynie owodniowym o neutralnej pływalności w macicy, amortyzowany i zawieszony. W rzeczywistości astronauci trenują do spacerów kosmicznych w zbiornikach wodnych zaprojektowanych tak, aby imitować nieważkość. W tym sensie macica jest już symulatorem mikrograwitacji.
Ale grawitacja to tylko część obrazu.
Promieniowanie
Poza ochronnymi warstwami Ziemi istnieje jeszcze bardziej niebezpieczne zagrożenie: promienie kosmiczne. Są to cząsteczki o wysokiej energii — „pozbawione” lub „nagie” jądra atomowe — które przemierzają przestrzeń kosmiczną z prędkością bliską prędkości światła. Są to atomy, które utraciły wszystkie elektrony, pozostawiając jedynie gęste jądro złożone z protonów i neutronów. Kiedy te nagie jądra zderzają się z ludzkim ciałem, mogą spowodować poważne uszkodzenia komórek.
Tutaj, na Ziemi, jesteśmy chronieni przed większością promieniowania kosmicznego przez gęstą atmosferę planety i, w zależności od pory dnia, przez dziesiątki tysięcy do milionów mil pokrycia polem magnetycznym Ziemi. W kosmosie ochrona ta znika.
Kiedy promień kosmiczny przechodzi przez ludzkie ciało, może uderzyć w atom, pozbawić go elektronów i zderzyć się z jego jądrem, wyrzucając protony i neutrony i pozostawiając po sobie inny pierwiastek lub izotop. Może to spowodować bardzo lokalne uszkodzenia, co oznacza, że pojedyncze komórki lub części komórek ulegają zniszczeniu, podczas gdy reszta ciała może pozostać niezmieniona. Czasami promień przechodzi bezpośrednio, nie uderzając w nic. Ale jeśli uderzy w DNA, może spowodować mutacje, które zwiększają ryzyko raka.
Nawet jeśli komórki przeżyją, promieniowanie może wywołać reakcje zapalne. Oznacza to, że układ odpornościowy reaguje nadmiernie, uwalniając substancje chemiczne, które mogą uszkodzić zdrowe tkanki i zaburzyć funkcjonowanie narządów.
W pierwszych tygodniach ciąży komórki embrionalne dzielą się, przemieszczają i szybko tworzą tkanki i wczesne struktury. Aby rozwój mógł postępować, embrion musi pozostać zdolny do życia przez cały ten delikatny proces. Pierwszy miesiąc po zapłodnieniu jest najbardziej wrażliwym okresem.
Pojedyncze uderzenie wysokoenergetycznego promienia kosmicznego na tym etapie może być śmiertelne dla zarodka. Jednak zarodek jest bardzo mały, a promienie kosmiczne, choć niebezpieczne, występują stosunkowo rzadko. Dlatego bezpośrednie uderzenie jest mało prawdopodobne. Gdyby do niego doszło, prawdopodobnie spowodowałoby to niezauważoną poronienie.
Ryzyko związane z ciążą
W miarę postępu ciąży ryzyko ulega zmianie. Po całkowitym ukształtowaniu się krążenia łożyskowego — układu przepływu krwi łączącego matkę i płód — pod koniec pierwszego trymestru płód i macica szybko rosną.
Wzrost ten stanowi większy cel. Promień kosmiczny ma teraz większe szanse na uderzenie w mięsień macicy, co może wywołać skurcze i potencjalnie spowodować przedwczesny poród. I chociaż intensywna opieka neonatologiczna uległa znacznej poprawie, im wcześniej urodzi się dziecko, tym większe jest ryzyko powikłań, szczególnie w kosmosie.
Na Ziemi ciąża i poród już wiążą się z ryzykiem. W kosmosie ryzyko to jest większe, ale niekoniecznie wykluczające.
Rozwój nie zatrzymuje się jednak wraz z narodzinami. Dziecko urodzone w kosmosie nadal rozwijałoby się w mikrograwitacji, co mogłoby zakłócać odruchy posturalne i koordynację. Są to instynkty, które pomagają dziecku nauczyć się podnosić głowę, siadać, raczkować i w końcu chodzić – wszystkie te ruchy zależą od grawitacji. Bez poczucia góry i dołu umiejętności te mogłyby rozwijać się w zupełnie inny sposób.
Nie znika też ryzyko związane z promieniowaniem. Mózg dziecka nadal rośnie po urodzeniu, a długotrwała ekspozycja na promieniowanie kosmiczne może spowodować trwałe uszkodzenia, potencjalnie wpływając na funkcje poznawcze, pamięć, zachowanie i długoterminowy stan zdrowia.
Czy zatem dziecko może urodzić się w kosmosie?
Teoretycznie tak. Jednak dopóki nie będziemy w stanie chronić embrionów przed promieniowaniem, zapobiegać przedwczesnym porodom i zapewnić dzieciom bezpieczny rozwój w warunkach mikrograwitacji, ciąża w kosmosie pozostaje eksperymentem wysokiego ryzyka, na który nie jesteśmy jeszcze gotowi.