Беременность в космосе: возможно ли рождение детей на Марсе?

Большинство из нас редко задумывается о рисках, которые мы преодолели до рождения. Например, около двух третей человеческих эмбрионов не доживают до появления на свет, причем большинство потерь происходит в первые недели после зачатия — зачастую еще до того, как женщина узнает о беременности.

Эти ранние, незамеченные потери обычно связаны с нарушениями в развитии эмбриона или его неудачной имплантацией в стенку матки.

Беременность можно представить как цепочку биологических этапов. Каждый из них должен пройти в строгой последовательности, и у каждого есть определенная вероятность успеха.

На Земле эти вероятности можно оценить с помощью клинических исследований и биологических моделей. Мои последние исследования посвящены тому, как эти же этапы могут быть нарушены экстремальными условиями межпланетного пространства.

Микрогравитация — состояние почти полной невесомости во время космического полета — может затруднить зачатие, но, скорее всего, не повлияет критически на беременность после успешной имплантации эмбриона.

Однако роды и уход за новорожденным в условиях нулевой гравитации были бы гораздо сложнее. В космосе ничто не остается на месте. Жидкости парят. Люди — тоже. Это превращает процесс родов и заботу о ребенке в более хаотичное и сложное занятие, чем на Земле, где гравитация помогает во всем — от позиционирования до кормления.

При этом сам плод во время развития уже находится в аналоге микрогравитации. Он плавает в амниотической жидкости, которая нейтрализует силу тяжести, обеспечивая амортизацию. Более того, астронавты готовятся к выходу в открытый космос в водных резервуарах, имитирующих невесомость. В этом смысле матку можно считать естественным симулятором микрогравитации.

Однако гравитация — лишь часть проблемы.

Радиация

За пределами защитных слоев Земли возникает более серьезная угроза — космические лучи. Это высокоэнергетические частицы («голые» атомные ядра), движущиеся в пространстве почти со скоростью света.

Они состоят из протонов и нейтронов, лишенных электронов. При столкновении с человеческим телом такие частицы способны вызывать серьезные повреждения клеток.

На Земле мы защищены от космической радиации плотной атмосферой и магнитным полем. В космосе эта защита исчезает.

Когда космический луч проходит через тело, он может разрушить атомы, выбить протоны и нейтроны из ядра, превращая одни элементы в другие. Это вызывает локальные повреждения: уничтожаются отдельные клетки или их компоненты, тогда как остальное тело остается незатронутым. Иногда луч пролетает сквозь тело, не сталкиваясь ни с чем. Но если он повреждает ДНК, это увеличивает риск рака.

Даже при выживании клеток радиация провоцирует воспалительные реакции. Иммунная система перегружается, выделяя вещества, которые повреждают здоровые ткани и нарушают функции органов.

В первые недели беременности клетки эмбриона активно делятся, формируя ткани и органы. Для успешного развития этот хрупкий процесс не должен прерываться. Первый месяц после зачатия — самый уязвимый период.

Одного попадания высокоэнергетического луча на этой стадии может хватить для гибели эмбриона. Однако из-за малых размеров зародыша и относительной редкости космических лучей прямое попажение маловероятно. Если бы это произошло, скорее всего, это привело бы к незамеченному выкидышу.

Риски беременности

По мере развития беременности риски меняются. К концу первого триместра формируется плацентарное кровообращение, связывающее мать и плод, после чего матка и ребенок начинают быстро расти.

Увеличение размеров делает их более уязвимыми для космических лучей. Попадание частицы в мышечную ткань матки может спровоцировать сокращения и преждевременные роды. Хотя неонатология достигла больших успехов, чем раньше рождается ребенок, тем выше риск осложнений — особенно в космосе.

На Земле беременность и роды уже сопряжены с опасностями. В космосе эти риски многократно возрастают — но это не обязательно делает их непреодолимыми.

Развитие не останавливается после рождения. Ребенок, рожденный в космосе, будет расти в невесомости, что может нарушить формирование двигательных рефлексов и координации.

Эти инстинкты помогают младенцу учиться держать голову, сидеть, ползать и ходить — все эти движения зависят от гравитации. Без ощущения «верха» и «низа» навыки могут развиваться иначе.

Радиационная угроза также сохраняется. Мозг ребенка продолжает развиваться после рождения, и длительное воздействие космических лучей способно вызвать необратимые повреждения — например, повлиять на когнитивные функции, память, поведение и здоровье в долгосрочной перспективе.

Так возможно ли рождение ребенка в космосе?

Теоретически да. Но пока мы не научимся защищать эмбрионы от радиации, предотвращать преждевременные роды и обеспечивать безопасный рост в невесомости, космическая беременность останется рискованным экспериментом, к которому человечество еще не готово.

Современные эксперименты на МКС включают изучение развития эмбрионов мышей и рыб в условиях микрогравитации. Предварительные данные показывают, что невесомость замедляет деление клеток, но не исключает его полностью. Для защиты от радиации разрабатываются материалы с повышенным содержанием водорода, способные поглощать частицы, а также обсуждаются варианты искусственной гравитации через центрифуги.

Кроме того, ведутся споры об этической стороне космического родительства. Кто возьмет ответственность за здоровье ребенка-«марсианина»? Пока ответов больше, чем вопросов, но наука не стоит на месте. Возможно, через несколько десятилетий рождение в космосе станет не фантастикой, а новой главой в истории человечества.

Арун Вивиан Холден, почетный профессор вычислительной биологии Университета Лидса.