在隨著火星探測計(jì)劃的加速推進(jìn)，關(guān)于人體如何應(yīng)對火星環(huán)境的問題也日益凸顯。重返火星將為人們提供充足的時(shí)間，使其能夠懷孕甚至生育。

但在太空中，懷孕和分娩是否安全？

漂浮嬰兒、宇宙輻射和零重力分娩等，遠(yuǎn)離地球出生的嬰兒又會(huì)如何呢？

我們大多數(shù)人很少考慮出生前所面臨的風(fēng)險(xiǎn)。例如，大約三分之二的人類胚胎無法存活到出生，大多數(shù)損失發(fā)生在受精后的最初幾周內(nèi)；

通常甚至在人們意識到自己懷孕之前。這些早期未被察覺的損失通常發(fā)生在胚胎未能正常發(fā)育或未能成功植入子宮壁時(shí)。

懷孕可以理解為一系列生物學(xué)里程碑。每個(gè)階段都必須按照正確的順序發(fā)生，并且每個(gè)階段都有一定的成功幾率。

在地球上，這些幾率可以通過臨床研究和生物模型來估算。我最新的研究探索了這些階段如何受到星際空間極端條件的影響。

微重力

微重力，即在太空飛行過程中經(jīng)歷的近乎失重的狀態(tài)，會(huì)使受孕在身體上變得更加困難，但一旦胚胎植入，可能不會(huì)對懷孕造成太大影響。

然而，在零重力環(huán)境下分娩和照顧新生兒會(huì)困難得多。畢竟，在太空中，沒有什么是靜止的。液體會(huì)漂浮，人也是如此。這使得分娩和照顧嬰兒的過程比在地球上更加混亂和復(fù)雜，因?yàn)樵诘厍蛏?，重力?huì)幫助完成從定位到喂養(yǎng)的所有事情。

與此同時(shí)，正在發(fā)育的胎兒已經(jīng)在類似微重力的環(huán)境中生長。它漂浮在子宮內(nèi)中性浮力的羊水中，受到緩沖和懸浮。事實(shí)上，宇航員在模擬失重狀態(tài)的水箱中進(jìn)行太空行走訓(xùn)練。從這個(gè)意義上說，子宮本身就是一個(gè)微重力模擬器。

輻射

在地球的保護(hù)層之外，存在著更危險(xiǎn)的威脅：宇宙射線。這些高能粒子—“剝離”或“裸露”的原子核—以接近光速的速度在太空中穿梭。它們是失去了所有電子的原子，只剩下由質(zhì)子和中子組成的致密核心。當(dāng)這些裸露的原子核與人體碰撞時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的細(xì)胞損傷。

在地球上，厚厚的大氣層保護(hù)著我們免受大部分宇宙輻射的傷害，而且，根據(jù)一天中的時(shí)間，地球磁場的覆蓋范圍可達(dá)數(shù)萬到數(shù)百萬英里。但在太空中，這種屏蔽消失了。

當(dāng)宇宙射線穿過人體時(shí)，它可能會(huì)撞擊原子，剝離電子，并撞擊原子核，釋放出質(zhì)子和中子，留下不同的元素或同位素。這可能會(huì)造成極其局部的損傷—這意味著單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞的一部分會(huì)被破壞，而身體的其他部分可能不受影響。有時(shí)，射線會(huì)直接穿過人體，不會(huì)擊中任何東西。但如果它擊中DNA，就可能導(dǎo)致突變，從而增加患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。

即使細(xì)胞存活，輻射也可能引發(fā)炎癥反應(yīng)。這意味著免疫系統(tǒng)反應(yīng)過度，釋放出可能損害健康組織并擾亂器官功能的化學(xué)物質(zhì)。

在懷孕的最初幾周，胚胎細(xì)胞快速分裂、移動(dòng)并形成早期組織和結(jié)構(gòu)。為了繼續(xù)發(fā)育，胚胎必須在整個(gè)精細(xì)過程中保持活力。受精后的第一個(gè)月是最脆弱的時(shí)期。

在這個(gè)階段，高能宇宙射線的一次撞擊就可能對胚胎造成致命傷害。然而，胚胎非常小，而且宇宙射線雖然危險(xiǎn)，但相對罕見。因此，直接撞擊的可能性不大。如果真的發(fā)生了，很可能會(huì)導(dǎo)致不引人注意的流產(chǎn)。

懷孕風(fēng)險(xiǎn)

隨著妊娠的進(jìn)展，風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)發(fā)生變化。一旦胎盤循環(huán)（連接母親和胎兒的血流系統(tǒng)）在妊娠早期末期完全形成，胎兒和子宮就會(huì)快速生長。

這種增長意味著更大的目標(biāo)。宇宙射線現(xiàn)在更有可能擊中子宮肌肉，從而引發(fā)宮縮，并可能導(dǎo)致早產(chǎn)。盡管新生兒重癥監(jiān)護(hù)已得到顯著改善，但嬰兒出生越早，并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)就越高，尤其是在太空中。

在地球上，懷孕和分娩本身就存在風(fēng)險(xiǎn)。在太空中，這些風(fēng)險(xiǎn)會(huì)被放大，但并不一定令人難以承受。

但發(fā)育并非在出生后就停止。在太空中出生的嬰兒會(huì)在微重力環(huán)境下繼續(xù)生長，這可能會(huì)影響姿勢反射和協(xié)調(diào)能力。這些本能幫助嬰兒學(xué)習(xí)抬頭、坐起、爬行，最終學(xué)會(huì)走路：所有這些動(dòng)作都依賴于重力。

如果沒有“上”和“下”的感覺，這些能力的發(fā)展方式可能會(huì)截然不同。

而且輻射風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)消失。嬰兒的大腦在出生后會(huì)繼續(xù)生長，長期暴露在宇宙射線下可能會(huì)造成永久性損傷—可能影響認(rèn)知、記憶、行為和長期健康。

目這些危害包括宇宙輻射暴露、微重力、重力增加、心理和生理壓力以及晝夜節(jié)律紊亂。

太空旅行對女性和男性的生殖危害

長期深空旅行會(huì)對女性和男性宇航員的生殖功能造成潛在危害。

宇宙輻射包含質(zhì)子和氦核，以及高電荷和能量 (HZE) 粒子。在地球上進(jìn)行的嚙齒動(dòng)物暴露于實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的 HZE 粒子的研究表明，卵巢卵泡和生精細(xì)胞對 HZE 粒子高度敏感。

太空飛行期間的微重力暴露以及地球上模擬的微重力暴露會(huì)擾亂嚙齒動(dòng)物的精子發(fā)生和睪丸睪酮合成，而雄性生殖系統(tǒng)似乎能夠適應(yīng)中度超重力暴露。

一些研究調(diào)查了微重力對女性生殖的影響，其發(fā)情周期和體外卵泡發(fā)育紊亂的發(fā)現(xiàn)令人擔(dān)憂。

女性生殖影響

卵巢中的卵泡發(fā)生和性類固醇的合成受促性腺激素黃體生成素 (LH) 和促卵泡激素 (FSH) 的調(diào)節(jié)，這些激素是由垂體在下丘腦釋放促性腺激素釋放激素 (GnRH) 后分泌的。反過來，GnRH、LH 和 FSH 又受到卵巢激素反饋控制。

卵巢生殖細(xì)胞 (稱為卵母細(xì)胞) 形成，進(jìn)入減數(shù)分裂，在減數(shù)分裂的第一個(gè)前期停止，并被包裹在體細(xì)胞中，在雌性哺乳動(dòng)物的產(chǎn)前 (靈長類動(dòng)物) 或出生后早期 (嚙齒動(dòng)物) 發(fā)育過程中形成原始卵泡。因此，雌性哺乳動(dòng)物出生時(shí)就具有有限的卵母細(xì)胞，這些卵母細(xì)胞構(gòu)成了卵巢儲備。原始卵泡在整個(gè)生命周期中以促性腺激素非依賴的方式募集到生長池中，而 LH 和 FSH 則調(diào)節(jié)卵泡發(fā)育的后期階段（次級卵泡、竇卵泡和排卵前卵泡）竇卵泡和排卵前卵泡會(huì)合成越來越多的雌二醇，雌二醇通過負(fù)反饋?zhàn)饔镁S持低水平的 LH 和 FSH 分泌。一旦雌二醇濃度超過閾值，就會(huì)變成正刺激物，增加 GnRH 釋放，從而觸發(fā)導(dǎo)致排卵的 LH 和 FSH 激增。

排卵卵泡的體細(xì)胞顆粒細(xì)胞和卵泡膜細(xì)胞隨后經(jīng)歷稱為黃體化的過程，成為黃體，黃體合成孕酮，為子宮著床做好準(zhǔn)備，以備受孕時(shí)發(fā)生。

研究還表明，宇宙輻射與其他輻射源一樣，可能會(huì)損害DNA、生殖器官以及精子和卵細(xì)胞。

對于女性而言，根據(jù)暴露量，這可能導(dǎo)致不孕、卵巢衰竭和癌癥，進(jìn)而導(dǎo)致更年期提前或死亡。對于孕婦而言，風(fēng)險(xiǎn)可能包括流產(chǎn)和早產(chǎn)。對于男性而言，過量輻射也可能導(dǎo)致精子數(shù)量減少或不孕，盡管一些科學(xué)研究結(jié)果表明，精子可以在太空中安全保存一段時(shí)間。而對于胚胎和胎兒來說，情況同樣不容樂觀。

輻射可能導(dǎo)致發(fā)育遲緩、認(rèn)知障礙、畸形，并增加新生兒死亡的風(fēng)險(xiǎn)。

最明顯的區(qū)別是低重力環(huán)境，沒有地球引力的幫助，母親在分娩時(shí)可能會(huì)更加困難。此外，如果有一天女性永久生活在太空，懷孕的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)比在地球上大得多。

首先，沒有地球引力的壓力，她的骨骼密度會(huì)降低。例如，研究表明，宇航員在太空中每待一個(gè)月，骨密度就會(huì)下降1%到2%，這對于分娩來說尤其令人擔(dān)憂，因?yàn)楣桥杩赡軙?huì)在分娩過程中骨折。事實(shí)上，醫(yī)生建議骨質(zhì)疏松的女性完全避免自然分娩，這可能意味著在太空中分娩只能采用其他方法。

男性生殖影響

下丘腦-垂體-睪丸軸與下丘腦-垂體-卵巢軸的相似之處在于，睪丸中的精子發(fā)生和性類固醇合成均受垂體促性腺激素（LH和FSH）的調(diào)節(jié)，而這兩種激素是在下丘腦促性腺激素釋放激素（GnRH）刺激下分泌的。然而，兩者也存在一些差異

下丘腦-垂體-睪丸軸與下丘腦-垂體-卵巢軸有一些相似之處。然而，與卵巢不同的是，睪丸含有二倍體生殖系干細(xì)胞，這些細(xì)胞能夠終生自我更新。

這些細(xì)胞被稱為精原干細(xì)胞，它們位于睪丸曲細(xì)精管基底膜和塞托利細(xì)胞之間。這些干細(xì)胞可以分裂產(chǎn)生更多的干細(xì)胞或分化成精原細(xì)胞，精原細(xì)胞在進(jìn)入減數(shù)分裂時(shí)變成初級精母細(xì)胞，在第一次減數(shù)分裂后形成次級精母細(xì)胞，在第二次減數(shù)分裂后形成單倍體精子細(xì)胞，單倍體精子細(xì)胞分化成精子并釋放到小管腔中。

睪丸 Leydig 細(xì)胞位于曲細(xì)精管之間的間質(zhì)空間中，受到垂體產(chǎn)生的 LH 的刺激。睪酮信號通過塞托利細(xì)胞中的雄激素受體進(jìn)行，是減數(shù)分裂進(jìn)程所必需的，睪酮的缺失會(huì)導(dǎo)致減數(shù)分裂早期精子發(fā)生停滯FSH信號調(diào)節(jié)著對塞托利細(xì)胞最佳結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要的基因。

-國外公司嘗試-

荷蘭企業(yè)家埃德爾布魯克希望通過消除性行為，實(shí)現(xiàn)人類在太空繁衍。他的公司SpaceBorn United可能是世界上第一家計(jì)劃在太空開展體外受精研究的公司，

今年8月，SpaceBorn United與馬來西亞太空探索公司Independence-X合作，對其載有生物樣本的返回艙進(jìn)行了亞軌道墜落測試。

到目前為止，SpaceBorn United已經(jīng)利用微流體技術(shù)開發(fā)出一種微型體外受精和胚胎孵化器。該原型硬件外形類似CD，擁有多個(gè)容納精子和卵子的微型通道。圓盤旋轉(zhuǎn)模擬不同的重力負(fù)荷，同時(shí)該設(shè)備自動(dòng)使胚胎受孕。埃德爾布魯克表示，目前，該合資企業(yè)正與德國公司Atmos Space Cargo合作，計(jì)劃于明年年底前將小鼠胚胎送入軌道進(jìn)行試飛。

莫斯科彼得羅夫斯基國家外科研究中心的神經(jīng)科學(xué)家亞歷山德拉·普羅什奇娜說，盡管最終目標(biāo)可能是有一天在太空中實(shí)現(xiàn)自然受孕和分娩，但這在短期內(nèi)還無法實(shí)現(xiàn)。

兒童的細(xì)胞分裂速度比成人更快。當(dāng)電離輻射穿透人體時(shí)，它會(huì)破壞細(xì)胞鍵，并可能導(dǎo)致癌癥。他說，如果兒童患上癌癥，它在外太空環(huán)境中的擴(kuò)散速度可能會(huì)比在成人體內(nèi)更快。

那么，嬰兒可以在太空中出生嗎？

理論上是的。但除非我們能夠保護(hù)胚胎免受輻射，防止早產(chǎn)，并確保嬰兒在微重力環(huán)境下安全成長，否則太空懷孕仍然是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)—我們尚未準(zhǔn)備好嘗試。

你認(rèn)為是否能夠?qū)崿F(xiàn)太空懷孕并能安全嬰兒出生呢？