embryo | Svět2000

Spermie v mikrogravitaci ztrácí orientaci, žádná vesmírná miminka zatím nebudou

27. 3. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 3 min read 78 Zobrazení embryo, gravitace, mikrogravitace, orientace, osídlování, porod, spermie, těhotenství, vesmír

Evoluce Nové Osídlování vesmíru TOP 10 Vesmírné objevy Výzkum

Vědět, která strana je nahoru a která dolů pomáhá spermiím najít cestu k vajíčku. Bez gravitace se potýkají s problémy.

Rozmnožování u savců zahrnuje mnoho podmínek. Vědci jsou teprve na začátku s hledáním, které z nich budou fungovat i mimo Zemi. Dřívější studie, které naznačovaly, že spermie plavou v mikrogravitaci stejně dobře jako na Zemi, nestačí k prokázání, že reprodukce na oběžné dráze bude fungovat. A rozhodně nebude snadná v případě, pokud bude probíhat postaru.

Stejný výzkum vyvolává otázky, zda mikrogravitace může představovat problémy i pro jiné aspekty, jako je porod dítěte ve vesmíru, který může vyžadovat více pozemských podmínek.

Jak ukázal nový výzkum Adelaidské univerzity, který u spermií odhalil, že nedostatek gravitace u nich negativně ovlivňuje navigační schopnosti.

Spermie v mikrogravitaci

Vědci ve své studii zkoumali, jak by mimozemské podmínky mohly ovlivnit navigaci spermií, oplodnění a raný vývoj embryí. Pro svou studii si vybrali vzorky spermií od tří různých savců, včetně lidí. Vzorky byly podrobeny 3D klinostatu, přístroji, který simuluje podmínky nulové gravitace ve vesmíru otáčením buněk, čímž dochází k jejich dezorientaci. Spermie poté prošly bludištěm navrženým tak, aby napodobovalo ženský reprodukční trakt. *3D klinostat vyvinul Dr. Giles Kirby ze společnosti Firefly Biotech

Vědci při svém pokusu při podmínkách v mikrogravitaci pozorovali významné snížení počtu spermií, které byly schopné úspěšně najít cestu komorovým bludištěm. Poprvé byli schopni ukázat, že gravitace je důležitým faktorem pro schopnost spermií pohybovat se kanálem, jako je reprodukční trakt.

Stejně se to projevilo u všech modelů, a to i přes to, že nedošlo ke změnám ve způsobu, jakým se spermie fyzicky pohybují. To naznačuje, že jejich ztráta směru nebyla způsobena změnou motility, ale jinými faktory.

Progesteron jako navigátor

Většímu počtu lidských spermií pomohlo překonat negativní účinky simulované mikrogravitace přidání pohlavního hormonu progesteronu, který je pro nastolení těhotenství důležitý. Vědci se domnívají, že je to tím, že progesteron se uvolňuje také z vajíčka a může pomoci navést spermie k místu oplodnění. Ale toto řešení zatím není potvrzené.

Vědci také zkoumali dopad mikrogravitace během oplodnění a na následný vývoj embryí u zvířecích modelů. Po čtyřech hodinách vystavení nulové gravitaci vědci pozorovali, že úspěšně oplodněná vajíčka měla 30% snížení počtu myších vajíček.

Během čtyř až šesti hodin vystavení mikrogravitaci vědci pozorovali sníženou míru oplodnění. Dlouhodobé vystavení se zdálo být ještě škodlivější. Vedlo ke zpoždění vývoje a v některých případech i ke snížení počtu buněk.

***Popis: Studie Adelaidské univerzity zjistila, že nedostatek gravitace u spermií negativně ovlivňuje navigační schopnosti.***

***Popis: Vystavení nulové gravitaci zřejmě ovlivnilo počet fetálních buněk v embryu.***

Reprodukce a vývoj ve vesmíru je kritický

Studie ukazuje, jak složitý je reprodukční úspěch ve vesmíru a jak naléhavá je potřeba dalšího výzkumu ve všech raných fázích vývoje. Proto vědci nyní vstupují do další fáze svého výzkumu. Nově budou testovat jak různé gravitační prostředí, jako je například na Měsíci, Marsu.

Klíčovou otázkou je, zda ke změnám ve vývoji souvisejícím s gravitací dochází postupně s tím, jak klesá gravitační síla, nebo zda existuje prahový efekt, reakce „všechno nebo nic“.

Pochopení tohoto rozdílu je nezbytné pro plánování budoucí lidské reprodukce v mimozemském prostředí, včetně osídlení Měsíce a Marsu, a pro vývoj systémů umělé gravitace, které podporují zdravý vývoj.

Zdroj: vědecká studie byla publikovaná v časopise Communications Biology 10.1038/s42003-026-09734-4; https://www.eurekalert.org/news-releases/1121275

Buňka během embryonálního vývoje využívá elektrické pole, které může fungovat i v jiných tkáních

19. 1. 2025 Iveta Mauci 2 min read 188 Zobrazení buňky, elektrotaxe, embryo, fosfatáza 1, vývoj

Medicína Věda

**Popis obrázku:** Kuličky představují buňky migrující dolů pomocí elektrických proudů během vývoje embrya.

Kromě vývoje mohou podobné mechanismy existovat také během hojení ran a progrese rakoviny. Pochopení toho, jak elektrická pole vedou migraci buněk, by dokonce mohlo inspirovat potenciální nové strategie v tkáňovém inženýrství a regenerativní medicíně.

Doktor Barriga a jeho kolegové z Technologické univerzity v Drážďanech zjistili, že buňky neurální lišty jsou během vývoje řízené vnitřními elektrickými poli. Prostřednictvím tohoto procesu, známého jako elektrotaxe (pohyb živočichů způsobený elektrickým proudem), mohou buňky snímat směr z elektrických polí generovaných uvnitř embrya a podle toho se pohybovat.

Neurální lišta je nezbytnou součástí embrya a tato oblast buněk tvoří kosti naší tváře a krku, stejně jako části nervového systému.

Komunikační tok

Jak embryo roste, existuje nepřetržitý tok komunikace mezi buňkami za účelem vytvoření tkání a orgánů. Buňky potřebují číst četné podněty ze svého prostředí. Ty mohou být chemické nebo mechanické povahy. Samotné však nemohou vysvětlit kolektivní migraci buněk. Velké množství důkazů ale naznačovalo, že k pohybu může dojít také v reakci na embryonální elektrická pole. Jak a kde jsou tato pole v embryích založena, bylo dosud nejasné.

Toto pozorování bylo dříve omezené na studium kultivovaných buněk, ale nyní bylo vědecky prokázané ve vyvíjejícím se embryu.

Citlivá napěťově fosfatáza 1 (Vsp1)

Doktor Barriga a jeho tým identifikovali enzym známý jako citlivá napěťově fosfatáza 1 (Vsp1), který se nachází v buňkách neurální lišty. Vzhledem k všestranné struktuře Vsp1 se zdálo, že je schopný jak snímat, tak převádět elektrické signály. Aby se potvrdilo, že Vsp1 je nutný pro elektrotaxi, vytvořili vědci defektní verzi enzymu a ukázali, že kolektivní elektrotaxe byla v buňkách injikovaných touto kopií narušená.

Na rozdíl od očekávání se enzym Vsp1 nezdál být relevantní pro samotný pohyb, ale místo toho by mohl specificky převádět gradienty elektrického proudu na směrovou a kolektivní migraci. Jedná se o unikátní pozorování, protože většina enzymových senzorů je vyžadovaná pro samotný pohyb, což ztěžuje studium jejich role ve vedení.

Buňky neurální lišty

Toto je první experimentální důkaz, který naznačuje, že elektrická pole se objevují podél cesty, kde migrují buňky neurální lišty a vysvětluje mechanismus jejich vzniku. Tyto objevy zdůrazňují cenný příspěvek, který poskytuje bioelektřina během embryonálního vývoje. Rozšířením našich znalostí o elektrotaxi uživých zvířat tento výzkum otevírá nové možnosti pro napodobování vývojových procesů v laboratoři s přesností větší než kdykoli předtím.

Je však zapotřebí dalšího výzkumu, abychom pochopili roli elektrických polí v buněčném chování a zvýšili naše chápání fyziky živých systémů.

Výzkum mechanismů elektrotaxe však stále pokračuje. „V širší perspektivě jsme nyní uvedli dalšího hráče do složitého procesu morfogeneze tkání,“ poznamenává doktor Barriga. „Otázkou nyní je, jak to zapadá do již zavedených rámců mechanických a chemických podnětů během embryogeneze?“.

Vědecký tým: Fernando Ferreira, Sofia Moreira, Min Zhao a Elias H. Barriga

Zdroj: EurekAlert, Nature DOI: 10.1038/s41563-024-02060-2, Technologická univerzita v Drážďanech