宇宙は妊娠しづらい？精子は宇宙に行くと運動能力が落ちて「ぐだぐだ」になる
人類はすでに宇宙に進出する能力を手にしました。
宇宙に旅立っているのは現時点で宇宙飛行士や一部の富裕層だけですが、そう遠くない未来、多くの大衆にとって宇宙旅行や宇宙滞在は馴染みのものとなるかもしれません。
そうなると、宇宙空間で子宝に恵まれる夫婦やカップルも出てくると予想されます。
しかし宇宙で赤ちゃんを授かるのは簡単ではないようです。
最近、スペイン・カタルーニャ工科大学（UPC）の研究により、男性の精子は微小重力に晒されると運動機能や生存率が大きく低下することが明らかになったのです。
研究の詳細は2024年7月31日付で科学雑誌『Acta Astronautica』に掲載されています。
目次
- 宇宙空間でも正常に「妊娠」できるのか？
- 宇宙に行くと精子はぐだぐだになる？
宇宙空間でも正常に「妊娠」できるのか？
人類は今、宇宙開拓時代に入っており、月面や火星での居住計画も現実味を帯びたものとして進められています。
そのため、人類が宇宙空間に滞在する時間はこれまで以上に長くなっていくでしょう。
しかし宇宙空間は体が浮遊する微小重力環境にありますし、月面や火星にしても地球よりずっと重力が小さいです。
地球を離れる決断をした人々は（SF映画のような重力発生装置が開発されるまでは）そうした微小重力の中で暮らしていかなければなりません。
宇宙滞在が人体に及ぼす影響はすでによく知られています。
例えば、骨密度が減少したり、筋力が低下したり、心血管系に負担がかかったり、免疫系が弱まったり、さらには放射線量が高く、発がんリスクを高める可能性も指摘されています。
また慣れない空間での生活から心理的ストレスを受けて、精神疾患を発症する恐れもあるでしょう。
その一方で、宇宙空間での滞在が妊娠に与える影響はよく知られていません。
これから人類がますます宇宙に進出することを踏まえると、宇宙空間で女性が懐妊するケースも当然ながらあり得ます。
しかし地球とまったく異なる環境下でも、今まで通り正常に妊娠が成立するかどうかはわかりません。
妊娠が正しく成立するには、男性側の精子が女性側の卵子まで泳いでいって受精する必要があります。
ここで研究者たちは「精子の運動機能が微小重力によって悪影響を受けるのではないか」と考えました。
そこでカタルーニャ工科大学の研究チームは、生きた精子を微小重力に晒すという興味深い実験を行うことにしたのです。
宇宙に行くと精子はぐだぐだになる？
本研究の目的は、新鮮なヒト精子サンプルをパラボリックフライト（放物線飛行）に晒し、精子の運動機能や生存率への微小重力の影響を明らかにすることでした。
パラボリックフライト（放物線飛行）とは宇宙空間に行かずに微小重力環境を作り出す方法です。
具体的には、水平飛行している航空機の機首を上げ、約45度まで上がった状態でエンジンを停止し、その後、放物線を描くように機体を自由落下させることで、機内を一時的に微小重力状態にするのです。
パラボリックフライトは宇宙飛行士の訓練やハードウェア機器のテストなどに使われています。
今回の実験は2020年9月から11月にかけて実施され、15名の男性ボランティア（平均年齢34.8歳）から健康な精子サンプルを採取しました。
精子サンプルはWHO（世界保健機関）の基準に従って、男性ボランティアに2〜5日間の性的禁欲をしてもらった後、自慰行為によって採取され、滅菌容器に集められています。
そして精子サンプルの半数は地上に置いたままにし、もう半数を航空機に乗せてパラボリックフライトによる微小重力環境に晒しました。
両グループの精子サンプルはともに人の体内と同じ約37℃の温度下に置かれています。
その後、両グループの精子サンプルを調べた結果、微小重力に晒された精子は地上にあった精子に比べて、運動機能が大きく低下していることが判明したのです。
特に精子が目標に向かってどれだけ速く移動できるかを示す曲線速度（curvilinear velocity ）が微小重力グループでは大幅に落ちており、これは宇宙空間では精子が卵子に向かってうまく移動できなくなる可能性を示唆するものでした。
加えて、微小重力に晒された精子は地上にあった精子に比べて、生きた精子の数が有意に減少しており、生存率が低下することも判明しています。
研究者は「生きた精子の完全な喪失には至らなかったものの、微小重力環境は精子の活力や運動機能を著しく低下させる」と指摘。
その上で「微小重力への曝露期間が長ければ長いほど、その悪影響はさらに大きくなることが予想できた」と話しています。
この結果は、宇宙滞在中の妊娠がやはり地上に比べて困難になりやすいことを示すものです。
ただ精子は微小重力に晒されても、DNAが断片化したり、精子の形状が変わったり、酸化ストレスを受けることがなかったようです。
とはいえ、なぜ精子は微小重力下で運動機能などが低下してしまうのでしょうか？
精子は、進行方向を決定する際に化学的なシグナル（化学走性）や温度勾配（温度走性）に基づいていると考えられているため、人間のように上下が分からなくて混乱し運動機能が低下するという可能性は考えにくいものです。
そのため研究者が考えているのは、急激な重力変化や微小重力が細胞の内部環境や代謝に影響を与えている可能性です。
重力変化が細胞のエネルギー生成プロセスに影響を及ぼし、運動に必要な栄養の供給を低下させる可能性があります。また精子の運動にはカルシウムイオンやプロトンポンプの適切な動作が必要ですが、重力の変化がこれに干渉する可能性があります。
また微小重力が鞭毛運動の効率低下を引き起こしている可能性も考えられています。
いずれにせよまだ、微小重力が精子の運動機能や活力を低下させる明確なメカニズムを明らかにできていませんが、私たちが宇宙空間に行くとフワフワ浮遊してしまうように、精子も微小重力下ではぐだぐだになってしまうようです。
チームは次なるステップとして、この微小重力が精子に及ぼす影響の科学的メカニズムを明らかにしていきたいと考えています。
今後、人類が地球以外のどこかに居を構えて、新たな繁栄の道を切り拓くには、安定した出産プロセスの確立が必要不可欠です。
ただこの問題が解決されない限り、宇宙旅行でできちゃったというニュースを聞くことはなさそうです。
参考文献
Exposure to Microgravity Seems to Seriously Disorient Human Sperm
https://www.sciencealert.com/exposure-to-microgravity-seems-to-seriously-disorient-human-sperm
元論文
Decreased human sperm motility and vitality after fast gravity load changes in a parabolic flight
https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2024.07.050
ライター
大石航樹: 愛媛県生まれ。大学で福岡に移り、大学院ではフランス哲学を学びました。 他に、生物学や歴史学が好きで、本サイトでは主に、動植物や歴史・考古学系の記事を担当しています。 趣味は映画鑑賞で、月に30〜40本観ることも。
編集者
ナゾロジー 編集部