在随着火星探测计划的加速推进，关于人体如何应对火星环境的问题也日益凸显。重返火星将为人们提供充足的时间，使其能够怀孕甚至生育。

　　我们大多数人很少考虑出生前所面临的风险。例如，大约三分之二的人类胚胎无法存活到出生，大多数损失发生在受精后的最初几周内；

　　通常甚至在人们意识到自己怀孕之前。这些早期未被察觉的损失通常发生在胚胎未能正常发育或未能成功植入子宫壁时。

　　怀孕可以理解为一系列生物学里程碑。每个阶段都必须按照正确的顺序发生，并且每个阶段都有一定的成功几率。

　　在地球上，这些几率可以通过临床研究和生物模型来估算。我最新的研究探索了这些阶段如何受到星际空间极端条件的影响。

　　微重力，即在太空飞行过程中经历的近乎失重的状态，会使受孕在身体上变得更加困难，但一旦胚胎植入，可能不会对怀孕造成太大影响。

　　然而，在零重力环境下分娩和照顾新生儿会困难得多。毕竟，在太空中，没有什么是静止的。液体会漂浮，人也是如此。这使得分娩和照顾婴儿的过程比在地球上更加混乱和复杂，因为在地球上，重力会帮助完成从定位到喂养的所有事情。

　　与此同时，正在发育的胎儿已经在类似微重力的环境中生长。它漂浮在子宫内中性浮力的羊水中，受到缓冲和悬浮。事实上，宇航员在模拟失重状态的水箱中进行太空行走训练。从这个意义上说，子宫本身就是一个微重力模拟器。

　　在地球的保护层之外，存在着更危险的威胁：宇宙射线。这些高能粒子—“剥离”或“裸露”的原子核—以接近光速的速度在太空中穿梭。它们是失去了所有电子的原子，只剩下由质子和中子组成的致密核心。当这些裸露的原子核与人体碰撞时，会造成严重的细胞损伤。

　　在地球上，厚厚的大气层保护着我们免受大部分宇宙辐射的伤害，而且，根据一天中的时间，地球磁场的覆盖范围可达数万到数百万英里。但在太空中，这种屏蔽消失了。

　　当宇宙射线穿过人体时，它可能会撞击原子，剥离电子，并撞击原子核，释放出质子和中子，留下不同的元素或同位素。这可能会造成极其局部的损伤—这意味着单个细胞或细胞的一部分会被破坏，而身体的其他部分可能不受影响。有时，射线会直接穿过人体，不会击中任何东西。但如果它击中DNA，就可能导致突变，从而增加患癌症的风险。

　　即使细胞存活，辐射也可能引发炎症反应。这意味着免疫系统反应过度，释放出可能损害健康组织并扰乱器官功能的化学物质。

　　在怀孕的最初几周，胚胎细胞快速分裂、移动并形成早期组织和结构。为了继续发育，胚胎必须在整个精细过程中保持活力。受精后的第一个月是最脆弱的时期。

　　在这个阶段，高能宇宙射线的一次撞击就可能对胚胎造成致命伤害。然而，胚胎非常小，而且宇宙射线虽然危险，但相对罕见。因此，南宫28直接撞击的可能性不大。如果真的发生了，很可能会导致不引人注意的流产。

　　随着妊娠的进展，风险也会发生变化。一旦胎盘循环（连接母亲和胎儿的血流系统）在妊娠早期末期完全形成，胎儿和子宫就会快速生长。

　　这种增长意味着更大的目标。宇宙射线现在更有可能击中子宫肌肉，从而引发宫缩，并可能导致早产。尽管新生儿重症监护已得到显著改善，但婴儿出生越早，并发症的风险就越高，尤其是在太空中。

　　在地球上，怀孕和分娩本身就存在风险。在太空中，这些风险会被放大，但并不一定令人难以承受。

　　但发育并非在出生后就停止。在太空中出生的婴儿会在微重力环境下继续生长，这可能会影响姿势反射和协调能力。这些本能帮助婴儿学习抬头、坐起、爬行，最终学会走路：所有这些动作都依赖于重力。

　　而且辐射风险不会消失。婴儿的大脑在出生后会继续生长，长期暴露在宇宙射线下可能会造成永久性损伤—可能影响认知、记忆、行为和长期健康。

　　目这些危害包括宇宙辐射暴露、微重力、重力增加、心理和生理压力以及昼夜节律紊乱。

　　宇宙辐射包含质子和氦核，以及高电荷和能量 (HZE) 粒子。在地球上进行的啮齿动物暴露于实验产生的 HZE 粒子的研究表明，卵巢卵泡和生精细胞对 HZE 粒子高度敏感。

　　太空飞行期间的微重力暴露以及地球上模拟的微重力暴露会扰乱啮齿动物的精子发生和睾丸睾酮合成，而雄性生殖系统似乎能够适应中度超重力暴露。

　　一些研究调查了微重力对女性生殖的影响，其发情周期和体外卵泡发育紊乱的发现令人担忧。

　　卵巢中的卵泡发生和性类固醇的合成受促性腺激素黄体生成素 (LH) 和促卵泡激素 (FSH) 的调节，这些激素是由垂体在下丘脑释放促性腺激素释放激素 (GnRH) 后分泌的。反过来，GnRH、LH 和 FSH 又受到卵巢激素反馈控制。

　　卵巢生殖细胞 (称为卵母细胞) 形成，进入减数分裂，在减数分裂的第一个前期停止，并被包裹在体细胞中，在雌性哺乳动物的产前 (灵长类动物) 或出生后早期 (啮齿动物) 发育过程中形成原始卵泡。因此，雌性哺乳动物出生时就具有有限的卵母细胞，这些卵母细胞构成了卵巢储备。原始卵泡在整个生命周期中以促性腺激素非依赖的方式募集到生长池中，而 LH 和 FSH 则调节卵泡发育的后期阶段（次级卵泡、窦卵泡和排卵前卵泡）窦卵泡和排卵前卵泡会合成越来越多的雌二醇，雌二醇通过负反馈作用维持低水平的 LH 和 FSH 分泌。一旦雌二醇浓度超过阈值，就会变成正刺激物，增加 GnRH 释放，从而触发导致排卵的 LH 和 FSH 激增。

　　排卵卵泡的体细胞颗粒细胞和卵泡膜细胞随后经历称为黄体化的过程，成为黄体，黄体合成孕酮，为子宫着床做好准备，以备受孕时发生。

　　研究还表明，宇宙辐射与其他辐射源一样，可能会损害DNA、生殖器官以及精子和卵细胞。

　　对于女性而言，根据暴露量，这可能导致不孕、卵巢衰竭和癌症，进而导致更年期提前或死亡。对于孕妇而言，风险可能包括流产和早产。对于男性而言，过量辐射也可能导致精子数量减少或不孕，尽管一些科学研究结果表明，精子可以在太空中安全保存一段时间。而对于胚胎和胎儿来说，情况同样不容乐观。

　　最明显的区别是低重力环境，没有地球引力的帮助，母亲在分娩时可能会更加困难。此外，如果有一天女性永久生活在太空，怀孕的风险会比在地球上大得多。

　　首先，没有地球引力的压力，她的骨骼密度会降低。例如，研究表明，宇航员在太空中每待一个月，骨密度就会下降1%到2%，这对于分娩来说尤其令人担忧，因为骨盆可能会在分娩过程中骨折。事实上，医生建议骨质疏松的女性完全避免自然分娩，这可能意味着在太空中分娩只能采用其他方法。

　　下丘脑-垂体-睾丸轴与下丘脑-垂体-卵巢轴的相似之处在于，睾丸中的精子发生和性类固醇合成均受垂体促性腺激素（LH和FSH）的调节，而这两种激素是在下丘脑促性腺激素释放激素（GnRH）刺激下分泌的。然而，两者也存在一些差异

　　下丘脑-垂体-睾丸轴与下丘脑-垂体-卵巢轴有一些相似之处。然而，与卵巢不同的是，睾丸含有二倍体生殖系干细胞，这些细胞能够终生自我更新。

　　这些细胞被称为精原干细胞，它们位于睾丸曲细精管基底膜和塞托利细胞之间。这些干细胞可以分裂产生更多的干细胞或分化成精原细胞，精原细胞在进入减数分裂时变成初级精母细胞，在第一次减数分裂后形成次级精母细胞，在第二次减数分裂后形成单倍体精子细胞，单倍体精子细胞分化成精子并释放到小管腔中。

　　睾丸 Leydig 细胞位于曲细精管之间的间质空间中，受到垂体产生的 LH 的刺激。睾酮信号通过塞托利细胞中的雄激素受体进行，是减数分裂进程所必需的，睾酮的缺失会导致减数分裂早期精子发生停滞FSH信号调节着对塞托利细胞最佳结构和功能至关重要的基因。

　　荷兰企业家埃德尔布鲁克希望通过消除性行为，实现人类在太空繁衍。他的公司SpaceBorn United可能是世界上第一家计划在太空开展体外受精研究的公司，

　　今年8月，SpaceBorn United与马来西亚太空探索公司Independence-X合作，对其载有生物样本的返回舱进行了亚轨道坠落测试。

　　到目前为止，SpaceBorn United已经利用微流体技术开发出一种微型体外受精和胚胎孵化器。该原型硬件外形类似CD，拥有多个容纳精子和卵子的微型通道。圆盘旋转模拟不同的重力负荷，同时该设备自动使胚胎受孕。埃德尔布鲁克表示，目前，该合资企业正与德国公司Atmos Space Cargo合作，南宫28计划于明年年底前将小鼠胚胎送入轨道进行试飞。

　　莫斯科彼得罗夫斯基国家外科研究中心的神经科学家亚历山德拉·普罗什奇娜说，尽管最终目标可能是有一天在太空中实现自然受孕和分娩，但这在短期内还无法实现。

　　儿童的细胞分裂速度比成人更快。当电离辐射穿透人体时，它会破坏细胞键，并可能导致癌症。他说，如果儿童患上癌症，它在外太空环境中的扩散速度可能会比在成人体内更快。

　　理论上是的。但除非我们能够保护胚胎免受辐射，防止早产，并确保婴儿在微重力环境下安全成长，否则太空怀孕仍然是一项高风险的实验—我们尚未准备好尝试。

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