Изследване сравнява биологичните променливи на астронавта Скот Кели, прекарал почти една година в орбита, с тези на неговия еднояен близнак Марк, живял по това време на Земята. Резултатите показват, че дългите космически пътувания причиняват повече промени в генната експресия, отколкото кратките, особено в имунната система и при възстановяването на ДНК. Не са забелязани обаче съществени разлики в здравето на братя и сестри.

разкриват

Марк и Скот Кели./НАСА

Науката от години се чуди за ефектите върху Здраве от космически полети. Повечето от проучванията обаче са проведени на мисии от шест месеца или по-малко, а не по-дълги като тези, необходими за пътуване до Марс или другаде.

Така че, когато ПОТ реши да анализира двама астронавти Близнаци идентични - единият от които е останал на Земята, докато другият е в орбита почти година - експертите не са били сигурни какво ще намерят.

Не са открити значителни разлики в здравето на Скот в сравнение с неговия близнак, който е останал на Земята.

Биха могли, може Скот Кели върнете се на Земята по-млад от брат си Марк? Докато Скот предприема мисия в Интернационална космическа станция между 2015 и 2016; Марк, който в миналото е участвал в по-кратки космически мисии, е останал на Земята, за да действа като генетично идентичен контролен субект.

Теломери, които се удължават и след това се скъсяват

Въз основа на предварителните резултати, публикувани през януари 2017 г., Сюзън Бейли от Държавния университет в Колорадо (САЩ) установи, че теломери на белите кръвни клетки на Скот се удължиха, докато бяха в космоса.

След завръщането си на Земята удължаването на теломерите е заменено с ускорено съкращаване и загуба, потенциално негативно последствие за клетъчното здраве.

„Като цяло човешкото тяло забележително се адаптира към космическите полети за период от около година“, обяснява Бейли на Sinc. „Това е добра новина за по-дълги мисии до Луната и Марс. Констатациите ще послужат за подобряване на оценката на въздействието върху здравето на астронавтите, докато пътуват все повече и повече в космоса. ".

Скот Кели на борда на Международната космическа станция./НАСА

„Най-изненадващото е удължаването на теломерите на Скот в космоса. Въпреки че повечето от теломерите му се върнаха към средните си стойности преди полета, сега той има по-къси теломери от преди 340-дневната мисия “, казва Бейли.

Тези констатации противоречат на това, което Бейли смяташе, че може да се случи, и сега се потвърждават от публикацията в списание Science за новите резултати, които като цяло не сочат към значителни разлики в здравето на Скот.

Повечето човешки здравни и биологични променливи остават стабилни или се връщат на предишните нива

Както се съобщава от НАСА, "тъй като повечето биологични и човешки променливи за здравето остават стабилни или се връщат на предишни нива, това предполага, че човешкото здраве може да бъде поддържано до голяма степен при космически полети с тази продължителност".

Изводите, един по един

Скот преживя удебеляване на каротидна артерия, удебеляване на ретина, загуба на тегло, промени в чревни микроби, намаляване на когнитивните способности, нарушено ДНК и промени в генната експресия и динамиката на дължината на теломерите, биомаркер, който помага да се оцени здравето и потенциалните дългосрочни рискове от космически полети.

Въпреки че само 91,3% от нивата на генна експресия на Скот са се върнали към нормални или референтни нива през шестте месеца след кацането на Земята, авторите искат да подчертаят, че това не означава, че останалата част от неговата ДНК е мутирала.

Освен това a хранене Адекватните упражнения и упражнения в космоса причиняват загуба на тегло и увеличаване на фолиевата киселина, жизненоважна за производството на червени кръвни клетки, в сравнение с брат му Марк.

По същия начин, промените в разнообразието на чревна флора на Скот в космоса не бяха по-големи от промените, свързани с стрес което учените наблюдават на Земята. И накрая, противогрипната ваксина, приложена в космоса, работеше точно по същия начин, както на Земята.

Двама от изследователите тестват процедури за пречистване на кръвни проби в микрогравитационния самолет на НАСА./Медицина на Джон Хопкинс

Някои от промените в генна активност, като тези, свързани с формирането на костите или възстановяването на ДНК, се очакваха, тъй като е добре известно, че астронавтите изпитват намаление в Костната плътност при нулева гравитация, както и повишено излагане на ДНК-увреждаща радиация по време на полет.

Но те също така наблюдават промени в активността на митохондриалните гени, които помагат на тялото да произвежда енергия и гените на имунната система, които предполагат, че дългосрочното пътуване може да увеличи енергията. стрес в тялото.

„По отношение на геномното здраве не видяхме нищо тревожно. Имаше по-голям отговор на стреса, но не по-голям по размер от този, който обикновено се наблюдава при хората на Земята ”, подчертава пред Sinc Андрю Файнберг, учен от университета„ Джон Хопкинс ”, който е координирал един от екипите.,

За Файнберг това проучване поставя основата за изготвяне на прогнози за физиологичната и генетичната функция на астронавта по време на дългосрочна мисия: „Ако знаем какво да очакваме, можем да предвидим здравословни проблеми и да гарантираме, че лекарствата и други лекарства са под ръка. мисия ".

Анализът на еднояйчни близнаци беше рядка възможност за сравнение на физиологичните и геномните промени

Десет екипа от учени

Тази работа беше ръководена от 10 екипа от учени, избрани от НАСА, за да сравнят генетичните, физиологичните и поведенческите промени на близнаците преди, по време и след мисията на Скот.

За да го извършат, изследователите са получили флакони с кръвта на близнаците в продължение на 25 месеца, преди, по време и след космическите полети, и са анализирали пробите, доставени веднага след пристигането им от космическата станция с ракетата. Союз и нощни пратеници.

Авторите настояват, че са необходими повече изследвания, за да се разбере въздействието на дългите космически полети върху човешкото тяло, където има повече излагане на радиация, ограничена диета, по-малко упражнения, по-малко гравитация и нарушени цикли на сън.

Изучаването както на здрав човек на Земята, така и на човек, изложен на факторите, участващи в космическия полет, може да даде на учените нова представа за това какво представлява нормалната реакция на стреса и доколко тялото може да се адаптира.

„Анализът на еднояйчни близнаци беше рядка възможност за сравняване на геномни и физиологични промени. Но тъй като са изследвани само двама души, не можем да кажем, че тези промени се дължат на космически пътувания сами по себе си “, казва Файнберг.

Както е потвърдено от НАСА, ще трябва да бъдат разработени конкретни мерки за противодействие за планирано космическо пътуване до Марс и извън него, което се очаква да се увеличи през 2020-те и 2030-те години.

Библиографска справка:

Garrett-Bakelman et al.: „Проучването на близнаците на НАСА: Многоизмерен анализ на едногодишен човешки космически полет“. Наука, 12 април 2019 г.