Міжнародна команда вчених у співпраці з фахівцями NASA проаналізувала масив досліджень, присвячених впливу космічної радіації і відсутності гравітації на організм. Свої висновки фахівці виклали в статті в журналі Cell.
До сих пір польоти в космос не перевищували року, але місії до Марса та інших космічних об’єктів можуть тривати до п’яти років, пояснюють дослідники. Тому важливо знати, як умови польоту позначаються на здоров’ї його учасників.
Дослідники проаналізували 30 робіт під авторством понад 200 вчених з усього світу. На даний момент це найбільший масив даних про вплив польотів в космос на людське тіло. Всього вони визначили шість ключових змін, які можуть серйозно вплинути на здоров’я космонавтів, — пошкодження ДНК, оксидативний стрес, зміна довжини теломер, зміна мікробіома, порушення функцій мітохондрій і порушення регуляції генів.
Теломери — кінцеві ділянки хромосом, які коротшають з віком, їх довжина тісно пов’язана з тривалістю життя. Спостереження за близнюками Скоттом і Марком Келлі, перший з яких на рік відправився в космос, а другий залишився на Землі, показало: після польоту теломери Скотта подовжилися, але на Землі повернулися до колишнього розміру. Спостереження ще за десятком астронавтів виявило, що їх теломери після повернення на Землю стали навіть коротшими, ніж до польоту, хоча астронавти перебували на навколоземній орбіті і, в цілому, були достатньо захищені від космічної радіації. При цьому в космосі теломери дійсно стали довшими через оксидативного стресу.
Оксидативний стрес виникає, коли вільні радикали пригнічують антиоксиданти в клітці. Ці зміни на клітинному і міжмолекулярному рівні можуть мати значний вплив на здоров’я астронавтів, як під час, так і після польоту. Вони позначаються на серцево-судинній системі, центральній нервовій, кістково-м’язовій, імунній та шлунково-кишковому тракті, а також викликають порушення циркадних ритмів і зміни зору. З цими змінами також пов’язаний підвищений ризик захворювання на рак.
Одне з нових досліджень також виявило клональне кровотворення, при якому клітини крові, що несуть мутації, поширюються швидше, ніж інші, що несе ризики розвитку серцево-судинних захворювань, лімфом і лейкемії. Зазвичай ця патологія спостерігається у людей старше 70 років, але дослідники зареєстрували її у багатьох космонавтів середнього віку.
«Тепер у нас є фундамент — знання про те, на які зміни в організмі майбутніх астронавтів варто звернути увагу, — каже професор Університету штату Колорадо Сьюзан Бейлі, автор трьох робіт. — Надалі наша мета — отримати краще уявлення про механізми, що лежать в основі, про те, що відбувається під час тривалого космічного польоту в людському організмі, і про те, як він змінюється між людьми».
Хоча довгі теломери і пов’язані з ростом тривалості життя, вони можуть нести і певну небезпеку, попереджає Бейлі.
«Продовження життя клітин, які постраждали від пошкоджень ДНК, викликаних космічною радіацією, таких як хромосомні інверсії (поворот ділянки хромосоми на 180 градусів), підвищує ризик розвитку раку», — говорить вона.
Раніше вчені вже відзначали, що астронавти страждають від втрати розміру м’язів і кісткової маси, проблем з серцем і печінкою, а також дисфункції імунної системи. Експерименти на тваринах і спостереження за астронавтами показали, що причина цього — дисфункція мітохондрій, енергетичних станцій клітин. Вони теж страждають від космічної радіації, і неправильна їх робота призводить до порушення роботи органів у всьому організмі. Розуміння цього здатне допомогти вченим у вирішенні проблеми, зазначає Афшин Бехешті, один з дослідників.
«Існує вже багато схвалених препаратів для різних мітохондріальних розладів, і, ймовірно, їх можна використовувати і в цьому випадку, — вважає Бехешті. — Зараз можна було б випробувати деякі з цих ліків на тваринах і клітинних моделях в космосі».
Також польоти позначаються на роботі серця. Спостереження за плодовими мушками, котрі народилися на космічній станції, показали: їх серця менші і перекачують кров не так ефективно. І якщо астронавти будуть жити на Місяці або на поверхні Марса протягом тривалого часу, вони теж можуть зіткнутися з подібним ефектом. Подальші дослідження в цій області не тільки будуть корисні для майбутніх польотів, але і, ймовірно, зможуть допомогти тим, хто страждає від хвороб серця, вважають вчені.
У міру планування довгострокових польотів на Місяць і Марс кількість даних про вплив тривалої відсутності гравітації, космічної радіації і інших небезпек, що чекають астронавтів зростає, роблять висновок дослідники. Більш повне розуміння всіх проблем, з якими можуть зіткнутися люди в таких польотах і при створенні колоній дозволить знайти методи боротьби з ними і захистити здоров’я астронавтів при виході на новий етап освоєння космосу.
