Дослідження порівнювало біологічні змінні астронавта Скотта Келлі, який провів майже рік на орбіті, з показниками його однояйцевого близнюка Марка, який жив на той час на Землі. Результати показують, що тривалі космічні подорожі спричиняють більше змін у експресії генів, ніж короткі, особливо в імунній системі та у відновленні ДНК. Однак суттєвих відмінностей у стані здоров'я братів і сестер не виявлено.

здоров

Марк і Скотт Келлі./НАСА

Наука роками задається питанням про вплив на Здоров'я з космічні польоти. Однак більшість досліджень проводились на місіях, які тривали півроку або менше, а не на довших, на зразок тих, що потрібні для подорожі на Марс чи деінде.

Отже, коли ПОТ вирішив проаналізувати двох космонавтів Близнюки однакові - одна з яких залишилася на Землі, а інша - майже рік - орбітальні експерти не були впевнені, що вони знайдуть.

Істотних відмінностей у стані здоров'я Скотта не виявлено порівняно з його близнюком, який залишився на Землі.

Може Скотт Келлі повернутися на Землю молодшим за брата Марка? Коли Скотт приступив до місії в Міжнародна космічна станція між 2015 і 2016 роками; Марк, який раніше брав участь у коротших космічних місіях, залишився на Землі, щоб діяти як генетично ідентичний суб'єкт управління.

Теломери, які подовжуються, а потім вкорочуються

На підставі попередніх результатів, опублікованих у січні 2017 року, Сьюзен Бейлі з Університету штату Колорадо (США) виявила, що теломери лейкоцитів Скотта подовжилися, перебуваючи в космосі.

Повернувшись на Землю, подовження теломер було замінено прискореним укороченням і втратою, що є потенційно негативним наслідком для клітинного здоров'я.

"Загалом, людський організм надзвичайно пристосовується до космічних польотів протягом приблизно року", - пояснює Бейлі Сінцу. «Це хороша новина для довших місій на Місяць і Марс. Отримані дані допоможуть покращити оцінку наслідків для здоров’я космонавтів, коли вони подорожують все далі в космосі ".

Скотт Келлі на борту Міжнародної космічної станції./НАСА

«Найдивовижніше - це подовження теломер Скотта в космосі. Хоча більшість його теломер повернулись до середніх показників перед польотом, зараз він має коротші теломери, ніж до 340-денної місії », - говорить Бейлі.

Ці висновки суперечать тому, що Бейлі думав, що може статися, і тепер вони підтверджені публікацією в журналі Science нових результатів, які в цілому не вказують на суттєві відмінності в стані здоров'я Скотта.

Більшість змінних біологічного та людського здоров’я залишалися стабільними або поверталися до попереднього рівня

Як повідомляло NASA, "оскільки більшість біологічних змінних та змін здоров’я людини залишалися стабільними або поверталися до попередніх рівнів, це свідчить про те, що здоров’я людини можна в основному підтримувати на космічних польотах такої тривалості".

Висновки, по одному

Скотт зазнав потовщення сонної артерії, потовщення сітківки, втрата ваги, зміни в кишкові мікроби, зниження когнітивних здібностей, порушення ДНК та зміни експресії генів та динаміки довжини теломер, біомаркер, який допомагає оцінити стан здоров’я та потенційні довгострокові ризики космічного польоту.

Хоча лише 91,3% рівнів експресії генів Скотта повернулись до нормальних або референтних рівнів за шість місяців після посадки на Землю, автори хочуть підкреслити, що це не означає, що решта його ДНК мутувала.

Крім того, a харчування Адекватні фізичні вправи та фізичні вправи в космосі спричинили втрату ваги та збільшення фолієвої кислоти, життєво необхідної для виробництва еритроцитів, порівняно з його братом Марком.

Подібним чином, зміни в різноманітності кишкова флора Скотта в космосі були не більшими, ніж зміни, пов'язані з Росією стрес що спостерігають вчені на Землі. Нарешті, вакцина проти грипу, введена в космос, працювала точно так само, як і на Землі.

Двоє дослідників випробовують процедури очищення зразків крові на площині мікрогравітації НАСА./Медицина Джона Хопкінса

Деякі зміни в активність генів, такі, як ті, що пов'язані з утворенням кісток або репарацією ДНК, очікувалося, оскільки добре відомо, що астронавти відчувають скорочення Щільність кісток при нульовій гравітації, а також підвищений вплив ДНК-пошкоджуючого випромінювання під час польоту.

Але вони також спостерігали зміни в активності мітохондріальних генів, які допомагають організму виробляти енергію, та генів імунної системи, що свідчить про те, що довготривалі подорожі можуть збільшити енергію. стрес в організмі.

“Що стосується геномного здоров’я, ми не бачили нічого тривожного. Реакція на стрес була більшою, але за величиною не більшою, ніж зазвичай спостерігається у людей на Землі », - підкреслює Сінк Ендрю Файнберг, вчений з Університету Джона Хопкінса, який координував одну з команд.,

Для Фейнберга це дослідження закладає основу для прогнозування фізіологічної та генетичної функції космонавта під час довготривалої місії: «Якщо ми знаємо, чого очікувати, ми можемо передбачити проблеми зі здоров’ям та забезпечити наявність наркотиків та інших засобів під час. місія ".

Аналіз однояйцевих близнюків був рідкісною можливістю порівняти фізіологічні та геномні зміни

Десять команд вчених

Цією роботою керували 10 команд вчених, обраних НАСА для порівняння генетичних, фізіологічних та поведінкових змін близнюків до, під час та після місії Скотта.

Для його проведення дослідники отримували флакони з кров’ю близнюків протягом 25 місяців, до, під час і після космічних польотів, та аналізували зразки, доставлені, як тільки вони прибули з космічної станції ракетою. Союз і нічні посланці.

Автори наполягають на тому, що необхідні додаткові дослідження, щоб зрозуміти вплив тривалих космічних польотів на організм людини, де більше опромінення радіацією, обмежена дієта, менше фізичних вправ, менше сили тяжіння та порушені цикли сну.

Вивчення як здорової людини на Землі, так і людини, яка зазнає впливу факторів, що беруть участь у космічних польотах, може дати вченим нові уявлення про те, що таке нормальна реакція на стрес і наскільки організм може адаптуватися.

«Аналіз однояйцевих близнюків був рідкісною можливістю порівняти геномні та фізіологічні зміни. Але оскільки вивчено лише двох людей, ми не можемо сказати, що ці зміни зумовлені космічними подорожами як такою », - говорить Файнберг.

Як підтвердило NASA, потрібно буде розробити конкретні контрзаходи щодо планових космічних подорожей на Марс і за його межами, які, як очікується, збільшаться в 2020-х і 2030-х роках.

Бібліографічна довідка:

Garrett-Bakelman et al.: "Дослідження близнюків NASA: багатовимірний аналіз річного космічного польоту людини". Science, 12 квітня 2019 р.