Безсумнівно, космічний експеримент братів Келлі є одним із найцікавіших, коли йдеться про відправлення людей у космос, але за межі вражаючої залишається вся інформація, яка залишається надати. Ми все ще чекаємо, коли буде представлено остаточне та спільне дослідження щодо всього, що з цим пов’язане, але на даний момент відомо більше інформації про зміни в організмі людини під час подорожі в космос завдяки цьому курйозному експерименту.
Як коротке нагадування, брати Келлі - двоє однояйцевих близнюків, які поділяють ще один аспект, крім генетики: вони - космонавти. Скориставшись ситуацією, NASA відправило одного з них (Скотта) на Міжнародну космічну станцію на 340 днів, тоді як інший (Марк) залишився на Землі. Що це дозволяє, це те, що ми можемо знати що відбувається з нашим тілом в умовах мікрогравітації, і потроху дослідники розкривають ці висновки в десяти різних дослідженнях.
Теломери, що йдуть, теломери, які повертаються
Як ми побачили трохи більше двох тижнів тому, перші дані говорили нам щось більше, ніж ті ще два сантиметри у висоту, з якими Скотт повернувся з космосу. Вони були опубліковані в "Природі", і було сказано, що були поведінкові та фізіологічні зміни, дуже схожі на ті, що спричинені стресом, хоча можна було зрозуміти, чи вони були обумовлені лише стресом життя в космосі (а не стільки мікрогравітацією).
Ще одна зміна, яка була помічена, була в теломери, тобто кінці хромосом. Зокрема, було видно, що теломери Скотта подовжилися, всупереч очікуваному вченими (у дослідженні, проведеному Сьюзен Бейлі з Університету штату Колорадо), хоча після 48 годин перебування на Землі вони скоротилися, щоб повернутися до довготи, яку мали до перебування на МКС.
Вважається, що тимчасове подовження теломер Скотта може бути ефект суворого режиму фізичних вправ і суворої гіпокалорійної дієти космонавта.
Ніхто не перемагає бактерії в адаптації
Бактерії дають багато про що говорити в космосі з більшою чи меншою причиною. Але те, що було помічено з точки зору відмінностей близнюків, це те Бактеріальна популяція Скотта сильно відрізнялася від популяції Марка на момент дослідження, Хоча можна було уявити, що щось подібне станеться через чутливість мікробів до змін у раціоні чи навколишньому середовищі.
Зокрема, в роботі команди Фреда Турека з Північно-Західного університету популяція бактерій Скотта змінилася як щодо того, коли він був на Землі, так і з його братом, але ці варіації не залишилися поза межами перебування МКС після повернення на Землю . Зміни, подібні, як ми вже згадували, до тих, що очікуються, коли хтось кардинально змінює свої звички щодо дієти або потрапляє в зовсім інше середовище, що в обох випадках трапилось із Скоттом.
Білі кров’яні клітини також є космонавтами, але не цитокінами
Що відбувається з нашою імунною системою через деякий час у просторі? Щоб побачити, як мікрогравітація впливає на наш захист, команда Еммануеля Міньо (зі Стенфордського університету) провела дослідження з використанням пристріт від грипу, вводили Скотту і Марку двічі (з інтервалом в рік).
Те, що вони побачили - ні, мікрогравітація не означає зміни імунної відповіді нашого організму, і (на щастя) Скотта було еквівалентно Марку (тобто вироблення антитіл проти вірусу грипу), тому вихід у космос не послаблює і не збільшує дію цієї системи.
Хоча тут є застереження: здається, що що вражається - це запалення. Команда Майка Снайдера, також зі Стенфорда, побачила, що запальна реакція Скотта була більш вираженою, ніж реакція Марка, з високим рівнем цитокінів (білків, що відповідають за регуляцію запальної реакції) перед початком польоту, а також залишався підвищеним під час перебування на станції, а також як через півроку після повернення на Землю.
Ще однією знахідкою, пов’язаною з цим, було спостереження збільшення 3-індолепропіонової кислоти (IPA), яка допомагає регулювати рівень інсуліну (гормону, що відповідає за регулювання рівня цукру в крові) в аналізах Скотта, який могло бути наслідком посилення запальної реакції намагатися боротися з інсулінорезистентністю, яку вона викликає.
Потовщені артерії?
Просто перевірити чи впливають вільні радикали в повітрі на структуру та ефективність артерій, Стюарт Лі з Космічного центру Джонсона НАСА та його команда проводять дослідження, яке досліджувало артерії близнюків за допомогою ультразвуку та зразків сечі та крові.
Досі вони бачили, що стінка сонних артерій (тих, що йдуть від серця до мозку) він був товщі після повернення на Землю, виявивши підвищені біомаркери запалення. У Марка цього не було видно, але вони ще не визначили, чи є це наслідком перебування в космосі чи питанням старіння артерій, не пов'язаних з ним (і що для інших факторів не відбулося у брата, який залишився на Землі).
Зі змінами в генетичних механізмах пов'язані процеси утворення білка, і вивчити це, і якщо є зміни у здатності модифікувати ці молекули, було доручено командою Брінди Рани з Каліфорнійського університету. Для цього вони збирали зразки до, під час і після перебування в космосі (від обох близнюків).
Що вони бачили дотепер, це те відбулися зміни у виведенні деяких білків Скотта під час перебування на МКС, зокрема аквапорину 2. Цей білок відповідає за транспортування молекул води і служить показником стану гідратації організму, для чого вони пов’язали збільшення цього білка з високим рівнем натрію в плазмі, що свідчить про зневоднення.
Вони вважають, що існує тенденція до того, що рідини мігрують до голови під час перебування в мікрогравітації, викликаючи підвищення внутрішньочерепного тиску та порушення зору, що було задокументовано у справі інших космонавтів.
Гени помічають, що щось трапляється
Ми вже згадували Кріса Мейсона з Університету Уілла Корнелла в тих самих ранніх висновках у дослідженнях, пов'язаних з проектом космонавтів-близнюків, коли він вів аналізи, пов'язані з дослідженнями експресії генів. Ви бачили зі своєю командою того Скотта зазнав сотні генетичних мутацій порівняно з його братом Марком, можливо, через стрес, як ми тоді обговорювали.
З іншого боку, є те, що ми вже бачили в Природі щодо метилювання ДНК (простіше кажучи, включаючи і вимикаючи гени), результати роботи Енді Файнберга з Університету Джона Хопкінса, який керував дослідженням. відношення до епігенетичні зміни, тобто як експресуються гени.
Ця команда побачила, що існували регіони, де вони були виявлені зміни метилювання, Два з них, схоже, пов’язані з мікрогравітацією: той, який близький до гена, відповідального за ріст теломер, і один, близький до гена, відповідального за вироблення колагену.
З усім цим на даний момент вчені дійшли висновку, що існує п'ять аспектів щодо генетичних змін, які слід враховувати для майбутніх космічних місій, деякі з яких ми вже розглядали:
- Гіпоксія: можливо через брак кисню та надлишок вуглекислого газу.
- Мітохондріальний стрес: частково пов’язане з вищезазначеним, оскільки мітохондрії є частиною клітин, відповідальних за клітинне дихання (тобто отримання енергії з кисню).
- Вплив на теломери, механізми відновлення ДНК та пошкодження ДНК: можливо пов'язане з постійним опроміненням.
- Зниження виробництва колагену, формування кісток та згортання крові: що пов’язано з впливом мікрогравітації на рідини.
- Підвищена імунна активність: можливо, через зміну навколишнього середовища.
Операція космічне бікіні
Щось більш видимим (і, можливо, зрозумілим) є те, що відбувається з масою тіла тих, хто проводить сезон у відкритому космосі. Це було оцінено командою Скотта М. Сміта з центру Джонсона NASA, яка відстежувала біохімічні профілі кожного близнюка, шукаючи змін.
Що вони побачили, це те Маса тіла Скотта значно впала після його перебування в космосі, супроводжується також важливим збільшенням фолієвої кислоти. Але знову ж вони вважають, що ці наслідки можуть бути зумовлені тими більш здоровими звичками, яким астронавт обов'язково підкорявся стосовно їжі та фізичних вправ.
Космос нас не "приголомшує", але, можливо, Земля
Не все - це фізичні зміни, і ми не повинні відпускати свій розум. Безглуздо різні умови, які, на думку Мікрогравітації, можуть мати важливий вплив на когнітивні процеси, а відповідальними за зміну, які можуть відбутися там між двома близнюками, є Матіас Баснер з Університету Пенсільванії та його команда.
Вони зробили десять різних типів когнітивних тестів до, під час і після перебування Скотта в космосі, бачачи, що між когнітивними процесами не відбулося значних змін між незмінністю мікрогравітації та його результатами на Землі. Тим не менше, швидкість і точність знижувались після повернення на Землю за даними післяпольотних випробувань.
На даний момент вважається, що тут є те, що зіграло фокус пристосування мікрогравітації до сили тяжіння Землі. Потрібно провести ще більше досліджень, тому що стрес, який Скотт потрапив на Землю, також може стати обтяжуючим фактором результатів.