Біомедичні основи космічних польотів на великі відстані.
Десять наукових груп підбили підсумки порівняльних досліджень генетики, біохімії, фізіології та здоров'я астронавта НАСА Скотта Келлі під час його тривалого перебування на Міжнародній космічній станції (МКС) і після його повернення та його брата, однояйцевого близнюка Марка Келлі на Землі.
Дослідження близнюків проводилось з 2015 по 2016 рік. Це дало цікаві, дивовижні та підтверджуючі уявлення про те, як людський організм адаптується до екстремальних умов космосу та одужує від перебування в ньому.
Біомолекулярна лупа
Звичайно, біомедичний моніторинг космонавтів не є нічим новим. Це датується історичним польотом Юрія Гагаріна в 1961 році. Але дослідження близнюків НАСА надає перше справді всебічне відображення реакцій людського тіла на умови справді тривалого космічного польоту. Включаючи генну активність.
Сьогодні колишній астронавт Скотт Келлі провів 340 днів на борту МКС під час експедицій 43, 44, 45 і 46. Як перший американець, він прокинувся майже рік у космосі. Раніше він двічі був на МКС, на місії космічного човника STS-118 у 2007 році та на експедиції 25/26 на рубежі 2010 та 2011 років. У 1999 році він допоміг вдосконалити космічний телескоп Хаббл за допомогою космічного човника.
Космічний танець теломер
Перша ключова знахідка дослідження Близнюків полягає в тому, що у Скотта Келлі несподівано довші теломери білих кров'яних клітин у космосі. Теломери - це ділянки на кінцях хромосом і представляють біомаркер старіння, оскільки їх довжина відповідає кількості майбутніх клітинних поділів.
Після його повернення на Землю вони знову були коротшими. Вони повернулись до середньої довжини лише через півроку, але не всі. Теломери Марка Келлі весь час залишалися однаково довгими. Теломери втілюють один із стовпів стабільності генетичної основи клітин. Отже: все в організмі.
Такт імунітету, активність генів немає
Імунна система Скотта Келлі поводилася як Земля в космосі. Серед іншого, це показала вакцинація проти грипу, проведена на борту МКС. Це хороша новина для польоту на далекі відстані та захисту здоров'я космонавтів від відомих мікробів або космосу, що їх змінили.
З іншого боку, відзначалася мінливість активності його генів. Це відображало реакцію його організму на навколишнє середовище. Більшість його генів нормалізувались протягом шести місяців після повернення на Землю. На додаток до певних генів, які пов'язані з імунною системою та репарацією ДНК.
У будь-якому випадку, під час дослідження було визначено основні гени, на які слід зосередитись у спостереженні за здоров’ям майбутніх космонавтів. Дослідники хочуть розробити персоналізовані профілактичні заходи.
Людина в космосі
"Під час польоту в космос в організмі людини відбувається ряд фізіологічних та клітинних змін. Проте поки що ми зробили лише прислів'я подряпини на поверхні маси необхідних знань ", - сказала Дженніфер Фогарті з Космічного центру Джонсона НАСА в Х'юстоні, штат Техас.
"Дослідження близнюків надало нам перше резюме результатів генетичних змін. З іншого боку, це також показало, що людський організм адаптується до космічних умов і залишається міцним та стійким навіть після майже року перебування на МКС ", - додала вона.
Відомі ефекти тривалого перебування в космосі включають втрату ваги, подовження теломер, нестабільність генетичної бази, розширення сонної артерії, потовщення шарів в артеріальних стінках, зміна структури очей, метаболізм, ознаки окисного стресу, зміни мікрофлори шлунково-кишкового тракту та зниження когнітивних здібностей. На Землі воно частково повертається до норми, частково ні.
Команда команд
Дослідження близнюків було проведено 10 групами з 84 дослідників з 12 установ у восьми федеральних штатах США. Дослідження проводилось за паралельної участі Скотта Келлі в МКС і Марка Келлі на Землі. Відповідні дані дослідники збирали протягом 27 місяців.
"Ця команда команд провела безпрецедентні дослідження на всіх рівнях людської біології: від молекулярного аналізу клітин людини та мікробіом до фізіології людини до пізнання людини. Опубліковане дослідження є першим звітом цього високо інтегрованого дослідження ", - підсумував Крейг Кундрот з дирекції НАСА.
ВІДЕО: Короткий зміст зображення дослідження близнюків
Дослідження було опубліковане в науковому журналі Science. NASA також опублікувало звіт про це. Детальніше про дослідження близнюків НАСА.