Исследование показало, что экипаж из четырех человек Inspiration 4, первой в истории полностью гражданской космической миссии, помолодел в космосе. Но эффект длился недолго. Сейчас ученые пытаются выяснить, как космическая среда влияет на ДНК человека.
В сентябре 2021 года у членов экипажа «Вдохновения-4» во время трехдневного космического путешествия был насыщенный график. Вместо того, чтобы просто парить в невесомости и любоваться захватывающими видами в модифицированной эластичной капсуле Crew Dragon, они используют свои тела для науки.
Хейли Арсено, главный врач миссии и опытный медицинский помощник, провела большую часть своего времени на орбите, собирая образцы крови из пальцев и мазки кожи у себя и экипажа. Через несколько месяцев после возвращения на Землю была проведена серия испытаний.
Результаты этих экспериментов были опубликованы во вторник, 11 июня, в трёх научных статьях в журналах Nature и Nature Communications. Испытания показали, что космическая среда оказывает быстрое и глубокое воздействие на организм человека, причем последствия можно обнаружить по маркерам в крови уже через несколько часов на орбите.
НАСА, Японское агентство аэрокосмических исследований и Европейское космическое агентство ранее проводили подобные эксперименты с астронавтами, находящимися в течение длительного времени на Международной космической станции, но миссия Inspiration 4 предоставляет ученым возможность изучить эти космические эффекты в человеческом организме возможности на самых ранних стадиях процесса.
Хромосомные колпачки становятся длиннее
«Мы приближаемся к тому, чтобы реально измерять дозы пространственного облучения у людей», — сказал Крис Мейсон, профессор геномики, физиологии и биофизики в Weill Cornell Medicine и ведущий автор обеих статей. «Они были в космосе всего несколько раз дней, но мы уже можем видеть первые признаки воздействия космического полета на организм, включая изменения в экспрессии белков и генов".
Например, исследователи заметили, что маркеры, указывающие на старение ДНК, уменьшаются в космосе, в результате чего ДНК членов экипажа выглядит моложе и здоровее. Эти метки, называемые теломерами, представляют собой колпачки, защищающие хромосомы, которые, как известно, укорачиваются с возрастом и подвергаются воздействию факторов окружающей среды и стресса.
Однако во время космической миссии у участников Inspiration4 теломеры были более длинными. Ранее ученые наблюдали удлинение теломер, изучая влияние года на орбите на астронавта НАСА Скотта Келли в 2015 году. Результаты были неожиданными даже для того времени, поскольку исследователи ожидали обратного из-за высоких нагрузок, которые организм испытывает в космосе.
Ученые говорят, что было еще более удивительно наблюдать эти эффекты у членов экипажа Inspiration 4 после нескольких дней пребывания в космосе.
«Мы действительно наблюдали удлинение теломер у всех четырех членов экипажа», — сообщила News в понедельник, 10 июня, на пресс-конференции Сьюзен Бэйли, профессор радиационной биологии и онкологии в Университете штата Колорадо, которая руководила исследованием. «Это действительно замечательное открытие во многих отношениях, оно помогает нам укрепить наши выводы".
Исследователи полагают, что удлинение теломер является защитной реакцией на повышенную радиационную обстановку в космосе.
Обратите внимание: NASA инвестирует в футуристический телескоп, который будет строить сам себя в космосе.
Альпинисты обнаружили подобные эффекты после покорения самых высоких вершин мира.«Мы думаем, что это равносильно ДНК-гормезису», — сказал Мейсон. «Это тот эффект, который мы наблюдаем, когда подвергаем тело стрессу, например, в тренажерном зале. Мышцы болят, но тело реагирует увеличением силы".
Однако, сказал Бэйли, есть проблема. Практически сразу после возвращения космонавтов на Землю теломеры сжимаются и становятся короче, чем до космического полета. Бэйли сказал, что исследователи не понимают, что вызывает это сокращение, но они надеются, что смогут контролировать эту реакцию в будущем.
«На восстановление теломер уходит несколько месяцев», — сказал Бэйли. «Это одна из тех вещей, которая не позволяет вам вернуться к тому, с чего вы начали. Мы думаем, что есть реальная возможность подумать о долгосрочных последствиях для здоровья астронавтов после их возвращения на Землю и о том, как мы можем лучше контролировать и улучшать их» такие результаты".
Укорочение защитных теломер может вызвать повреждение ДНК и предрасполагать людей к различным заболеваниям, включая рак, болезни сердца и иммунодефицит. Однако исследования показывают, что здоровое питание и восстановительные практики (например, физические упражнения) могут помочь восстановить эти хромосомные блокировки.
Как и у астронавтов в длительных миссиях, у экипажа Inspiration 4 во время космического полета наблюдались и другие признаки старения, в том числе потеря костей и мышц, а также увеличение маркеров стресса в мозге. Однако уже через полгода эти показатели вернулись к предполетному уровню. Члены экипажа Inspiration4 Хейли Арсено и Крис Семброски, присутствовавшие на брифинге, похоже, не сожалели о том, что их теломеры были разрушены во время космического полета.
«Я очень рад возможности внести свой вклад в науку, которая, как я знаю, очень важна для всей нашей команды», — сказал Аршено.
Исследование также показало, что женщина-астронавт Арсено и геолог Шон Проктор быстрее восстановились после космического полета и что большинство показателей их здоровья вернулись к предполетному уровню быстрее, чем астронавт-мужчина Семброт Ки, а также командир и спонсор миссии Джаред Айзекман. Полученные данные подтверждают наблюдения за женщинами-астронавтами НАСА и позволяют предположить, что женские тела могут лучше противостоять стрессу космического полета.
Данные будут включены в хранилище биологических данных космонавтов с открытым доступом — Атлас космонавтики и медицины (SOMA), который также выпущен как часть пакета Nature. Атлас, содержащий данные, собранные в ходе длительных космических миссий, проведенных НАСА, JAXA и ESA, является первым ресурсом такого рода и позволяет исследователям сравнивать и детально изучать многие биологические, физиологические и генетические изменения, которые могут произойти в человеческое тело во время освоения космоса посередине.
Исследователи надеются, что эта база данных не только позволит им в будущем отбирать тех, кто генетически лучше всего приспособлен к суровым условиям космических путешествий, но и разработать стратегии по улучшению результатов для тех, кто менее приспособлен.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.