Несъмнено космическият експеримент на братя Кели е един от най-любопитните, когато става въпрос за изпращане на човешки същества в космоса, но отвъд поразителната е цялата информация, която остава да се даде. Все още чакаме да бъде представено окончателно и съвместно проучване за всичко, свързано с него, но в момента се знае повече информация за промени в човешкото тяло при пътуване в космоса благодарение на този любопитен експеримент.

близнаци

Като кратко напомняне, братя Кели са две еднояйчни близнаци, които споделят друг аспект отвъд генетиката: те са астронавти. Възползвайки се от ситуацията, НАСА изпрати един от тях (Скот) в Международната космическа станция за 340 дни, докато другият (Марк) остана на Земята. Това, което позволява, е, че можем да знаем какво се случва с тялото ни в условия на микрогравитация, и малко по малко изследователите разкриват тези открития в десет различни изследвания.

Теломери, които отиват, теломери, които се връщат

Както видяхме преди малко повече от две седмици, първите данни ни казаха нещо извън тези два инча по-висок, отколкото Скот се беше върнал от космоса. Те бяха публикувани в Nature и беше казано, че има поведенчески и физиологични промени, много подобни на тези, причинени от стрес, въпреки че беше възможно да се види дали те се дължат само на стреса от живота в космоса (а не толкова на микрогравитацията).

Друга промяна, която се видя, беше в теломери, тоест краищата на хромозомите. По-конкретно се видя, че теломерите на Скот са се удължили, противно на очакванията на учените (в изследването, проведено от Сюзън Бейли от Държавния университет в Колорадо), въпреки че след 48 часа на Земята те се съкратиха, за да се върнат към географската дължина, която имаха преди останете на МКС.

Това, което се счита, е, че временното удължаване на теломерите на Скот може да бъде ефект от строгата рутинна тренировка и строгата хипокалорична диета на космонавта.

Никой не бие бактерии в адаптация

Бактериите дават много неща за разговор в космоса с повече или по-малко причини. Но това, което е видяно по отношение на разликите на близнаците, е това По време на изследването бактериалната популация на Скот се различава много от тази на Марк, Въпреки че беше възможно да си представим, че нещо подобно ще се случи поради чувствителността на микробите към промени в диетата или околната среда.

По-конкретно, в работата на екипа на Фред Турек от Северозападния университет се вижда, че бактериалната популация на Скот се променя както по отношение на времето, когато е бил на Земята, така и при брат си, но тези вариации не остават извън престоя на МКС при завръщането на Земята . Промени, подобни, както споменахме, на тези, които се очакват, когато някой промени радикално навиците си по отношение на диетата или е изложен на съвсем различна среда, което и в двата случая се случи на Скот.

Белите кръвни клетки също са астронавти, но не и цитокини

Какво се случва с имунната ни система след време в космоса? За да видим как микрогравитацията влияе върху защитните ни сили, екипът на Емануел Миньо (от Станфордския университет) проведе проучване, използвайки противогрипна ваксина, инжектира два пъти Скот и Марк (с интервал от една година).

Това, което видяха, е не, микрогравитацията не означава промяна в имунния отговор на нашето тяло, и (за щастие) на Скот е еквивалентен на този на Марк (т.е. производството на антитела срещу грипния вирус), така че излизането в космоса не отслабва или увеличава действието на тази система.

Въпреки че има уговорка: изглежда, че това, което е засегнато, е възпалението. Екипът на Майк Снайдер, също от Станфорд, видя, че възпалителният отговор на Скот е по-изразен от този на Марк, с високо ниво на цитокини (протеини, отговорни за регулирането на възпалителния отговор) отпреди полета, които остават повишени по време на престоя в Станцията, както и както шест месеца след завръщането му на Земята.

Друго откритие, свързано с това, е наблюдението на повишаване на 3-индолепропионовата киселина (IPA), което помага за регулиране на нивото на инсулин (хормонът, отговорен за регулирането на нивото на захарта в кръвта) в анализите на Скот, които може да се дължи на повишения възпалителен отговор да се опита да се бори с инсулиновата резистентност, която тя причинява.

Удебелени артерии?

Само за проверка дали свободните радикали във въздуха оказват влияние върху структурата и ефективността на артериите, Стюарт Лий от космическия център Джонсън на НАСА и неговият екип провеждат проучване, което изследва артериите на близнаците с ултразвук и проби от урина и кръв.

Това, което са виждали досега, е, че стената на сънните артерии (тези, които преминават от сърцето към мозъка) беше по-дебел след завръщането си на Земята, откривайки повишени биомаркери на възпалението. Това не се вижда при Марк, но тепърва трябва да определят дали това е ефектът от престоя в космоса или въпрос на артериално стареене, който не е свързан с него (и това за други фактори не е настъпило при брат, който е останал на Земята).

С промените в генетичните механизми са свързани тези на формирането на протеин, и за проучване на това и дали има вариации в модифициращата способност на тези молекули е поръчано от екипа на Бринда Рана от Калифорнийския университет. За това те събраха проби преди, по време и след престоя в космоса (от двамата близнаци).

Това, което са видели досега, е това имаше промени в екскрецията на някои протеини на Скот по време на престоя в МКС, по-специално аквапорин 2. Този протеин е отговорен за транспортирането на водни молекули и служи като индикатор за хидратационния статус на тялото, за което те свързват увеличаването на този протеин с високи нива на натрий в плазмата, което показва дехидратация.

Те вярват, че има тенденция течностите да мигрират към главата по време на престоя в микрогравитация, причинявайки повишено вътречерепно налягане и зрителни дисфункции, което е документирано в случая с други астронавти.

Гените забелязват, че нещо се случва

Вече споменахме Крис Мейсън от университета Weill Cornell в тези много ранни открития в проучванията, свързани с проекта за астронавтите-близнаци, когато той ръководи анализите, свързани с изследванията на генната експресия. Това, което сте виждали с екипа си, е този Скот претърпял стотици генетични мутации в сравнение с брат му Марк, вероятно поради стрес, както обсъждахме по това време.

От друга страна, има това, което вече видяхме в Природата по отношение на метилирането на ДНК (което включва и изключва гените, за да го кажем по-просто), констатации от работата на Анди Файнберг от Университета Джонс Хопкинс, който ръководи изследването. връзка с епигенетични промени, т.е. как се експресират гените.

Това, което този екип видя, е, че има региони, където са били открити промени в метилирането, Двете са тези, които изглежда са свързани с микрогравитацията: този, близък до гена, отговорен за растежа на теломерите, и този, близък до гена, отговорен за производството на колаген.

С всичко това учените са стигнали до момента до заключението, че има пет аспекта във връзка с генетичните промени, които да се вземат предвид при бъдещи космически мисии, някои от които вече разгледахме:

  • Хипоксия: вероятно поради липса на кислород и излишен въглероден диоксид.
  • Митохондриален стрес: отчасти свързано с горното, тъй като митохондриите са част от клетките, отговорни за клетъчното дишане (т.е. получаване на енергия от кислород).
  • Ефекти върху теломерите, върху механизмите за възстановяване на ДНК и върху увреждането на ДНК: вероятно свързано с продължително облъчване.
  • Намаляване на производството на колаген, образуване на кости и съсирване на кръвта: което се дължи на ефектите на микрогравитацията върху течностите.
  • Повишена имунна активност: вероятно поради промяната в околната среда.

Операция космическо бикини

Нещо по-видимо (и може би разбираемо) е какво се случва с телесната маса на тези, които прекарват един сезон в космоса. Това е оценено от екипа на Скот М. Смит от центъра на НАСА Джонсън, който е наблюдавал биохимичните профили на всеки близнак, търсейки промени.

Това, което видяха, е това Масата на тялото на Скот спадна значително след времето му в космоса, придружени от също важно увеличение на фолиевата киселина. Но отново те смятат, че тези ефекти може да се дължат на онези по-здравословни навици, на които астронавтът задължително се е подчинил във връзка с храната и упражненията.

Космосът не ни „зашеметява“, но може би Земята го прави

Не всичко е физическа промяна и не бива да изпускаме ума си. Абсолютно различните условия, които микрогравитацията предполага, биха могли да имат важен ефект върху когнитивните процеси, а тези, които отговарят за промените, които биха могли да възникнат там между двамата близнаци, са Матиас Баснер от университета в Пенсилвания и неговият екип.

Това, което те направиха, е да извършат десет различни типа когнитивни тестове преди, по време и след престоя на Скот в космоса, виждайки, че няма съществени промени в когнитивните процеси на същите между постоянството в микрогравитацията и неговите резултати на Земята. въпреки това, скоростта и точността намаляват при връщането на Земята според тестовете след полет.

В момента се смята, че тук е изигран трик пренастройката на микрогравитацията към земната гравитация. Все още трябва да се направят още проучвания, тъй като стресът от графика на Скот веднъж на Земята също може да бъде утежняващ фактор за резултатите.