На Международната космическа станция

След завръщането си на Земята хромозомите на астронавта Скот Кели, който прекара една година на МКС, показаха аномалии, които брат му близнак нямаше.

Скот Кели и Марк Кели са единствените двама близнаци астронавти в света, както и единствените братя и сестри, пътували в космоса.

променя

Робърт Марковиц - НАСА - Джонсо/НАСА

Прекарайте една година в космоса провокира промени в ДНК на астронавтите които продължават след завръщането им на Земята и които могат да доведат до дългосрочен риск за вашето здраве. Това е основният извод от международно разследване, водено от ПОТ който анализира в безпрецедентна дълбочина как престой на Международната космическа станция (МКС) е повлиял върху тялото на астронавт, сравнявайки го с брат му близнак, който е останал на Земята. Въпреки това авторите подчертават, че произведението, публикувано днес в Наука, показва, че човешкото тяло може да поддържа добро здраве при дългосрочни космически мисии.

Скот и Марк Кели Те са единствените двама астронавти в света, които споделят една и съща ДНК, тъй като са еднояйчни близнаци. И двамата са ветерани от американския флот и НАСА и са пътували в космоса няколко пъти.

През март 2015г, Скот Кели той предприема едногодишна мисия на МКС, докато брат му Марк продължава да работи за американската космическа агенция от земята. Самият Скот измисли идеята да се възползва от тази рядка възможност да сравни как се променят телата на двама генетично идентични хора - едно на земята и едно в космоса. По този начин, за да се проверят ефектите от дългосрочната космическа мисия, се появи изследователски проект, в който участваха повече от десет екипа от цял ​​свят.

Идеята за изследователския проект е на самия Скот Кели

През 342-те дни, прекарани от Скот Кели на МКС, на орбита на 400 километра от повърхността на Земята, той усърдно се подложи на батерия от медицински тестове, за да анализира всички аспекти на здравето си. Когато е възможно, техните проби идват незабавно на Земята на борда на снабдителни капсули. Ако не, самият Кели ще ги замрази при минус 80 градуса, докато не могат да пътуват до наземните лаборатории. „Имаше невероятни предизвикателства“, заяви на пресконференция Андрю Файнберг, директор на Центъра за епигенетика към университета „Джон Хопкинс“ в Балтимор (САЩ) и съавтор на работата. По логистични причини и от съображения за сигурност „ни беше позволено да получим по-малко кръв от Скот, отколкото е позволено да вземем от дете, прието в болница“, припомня той. Междувременно на Земята брат му Марк премина през същите тестове, въпреки че продължи да води нормален живот, за справка.

Скот Кели прекара една година в космоса, докато брат му близнак Марк работи за НАСА от Земята.

Робърт Марковиц - НАСА - Джонсо/НАСА

Изследователите са анализирали подробно всички основни здравни параметри и на двамата братя преди, по време и след мисията в МКС, от телесното тегло до техния метаболизъм, но също така структурата на техния геном и регулацията на техните гени. Това проучване „със сигурност е най-изчерпателният поглед, който сме имали досега, за реакцията на човешкото тяло на космическите пътувания“, казва съавторът Сюзън Бейли, изследовател от Държавния университет в Колорадо, Форт Колинс, САЩ.

Вече беше известно, че космическата среда оказва влияние върху тялото: астронавтите губят плътност в костите си, микробиотата им и активността на техните гени се променят и техните когнитивни способности се засягат. Сега резултатите от изследването на близнаците потвърждават това, за което вече се подозира, и също така предоставят нова информация.

Това изследване със сигурност е най-изчерпателният поглед, който сме имали някога, за реакцията на човешкото тяло на космическите пътувания. "

Микрогравитацията на МКС предизвика преразпределение на телесните течности на Скот Кели. На Земята гравитацията кара главата да има по-ниско кръвно налягане при изправяне от краката и долната част на торса. При липса на тази гравитация кръвта се натрупва в по-големи количества в главата и горната част на тялото. Това накара кръвоносните съдове на шията и очите на Скот да се разширят по време на престоя му в космоса, което от своя страна предизвика промени в ретината му. След завръщането си на Земята повечето от тези адаптации бяха обърнати, но годината му на МКС остави лек отпечатък върху структурата на ретината му.

Когнитивните способности на Скот Кели бяха леко намалени след пътуването му, вероятно поради повишеното кръвно налягане в главата му поради микрогравитацията. Шест месеца след завръщането си той на практика се е нормализирал, въпреки че изследователите откриват леки недостатъци, които продължават по-дълго от очакваното.

Гените на Кели също се адаптират към живота в космоса, особено тези, свързани с имунната система. Но при завръщането на Земята всъщност се случи по-рязка промяна: след кацане активността на гените, участващи в възпалението, се увеличи драстично, реакция на тялото на внезапна промяна на околната среда, която е в съответствие с опита на астронавтите, които Те цитират този момент като най-напрегнатата от своите мисии. "Ясното послание от молекулярните данни е, че ако пространството е трудно, кацането е много по-трудно върху тялото, поне през първите няколко дни", каза Кристофър Мейсън, генетик от Медицинския център Weill Cornell в Ню Йорк. .) И съавтор на проучването.

Визията, познавателните способности и гените на Кели претърпяха дългосрочни промени

Деветдесет процента от гените на Скот Кели се върнаха към първоначалните си нива на активност след повторно обитаване в условията на Земята, но някои останаха променени шест месеца по-късно. Засега не е известно какви последици може да има това в дългосрочен план.

Това, което най-много притеснява изследователите обаче, са аномалиите, появили се в хромозомите на американския астронавт. Космическият вакуум се къпе в космически лъчи, високоенергийна радиация, която може да увреди ДНК. На повърхността на Земята магнитното поле на нашата планета ни предпазва от тях, но в ниската земна орбита, където се намира МКС, този щит е малко по-слаб.

По време на престоя си на станцията Скот Кели получава обща радиационна доза от 150 микрозиверта (mSv), петдесет пъти повече, отколкото средният човек на Земята получава за една година, макар и осем пъти по-малка от дозата, която астронавтите пътуват до Марс би изложил. Космическите лъчи причиняват прекъсвания в тяхната ДНК, причинявайки фрагменти от техните хромозоми да сменят или обръщат реда си. Тези промени се запазиха в дългосрочен план дори след завръщането му на Земята.

По време на престоя си на станцията Скот Кели получи обща доза радиация петдесет пъти повече от тази, която средният човек получава на Земята за една година

От друга страна, теломерите на Кели нарастваха, докато той беше на МКС. Теломерите са структурите в краищата на хромозомите, които ги предпазват по време на клетъчното делене и играят критична роля при стареенето и рака. Въпреки че упражненията и храненето по балансиран начин - нещо, което всички астронавти на МКС трябва да направят - помагат за поддържането на дължината на теломерите, не е известно какво може да е причинило растежа им.

Когато обаче се върна на Земята, теломерите на Кели отново се съкратиха, някои дори под нормалната им дължина, което е биомаркер на клетъчното стареене и повишен риск от сърдечно-съдови заболявания и, заедно с хромозомни аномалии, от рак. В момента изследователите смятат, че това представлява "висок" риск за дългосрочни космически мисии, въпреки че те посочват, че резултатите ще трябва да бъдат потвърдени в проучвания с други астронавти, както пишат в Наука.

Взети заедно, данните са доказателство, че хората са способни да се адаптират и да оцелеят в добро здраве за дълги периоди от време. В контекста, в който както държавните космически агенции, така и частни компании възнамеряват да изпращат пилотирани мисии до Луната и Марс, те служат като ръководство за проучване как да се защити здравето на астронавтите. Освен това изследователите се надяват, че физиологичните механизми, идентифицирани в изследването, ще помогнат за по-доброто разбиране на стареенето и някои заболявания тук на Земята.