КОСМІЧНА ЗАГРОЗА: як наше серце старішає через гравітацію
Photo by Alessandro Ferrari on Unsplash
Мрія про подорожі безкраїми зоряними просторами здавна бентежить людей. Багато чого з того, що раніше здавалося фантастикою, сьогодні є реальністю. Але наскільки організм людини, еволюція якого відбувалася в земних умовах, пристосований до життя в космосі? Науковці змушені визнати, що не дуже. Та вони не здаються, намагаючись знайти нові способи виживання в міжзоряній далині.
ВПЕРЕД, ДО БАГАТОПЛАНЕТНОЇ ЦИВІЛІЗАЦІЇ!
З моменту останнього старту американського екіпажу «Аполлона» 1972 року нога людини не ступала на місячну поверхню. Проте останнім часом астронавтика демонструє вражаючі успіхи.
З цього року астронавти почали готуватися до геологічних робіт, які триватимуть в суворих умовах південного полюса Місяця. Новий візит людини на супутник Землі запланувало НАСА на вересень 2026 року. Не відстає від НАСА і невгамовний Ілон Маск.
До цього часу його SpaceX хоче запустити п’ять кораблів на Марс. І якщо все пройде вдало, то за чотири роки можливі польоти з екіпажем. Завдяки новітнім технологіям люди прагнуть зробити своє життя багатопланетним. Але чи повністю вони усвідомлюють виклики, з якими їм доведеться зіткнутися в космосі?
РАДІАЦІЙНА НЕБЕЗПЕКА
У вересні 2024 року в рамках космічної місії Polaris Dawn екіпаж корабля Dragon 2 віддалився на 1400 км від Землі. Для порівняння, МКС обертається навколо Землі на висоті близько 400 км, яка є відносно безпечною. А ось на більшій відстані загроза життю людей значно зростає.
Насамперед потрібно пам’ятати, що за межами земної магнітосфери, починаючи з висоти приблизно в 1000 км, відкритий космос стає надзвичайно радіоактивним. Але й сама магнітосфера накопичує заряджені частинки в особливих зонах, які називають поясами Ван Аллена.
«ОТРУЙНИЙ» ВАКУУМ
Тому інженерам-планувальникам польотів постійно необхідно розв’язувати непросте завдання: як захистити від шкідливого космічного впливу людей і апаратуру. Ця проблема є надто актуальною для виходу в космос. Тому метою Polaris Dawn, крім іншого, стало випробування у відкритому космосі полегшених скафандрів EVA.
Завдання вельми складне, враховуючи, що в новому методі виходу в космос розробники відійшли від звичних «стандартів» НАСА.
Скафандр має не тільки захищати людину від радіації, низьких температур і дрібних метеоритів. Вакуум сам собою зовсім не безпечний — взаємодіючи з багатьма матеріалами, він починає виділяти токсини, які після герметизації скафандра залишаються всередині.
«КОСМІЧНЕ» СЕРЦЕ
Однак не лише різного роду зовнішні впливи загрожують людині в космосі. Мабуть, біологічно вона взагалі не дуже пристосована до тривалих космічних подорожей. В одній з останніх статей міжнародний науковий журнал Nature узагальнює деякі дані про стан здоров’я космічних туристів і астронавтів, а також дані експериментів, що розкривають вплив на організм мікрогравітації, радіації та інших космічних «атрибутів».
Наприклад, дослідники відправили на МКС штучну серцеву тканину, щоб вимірювати її ефективність. Результати виявилися невтішними — всього за один місяць перебування в космосі вона ослабла, її «биття» стали нерегулярними. Серцева тканина зазнала молекулярних і генетичних змін, які характерні для ефекту старіння.
МІКРОГРАВІТАЦІЯ ВИКЛИКАЄ СТРЕС
Винна у всьому мікрогравітація, що чинить згубний вплив на серце людини. Він нерідко фіксувався і в астронавтів, які відчувають різні серцево-судинні зміни. Зокрема, такі як аритмія.
Вивчати подібні ефекти науковцям в умовах тривалих космічних польотів дуже нелегко, тим паче з огляду на те, що йдеться про експерименти на людях. Але фахівці з американського Університету Джонса Гопкінса в Балтіморі знайшли вихід — вони відправили на орбіту штучно створену серцеву тканину, де вона подорожувала 30 днів.
Набір зразків був сконструйований з людських стовбурових клітин і забезпечений системою штифтів, що імітують скорочення серцевого м’яза. Вся ця система зайняла зовсім небагато місця — приблизно як половина мобільного телефону. На Землі було створено її аналог. А далі за допомогою датчиків дослідники моніторили й порівнювали дані «космічного» і «земного» серця.
ГЕНЕТИЧНІ МУТАЦІЇ
Через 12 днів сила скорочення тканин у «космічного серця» порівняно із «земним» знизилася майже вдвічі. Його биття стало нерегулярним, причому на 19-й день період між кожним биттям збільшився більше ніж у 5 разів. Гарна новина полягає в тому, що, зважаючи на все, після повернення на Землю серцево-судинний стрес минає і ритм поступово відновлюється. Інша річ — генетичні мутації.
Після місяця на орбіті нитки білків, що відповідають за скорочення м’язів, були коротшими й розташованими безладніше, мітохондрії набрякли й стали фрагментованими. Експресія генів, що контролюють ці процеси, істотно відхилялася від норми. Науковці планують продовжити вивчення тканин серця та інших органів в умовах космосу.
Зрештою вони сподіваються протестувати препарати, які можуть протидіяти деяким видам впливу мікрогравітації на організм людини. І давня мрія про тривалі, але безпечні космічні подорожі стане набагато ближчою.
Оригінальне дослідження:
