Как космические полеты влияют на организм человека

Иллюстрация: Shutterstock

 

Астронавт Скотт Келли прожил на Международной космической станции 340 дней. Наблюдения за его состоянием позволили ученым понять, что происходит с человеческим телом во время длительного пребывания на орбите. Скотт оказался идеальным испытуемым, потому что у него есть брат близнец Марк — тоже астронавт, который все это время оставался на Земле.

Чтобы убедиться, что изменения, произошедшие с Келли, – это не индивидуальная реакция, исследователи тщательно изучили состояние еще 55-ти астронавтов. Результатом стало 19 опубликованных статей и еще 10 работ, которые проходят рецензирование и ждут своей очереди.

Крупнейшее биокосмическое исследование подтвердило некоторые предположения, которые неоднократно высказывались учеными: низкая гравитация и воздействие радиации бьют по иммунитету, негативно влияют на зрение, мышечную и костную массу

Но некоторые изменения оказались весьма неожиданными.

Больше всего ученых удивила митохондриальная дисфункция, с которой столкнулись большинство астронавтов. Митохондрии — это органеллы клеток, основная задача которых, – производство химической энергии, необходимой для функционирования тканей и органов. По мнению исследователей, именно сбои в работе митохондрий привели ко множеству проблем, с которыми столкнулись космонавты: ухудшение иммунитета, нарушение циркадного ритма, осложнения со стороны внутренних органов.

Еще одной неожиданностью стало удлинение теломер — концевых участков хромосом, которые укорачиваются по мере деления клеток. Длину теломер связывают с биологическим возрастом и восприимчивостью к ряду болезней, в том числе к раку. Иными словами, в условиях МКС теломеры астронавтов как будто становились моложе. Но на Земле они вернулись к прежнему размеру.

Оказалось, что с таким же эффектом сталкиваются альпинисты, восходящие на Эверест. Поэтому ученые предполагают, что на длину теломер влияет окислительный стресс — повреждение клеток в результате окисления. Его связывают с такими серьезными заболеваниями, как атеросклероз, диабет и болезнь Альцгеймера. Однако в некоторых случаях иммунная система может использовать окислительный стресс как защитный механизм в борьбе с патогенами.

Также у астронавтов снизился уровень биомаркеров, которые показывают старение организма, и вырос уровень микро-РНК, которые регулируют реакцию сосудистой системы на радиацию и низкую гравитацию. Неожиданно и то, что в микробиоме вернувшихся на Землю астронавтов были обнаружены микробы, найденные на МКС.

Директор Центра космической медицины Медицинского колледжа Бэйлора Джеффри Саттон отмечает,
что человеческий организм умеет адаптироваться к любым условиям —
даже к космосу, и это по-своему удивительно

С другой стороны, исследования показывают, что даже самый здоровый организм подвергается серьезному стрессу во время космических полетов. Года на МКС достаточно для того, чтобы у человека произошли изменения на клеточном уровне. Чего же ожидать от длительных путешествий, описанных в фантастических романах? И чего будет стоить организму полет на Марс, который может случиться в ближайшие десятилетия?

Авторы исследований говорят, что новая информация позволит разработать лекарства, которые снизят влияние непривычных условий. Возможно, в основу лягут препараты, которые защищают альпинистов от окислительного стресса.

Ученые планируют более подробно изучить людей, которые собираются в ближайшие полеты на МКС, а также присмотреться к тем, кто сталкивался с частично похожими условиями, то есть к альпинистам, пилотам и бортпроводникам.