Уповільнення старіння та мутації в ДНК. Як політ на Марс вплине на космонавтів
  • Кількість коментарів 1
  • Кількість переглядів 9806

Тривалий час вчені розмірковували над тим, що трапиться з організмом людини протягом тривалого перебування у космосі.

У 2030-х роках космічне агентство NASA планує відправити людей на Марс. Щоб дістатися до «червоної планети», знадобиться близько року, і такий довготривалий космічний політ може суттєво вплинути на здоров’я космонавтів. 

Про це свідчать результати експерименту близнюків, проведеного NASA. Космічне агентство протягом року досліджувало відмінності, що відбувалися в організмі двох ідентичних близнюків, один з яких перебував на Міжнародній космічній станції, а інший – на землі.

З’ясувалося, що перебування у космосі може не лише вплинути на когнітивні здібності людини, а й призвести до мутації ДНК та аномальної роботи імунної системи.

Раніше NASA намагалися спрогнозувати, як тривала космічна подорож вплине на психологічний стан людини, за допомогою програм на кшталт HI-SEAS, проте, які процеси відбуватимуться під час довгого перебування у космосі з біологічним організмом, було невідомо.

Експеримент із близнюками

У карколомному дослідженні NASA взяли участь двоє ідентичних близнюків - Марк та Скотт Келлі. Обидва неодноразово були учасниками короткотривалих місій NASA, проте 2011-го Марк пішов на пенсію, а Скотт продовжив займатися дослідженням космосу.

2015 року, у межах дослідження, метою якого було дослідити вплив довгого перебування у космосі на здоров’я людини, чоловік вирушив у найдовшу у практиці NASA місію.

міжнародна космічна станція, скотт келлі_1
NASA
Скотт Келлі

Протягом 340 днів на борту Міжнародної космічної станції Скотт Келлі збирав дані про себе – брав зразки аналізів крові та сечі, грав у комп’ютерні ігри, щоб протестувати пам’ять та реакцію тощо. Те ж саме на Землі робив і Марк.

Той факт, що брати є ідентичними близнюками і мають однакову ДНК, дозволив вченим оперативно відстежувати будь-які зміни, що відбувалися з організмом Скотта.  

З’ясувалося, що за рік у космосі деякі клітини ДНК космонавта зазнали мутації, діяльність імунної активізувалася, а у мікробіомі з’явилися нові види бактерій. Натомість з показниками Марка все було гаразд. А отже – ці зміни були спричинені саме перебуванням космонавта на орбіті.

"Той факт, що вони є близнюками, звужує альтернативи. Ми можемо сказати з упевненістю, що причиною змін є космічний політ", – зазначила С’юзан Бейлі, спеціаліст з онкології Державного університету Колорадо та співавторка дослідження.

Що саме трапилося зі Скоттом

Більша частина змін, що відбулися з тілом Скотта, не відрізнялися від тих, які мали астронавти, що раніше перебували на Міжнародній космічній станцій протягом шести місяців. Проте деякі з них були досить несподіваними.

Так, дослідження виявило, що перебування у космосі спричинило зміни у частині ділянок ДНК, відомих як теломери – вони розташовані наприкінці хромосом та захищають їх від руйнації. Зазвичай, коли людина старіє, теломери скорочуються. Проте такі чинники як стрес, забруднення та радіація можуть пришвидшити цей процес.

Через наявність у космосі великої кількості радіації, вчені вважали, що саме це й трапиться зі Скоттом. Однак середня довжина теломер ДНК чолоівка протягом перебування у космосі не лише не зменшилася, а й збільшилася.

І хоча причиною цього можуть бути регулярні спортивні навантаження та здорова дієта, якої дотримувався чоловік у космосі, проте справа, ймовірно, полягає у іншому.

міжнародна космічна станція, скотт келлі_2
NASA

"Політ міг "розбудити" сплячі запаси стволових клітин у тілі Скота", - наголошує Бейлі. 

Тобто, не клітини космонавта могли відростити довші теломери, а його організм міг створити нові клітини з довшими теломерами.Та на цьому несподіванки не закінчуються. Перебування у космосі також спричинило аномальне підвищення активності тих генів Скота, які у Марка на Землі перебували у стані спокою.

Примітно, що більше днів чоловік проводив на борту Міжнародної космічної станції, тим більше генів активувалося. Деякі з них відповідальні за вироблення білків, що відновлюють пошкоджену ДНК. За рік перебування у космосі Скотт зазнав опромінення, що перевищує земне у 48 разів.

Тож, на думку Крістофера Мейсона, генетика нью-йоркської організації Weill Cornell Medicine, таким чином організм космонавта намагався усунути спричинену опроміненням шкоду. Протягом життя на Міжнародній космічній станції підвищену активність почали виявляти гени, що стосуються імунної системи. Проте що саме її спричинило, наразі невідомо.

Повернення до норми?

Після повернення Скотта на Землю 1 березня 2016 року його організм був виснажений та перебував у стані стресу. Та згодом більшість показників повернулися до норми. Мікробіом кишечника прийшов у порядок майже одразу після приземлення, а дивне подовження теломер зникло через дві доби.

Проте деякі проблеми лишилися. Через півроку після повернення Скотта на Землю, 8,7% його генів досі виявляли аномальну активність.

Знизилися також і когнітивні здібності чоловіка – він став повільніше та менш точно виконувати більшість тестів.

міжнародна космічна станція, скотт келлі_3
NASA
Скотт Келлі

На думку самого Скотта, причиною останнього є погане самопочуття – у своїх мемуарах Endurance ("Витривалість") космонавт скаржився, що після річного перебування у космосі страждає на біль та має проблеми зі сном.

"Важко сконцентруватися, коли ти погано почуваєшся", – говорив космонавт у інтерв’ю.  

Не зникли також і мутації ДНК. Цей факт є особливо тривожним, адже інколи радіація спричиняє такі типи мутацій, які роблять клітини схильними до утворення ще більшої їхньої кількості. Зрештою, клітини можуть почати безконтрольно рости, що може призвести до раку.

Майбутнє космічних подорожей

Невтішні зміни, що зачепили когнітивні здібності Скотта та його ДНК, змусили багатьох дослідників по-новому оцінити ризики майбутньої подорожі на Марс.

Так, Гарі Стренгмен, психолог Гарвардської медичної школи, наголосив, що зниження швидкості та точності когнітивних здібностей "може мати потенційно серйозні наслідки на довготривалі місії".

Адже після тривалої подорожі до "червоної планети" астронавтам, імовірно, доведеться ухвалювати значну кількість рішень та швидко реалізовувати їх одразу після посадки.

Що ж до радіаційного впливу, то він хоч і не стане на заваді виконанню астронавтами своїх обов'язків протягом місії, однак може суттєво позначитися на їхньому здоров'ї у довгостроковій перспективі.

Протягом свого перебування на Міжнародній космічній станції Скотт отримав відносно невелику дозу опромінення, проте це вже спричинило мутації. За розрахунками вчених, протягом місії на Марс астронавти можуть отримати вищі у 8 разів показники радіоактивного випромінювання.

Наразі Скотт є єдиною людиною, що провела у космосі рік, тож результати дослідження потребують додаткового підтвердження. Однак 17 квітня 2019 року NASA оголосило про те, що повторить експеримент.

Цього разу рік на Міжнародній космічній станції проведе жінка, Крістіна Кох. Дані, зібрані нею, дозволять дізнатися ще більше про небезпеки та виклики довготривалих космічних польотів для організму та розуму людини.  

Відео15 років на поверхні Марса: NASA оголосило про завершення місії Opportunity

Прощавай, наш Марсіанене! Так уся планета прощалась цього тижня з роботом Opportunity. Він першим із землян торкнувся поверхні Марса і прослужив на Червоній планеті аж 15 років, замість запланованих 90 днів. 

15 років на поверхні Марса: NASA оголосило про завершення місії Opportunity

Залиште свій коментар