Биомедицинска основа за космически полети на дълги разстояния.
Десет научни екипа обобщиха сравнителни изследвания на генетиката, биохимията, физиологията и здравето на астронавта на НАСА Скот Кели по време на дългия му престой в Международната космическа станция (МКС) и след завръщането му и брат му, еднояйчния близнак Марк Кели на Земята.
Проучването на близнаците беше проведено от 2015 до 2016 г. То даде интересни, изненадващи и потвърждаващи прозрения за това как човешкото тяло се адаптира към екстремната среда в космоса и се възстановява от престоя си в него.
Биомолекулярна лупа
Разбира се, биомедицинският мониторинг на астронавтите не е нищо ново. Датира от историческия полет на Юрий Гагарин през 1961 г. Но изследването на близнаците на НАСА предоставя първото наистина изчерпателно картографиране на реакциите на човешкото тяло към условията на наистина дълъг космически полет. Включително генна активност.
Днес бившият астронавт Скот Кели прекара 340 дни на борда на МКС по време на експедиции 43, 44, 45 и 46. Като първият американец той се събуди почти една година в космоса. Преди това той е бил на МКС два пъти, на мисията на космическата совалка STS-118 през 2007 г. и на експедиция 25/26 в края на 2010 и 2011 г. През 1999 г. той е помогнал за подобряването на космическия телескоп Хъбъл с космическата совалка.
Космически танц теломери
Първото ключово откритие на изследването на близнаците е, че Скот Кели е имал неочаквано по-дълги теломери на белите кръвни клетки в космоса. Теломерите са области в краищата на хромозомите и представляват биомаркер на стареенето, тъй като дължината им съответства на броя на бъдещите клетъчни деления.
След завръщането му на Земята те отново бяха по-кратки. Те се върнаха към средната дължина едва шест месеца по-късно, но не всички. Теломерите на Марк Кели през цялото време остават със същата дължина. Теломерите олицетворяват един от стълбовете за стабилност на генетичната основа на клетките. И така: всичко в тялото.
Такт имунитет, генна активност не
Имунната система на Скот Кели се държеше като Земята в космоса. Наред с други неща, това показа и противогрипната ваксинация, извършена на борда на МКС. Това е добра новина за полети на дълги разстояния и защита на здравето на астронавтите срещу известни или променени в космоса микроби.
От друга страна, е отбелязана вариабилността на активността на нейните гени. Това отразяваше реакцията на тялото му към околната среда. Повечето от гените му се нормализират в рамките на шест месеца след завръщането му на Земята. В допълнение към определени гени, които са свързани с имунната система и възстановяването на ДНК.
Така или иначе, изследването идентифицира основните гени, върху които да се съсредоточи при наблюдението на здравето на бъдещите астронавти. Изследователите искат да разработят персонализирани превантивни мерки.
Човек в космоса
„По време на космически полет има редица физиологични и клетъчни промени в човешкото тяло. Досега обаче направихме само пословичната драскотина на повърхността на необходимите знания “, каза Дженифър Фогарти от космическия център Джонсън на НАСА в Хюстън, Тексас.
„Изследването на близнаците ни предостави първи преглед на произтичащите генетични промени. От друга страна, той също така показа, че човешкото тяло се адаптира към космическите условия и остава стабилно и устойчиво дори след почти една година на МКС “, добави тя.
Известни ефекти от продължителното пребиваване в космоса включват загуба на тегло, удължаване на теломерата, нестабилност на генетичната основа, разширяване на каротидната артерия, удебеляване на слоевете в артериалните стени, промяна в очната структура, метаболизъм, признаци на оксидативен стрес, промени в стомашно-чревната микрофлора и намалени когнитивни способности. На Земята тя отчасти се връща към нормалното, отчасти не.
Екип от отбори
Изследването на близнаците е проведено от 10 екипа от 84 изследователи от 12 институции в осем федерални провинции на САЩ. Изследването е проведено с паралелното участие на Скот Кели в МКС и Марк Кели на Земята. Изследователите са събрали съответните данни за 27 месеца.
„Този екип от екипи е провел безпрецедентно изследване на всички нива на човешката биология: от молекулярния анализ на човешките клетки и микробиомите до човешката физиология до човешкото познание. Публикуваното проучване е първият доклад от това силно интегрирано изследване ", заключи Крейг Кундрот от дирекцията на НАСА.
ВИДЕО: Резюме на изображението на изследването на близнаците
Изследването е публикувано в научното списание Science. НАСА публикува и доклад за това. Повече подробности за изследването на близнаците на НАСА.