Як космос нас змінює? NASA надіслало однояйцевого близнюка, щоб з’ясувати це

COVID-19: Що потрібно знати про пандемію коронавірусу 7 грудня

Amazon стала п’ятим найбільшим роботодавцем у світі

Як результат виборів у США може засвітити дотик надії на справедливість щодо інвалідності

Астронавт NASA Скотт Келлі нещодавно провів рік у космосі, тоді як його однояйцевий брат-близнюк Марк (колишній астронавт NASA) залишився на Землі. Місія була частиною важливого експерименту з охорони здоров’я, який розглядав, як перебування в космосі впливає на наше тіло. Поки дані все ще ретельно вивчаються, нещодавно NASA оприлюднило деякі інтригуючі попередні висновки.

Келлі вийшов на борт російської ракети "Союз" 27 березня 2015 року разом з російськими космонавтами Геннаді Падалкою та Михайлом Корнієнком (приєднавшись до Келлі на однорічній місії). До, під час і після 340 днів, проведених ним на борту Міжнародної космічної станції, від Скотта і Марка було зібрано великий обсяг біологічних зразків. Розглядаючи молекулярні зміни між однояйцевими близнюками, які були розділені під час запуску, NASA сподівається пролити світло на те, як певні білки та бактерії в організмі піддаються впливу природи або виховання, скориставшись надзвичайними екологічними різницями між життям на Землі або в космосі.

Космічні агентства по всьому світу мають спільну мету - вивезти людей на Марс. Місії на Марс включатимуть екіпажі, які проводять близько трьох років від земної гравітації, займаючи близько шести місяців подорожі до Марса в мікрогравітації, а потім більше року на поверхні Марса, живуть і працюють приблизно в третій гравітації, яку ми відчуваємо на Землі. Це ще до того, як планети змістяться, і настав час шестимісячного зворотного шляху додому. Для того, щоб безпечно здійснити цю подорож, необхідно розробити ефективні заходи проти потенційного впливу екстремального космічного середовища на організм людини.

Попередні місії на Міжнародній космічній станції виявили багато наслідків мікрогравітації на фізіологію людини. М'язи, особливо ті, що допомагають підтримувати поставу тіла проти сили тяжіння, витрачаються, кістки стають менш щільними, підвищений тиск у черепі призводить до погіршення зору, а кількість крові в організмі зменшується. Як би цього було недостатньо, серце також стає меншим, оскільки воно може легше перекачувати кров до мозку, а космічне випромінювання може призвести до підвищеного ризику раку.

Щоб протидіяти всьому цьому, астронавти на Міжнародній космічній станції виконують сувору програму вправ (близько двох годин на день), що супроводжується строго спланованою дієтою.

Молекулярні адаптації до космічних польотів

Дослідження близнюків NASA використовує відносно нову область оміки - вивчення великої кількості систем в організмі людини на молекулярному рівні. Початкові знахідки стосувались теломер - часто описуваних як “годинник клітини, що тикає”. Теломери - це послідовності ДНК на кінці хромосом - захищають їх від деградації. У міру старіння теломери стають все коротшими і коротшими.

Дослідження показало, що теломери в лейкоцитах стають довшими в просторі. Потенційно це могло бути пов’язано з посиленим режимом фізичних вправ та суворою дієтою, якої дотримувався Скотт, але, можливо, ефект розширення часу Ейнштейна міг би відігравати роль у теломерах космонавтів, здавалося б, повільніше старіючих. Незважаючи на це, маркери запалення в крові збільшувались у просторі та після посадки назад на Землю, що могло бути спричинене фізичним навантаженням на тіло Скотта під час повторного входу та посадки.

Деякі зміни в ДНК також були помічені в експресії генів Скотта. Ця знахідка може допомогти визначити конкретні гени, чутливі до стресу навколишнього середовища, щоб ми могли допомогти їх захистити. Під час другої половини місії Скотта також зменшилось утворення кісток, що частіше спостерігається при остеопорозі.

Космонавтам потрібно буде дістатися до Марса і мати можливість виконувати фізичні та пізнавальні завдання, щоб вижити місяцями поспіль в середовищі часткової гравітації поверхні Марса. Їм доведеться побудувати середовище проживання, в якому вони будуть жити, виконувати технічне обслуговування системи та проводити наукові дослідження. Розуміючи, як мікрогравітація впливає на ДНК космонавтів, можна розробити наркотики та інші засоби протидії, щоб запобігти цим змінам та забезпечити збереження здоров’я космонавтів.

Звичайно, не вся справа в дослідженні Сонячної системи. Багато світових космічних агентств мають на меті вивчити вплив космосу на організм людини, щоб покращити медичні заходи для пацієнтів на Землі. У міру розвитку використання оміки це може призвести до персоналізованого медичного обслуговування.

Використовуючи ці методи для всебічного аналізу зразків крові, відібраних у лікарнях або навіть у лікарських операціях, одного разу може бути так, що лікарі можуть передбачити, чи може пацієнт розвинути певне захворювання, і призначити профілактичні препарати, щоб зменшити ймовірність пацієнта передусім захворіти. Таким чином, результати дослідження близнюків НАСА можуть допомогти нам жити довше та здоровіше на Землі.