У членов экипажа Inspiration4 во время трехдневного путешествия в космос в сентябре 2021 года был плотный график. Вместо того чтобы просто плавать в невесомости и наслаждаться захватывающими дух видами из модифицированной космической капсулы Crew Dragon Resilience, они в буквальном смысле отдали свои тела науке, пишет Space.com.
Хейли Арсено, главный врач миссии, во время пребывания на орбите собрала образцы крови из пальцев и мазков кожи у себя и своих товарищей по команде. Когда команда вернулась на Землю, это образцы пережили серию испытаний и в итоге позволили открыть интересные факты о теле человека в космосе. В частности, испытания показали, что космическая среда оказывает быстродействующее и глубокое воздействие на организм человека, что можно обнаружить по соответствующим маркерам.
НАСА, JAXA и Европейское космическое агентство ранее проводили подобные эксперименты с космонавтами во время длительного пребывания на Международной космической станции, но миссия Inspiration4 предоставила ученым возможность изучить самые ранние стадии влияния космических процессов на человеческий организм.
«Они [команда миссии] пробыли в космосе всего несколько дней, но мы уже могли видеть первые признаки воздействия космического полета на организм, включая изменения белков и изменения экспрессии генов», — говорит Крис Мейсон, профессор геномики, физиологии и биофизики в Weill Cornell Medicine и член научно-консультативного совета биотехнологической компании Seer, чей протеограф использовался для анализа данных.
Например, исследователи заметили, что маркеры, указывающие на старение ДНК, уменьшаются в космосе, благодаря чему ДНК членов экипажа выглядит моложе и здоровее. Эти маркеры, известные как теломеры, представляют собой колпачки, защищающие хромосомы, которые, как известно, укорачиваются с возрастом, а также из-за факторов окружающей среды и стресса.
У участников Inspiration4 теломеры стали длиннее во время космической миссии. Ранее ученые наблюдали удлинение теломер у космонавта НАСА Скотта Келли, когда они изучали влияние годичного пребывания на орбите в 2015 году на его тело. Результаты уже тогда были неожиданными, поскольку исследователи ожидали обратного из-за высокого уровня стресса, которому организм подвергается в космосе. По словам ученых, увидеть эти эффекты у членов экипажа Inspiration4 после всего лишь нескольких дней в космосе было еще более неожиданным.
«Мы действительно наблюдали удлинение теломер у всех четырех членов экипажа, — говорит Сьюзен Бейли, профессор радиационной биологии рака и онкологии в Университете штата Колорадо, которая руководила исследованием. — Это действительно выдающееся открытие во многих отношениях, оно помогает нам укрепить наши выводы».
Исследователи полагают, что удлинение теломер вызвано защитной реакцией на воздействие высокорадиационной среды космоса. Подобные эффекты наблюдались у альпинистов после того, как они покорили самые высокие вершины мира. «Мы думаем, что это ДНК-эквивалент гормезиса, — уточняет эксперт. — Это эффект, который мы наблюдаем, когда вы подвергаете тело стрессу, например, в тренажерном зале, ваши мышцы болят, но тело реагирует на это увеличением силы».
После возвращения космонавтов на Землю теломеры практически сразу сжимаются и становятся короче, чем были до космического полета. Исследователи, по словам Бэйли, не понимают, что вызывает сокращение. Они надеются, что смогут контролировать реакцию в будущем. Для восстановления теломер обычно требуется несколько месяцев.
Укорочение защитных теломер приводит к повреждению ДНК и делает людей восприимчивыми к ряду заболеваний, включая рак, болезни сердца или недостаточность иммунной системы. Однако исследования показывают, что здоровое питание и восстановительные практики, такие как медитация, помогают восстановиться этим хромосомным «шапочкам».
В телах членов экипажа Inspiration4 во время космического полета наблюдались и другие признаки старения, включая увеличение маркеров потери костей и мышц, а также стресса мозга. Но в течение шести месяцев они вернулись к предполетному уровню. Исследование также показало, что женская часть экипажа быстрее восстановилась после космического полета. Большинство показателей здоровья женщин вернулось на предполетный уровень быстрее, чем у их коллег-мужчин. Результаты подтверждают наблюдения за женщинами-космонавтами НАСА и позволяют предположить, что женские тела лучше приспособлены к стрессам в условиях космического полета.
Ранее ученые объяснили, как сон усиливает стресс после похода в караоке.