Новости всё Наука - iCity.life Липецк

Три года назад американский астронавт Скотт Келли вернулся на Землю. Его возвращение с Международной космической станции 1 марта 2016 года завершило рекордное для США пребывание — 340 дней в космосе под медицинским микроскопом. Его брат-близнец Марк Келли (который также был астронавтом) находился под пристальным надзором врачей на Земле. Двое этих близнецов предложили уникальную возможность исследовать, как человеческое тело реагирует на длительные периоды пребывания в космосе, и понять, что может случиться при поездке, например, на Марс.

И вот, спустя более чем три года, мы наконец получаем ясную картину того, что микрогравитация, излучение и космическая среда сделали с телом Скотта. Первые результаты, опубликованные в Science десятками ученых со всего мира, свидетельствуют о теплых перспективах будущего человечества.

«Это, в основном, очень хорошие новости для космических полетов и тех, кто заинтересован стать космонавтов», говорит Крис Мейсон, профессор Корнеллского университета, главный исследователь близнецов. «Хотя организм способен претерпевать необычайное количество изменений, он также демонстрирует необычайную пластичность в возвращении к нормальному земному состоянию».

В исследовании рассматривался ряд биологических маркеров, от иммунной системы (она функционировала так же, как на Земле) до формы глазных яблок (уплотнение глазного нерва у Скотт). Но два самых интересных результата были получены от изучения ДНК и экспрессии генов.

Сьюзен Бейли и ее коллеги из Университета штата Колорадо сосредоточились на наблюдении за длиной теломер Скотта Келли и связанного с ними фермента теломеразы. Теломеры расположены на окончаниях ДНК и их длина обычно означает возраст и здоровье. Старение, стресс и излучение приводят к сокращению теломер.

Поскольку космический полет подвергает людей как стрессу, так и воздействию излучения, исследователи ожидали увидеть сокращение теломер. «Но все было с точностью до наоборот», говорит Бейли. «Как только в полете были взяты наши самые ранние образцы, примерно через две недели после отлета, мы увидели значительно более длинные теломеры у Скотта, чем те, что у него были до отлета».

И эта тенденция сохранялась на протяжении всего времени пребывания Келли на космической станции. В целом его теломеры удлинились примерно на 14,5%.

Итак, что это значит? Не думайте, что мы внезапно нашли источник молодости в космосе. Через неделю после возвращения его теломеры значительно сократились. «Это очень, очень специфические для космического полета изменения, причем очень быстрые, и они заставили нас задуматься о том, что вообще может быть их причиной», говорит Бейли. Средняя длина теломер Скотта Келли вернулась к норме спустя шесть месяцев, но аномально большое количество коротких теломер, которые образовались по его возвращении на Землю, остались в его организме.

Главная загадка — почему так произошло. Данные по теломеразе, ферменту, связанному с длиной теломер, были получены не в идеальных условиях: хотя образцы из организма Келли в космосе попали к ученым в течение 48 часов, условия на пути в лабораторию контролировались недостаточно хорошо, чтобы предотвратить потерю активности теломеразы. Возвращение на Землю в капсуле «Союз» не соответствует идеальным лабораторным условиям.

Другое серьезное изменение было обнаружено в экспрессии генов Скотта Келли, то есть в способе, которым ДНК направляет клетки производить компоненты вроде белков.

Ученые видели, как многие гены включались и выключались во время полета, особенно те, что связаны с кровообращением и иммунной системой. Эти изменения намекают на то, как тело пытается приспособиться к космосу.

Мейсон говорит, что в первой половине миссии они увидели, как почти 1500 генов изменили свою экспрессию. Во второй половине миссии их было в шесть раз больше. Это говорит о том, что человеческое тело меняется в космосе постепенно, а не только по прибытии.

Точно так же, как и с теломерами, большинство изменений генной экспрессии полностью обратились по возвращении Скотта Келли домой. Но несколько сотен генов, похоже, запомнили свое время, проведенное в космосе, и сохранили изменения.

Много это или нет — и какие последствия для здоровья несет — мы пока просто не знаем. Нам просто не с чем сравнивать. Это очень похоже на то, когда люди начали измерять кровяное давление впервые. Мы просто не знали, какие цифры — это норма, пока не измерили давление большего числа людей.

При этом Скотт Келли говорит, что если сразу после приземления ему было плохо — как это обычно и бывает — сейчас он не замечает большого изменения в состоянии здоровья. «Я чувствую себя иначе, чем когда начинал, но это, вероятно, потому что я постарел на четыре года», говорит он.

Следующими шагами для команды Бейли будет создание лучшие методы тестирования для наблюдения за активностью теломеразы, либо на МКС, либо на Земле. Мейсон также изучает технологию, которая позволит устранить давление на образец во время транспортировки. Его команда даже выполнила первое секвенирование ДНК на МКС и надеется улучшить этот процесс. Большинство других ученых надеются получить более широкий размер выборки и, возможно, провести более длительные тесты. Одного астронавта недостаточно, чтобы сделать окончательные выводы, поэтому такие ученые, как Мейсон, будут изучать других астронавтов во время двух-, шестимесячных и годичных испытаний. Только у этих миссий не будет близнецов на земле, с которыми можно будет сравнить.