Які наслідки для здоров’я має довге перебування в космосі; Місто здоров’я Берлін
Тривале перебування в космосі по-різному впливає на організм людини
Радіація, невагомість, просторова обмеженість - ось лише деякі стреси, які астронавти повинні зазнати під час польоту в космос. На самому початку тіло повинно витримувати до 5 г (прискорення завдяки силі тяжіння) з подальшим невагомістю. Американські дослідники зараз досліджували наслідки всього цього для здоров'я однояйцевих близнюків: Марк Келлі провів у космосі 54 дні на чотирьох рейсах, Скотт Келлі був у космосі загалом 540 днів, включаючи 340 днів без перерви на МКС. Дослідники використали порівняння двох чоловіків, щоб з'ясувати, як тривале перебування в космосі впливає на організм людини. Дослідження також повинно послужити для висвітлення можливостей пілотованої місії на Марс. Результати дослідження опубліковані в журналі "Science".
Радіаційний ризик для здоров'я
Згідно з дослідженням, тривале перебування в космосі має різні наслідки для здоров'я - деякі з них, мабуть, навіть незворотні. Космічні промені мають особливо серйозні наслідки для людського організму. Це випромінювання частинок високої енергії, яке надходить від Сонця, Чумацького Шляху та далеких галактик. Він складається в основному з протонів, а також електронів і повністю іонізованих атомів. На землі ми також постійно зазнаємо впливу космічних променів. Однак радіаційне опромінення тут становить близько 0,4 мілізіверта на рік (на рівні моря), тоді як ефективна доза радіації на космічній станції в космосі становить близько 200 мілізівертів на рік.
Космічне випромінювання змінює гени
У дослідженні досліджуваний космонавт зазнав ефективної дози 146,34 мілізіверта. Під час поїздки на Марс це значення було б приблизно у вісім разів вище. Випромінювання завдає шкоди іонізуючим атомам і молекулам у нашому тілі. Це може спричинити хімічні або біохімічні реакції в уражених клітинах, а також пошкодити генетичний матеріал.
Як показали дослідники, які працювали з Френсін Гаррет-Бакельман з Медичного коледжу Вейля в Нью-Йорку, у Скотта Келлі було зафіксовано збільшення інверсій і транслокацій у геномі. Це зрушення цілих сегментів хромосом. Вони виникають, коли ланцюг хромосом руйнується іонізуючим випромінюванням і окремі фрагменти реінтегруються в хромосому в іншій точці.
Поки що рівень ризику раку невідомий
Теоретично ці зміни можуть також спровокувати рак. Однак наскільки високий ризик насправді, поки що не розраховано, оскільки до цього часу лише декілька людей провели в космосі більше 300 днів. Підвищений ризик раку, очевидно, зберігається довгий час після повернення на Землю: дослідження показало, що Скотт Келлі мав більше інверсій і транслокацій, ніж його брат-близнюк, навіть після повернення з МКС. На думку Гарретта-Бакельмана, високий радіаційний вплив на МКС, здається, назавжди порушив стабільність хромосом.
Епігенетичні зміни, спричинені тривалим перебуванням у космосі, також можуть бути визначені після повернення космонавта. Це передбачає додавання або видалення метильних груп, які можуть довгостроково вмикати або вимикати певні гени. Однак спостерігається збільшення метилювання ДНК не обов'язково повинно бути результатом радіаційного опромінення. Наприклад, в імунній системі відбулося багато змін у активації генів. Дослідники підозрюють, що не виключено, що саме так імунна система реагує на пошкодження ДНК.
Ослаблена імунна система в космосі
Давно відомо, що імунна система змінюється в просторі. Вчені пояснюють це тим, що певні імунні клітини рухаються в організмі, і цей рух залежить від сили тяжіння. Тому, хто підхоплює інфекцію, таку як кон’юнктивіт або простий нежить у космосі, тому зазвичай важко вирішити. У поточному дослідженні було виявлено ще одну дивовижну зміну, а саме збільшення кількості мітохондріальної ДНК у крові. На думку дослідників, це може свідчити про те, що електростанції клітин у космосі були перевантажені та частково розпалися.
Невагомість також змінює функції організму. Через короткий час це призводить до перерозподілу рідини по напрямку до голови. Це призводить до збільшення діаметру артерій і вен у верхній частині тіла, що призводить до набряклості або червоності обличчя. Це негативно позначається на очах: близько 40 відсотків космонавтів відчувають розлади стояння в результаті потовщення судинної оболонки, так званого SANS («нервово-очний синдром, пов'язаний з польотом у космос»). Після повернення на Землю ця шкода лише частково піддається поправленню.
Мозок і серце також страждають від зміни умов
Когнітивні розлади та проблеми кровообігу - це інші труднощі, з якими астронавтам доводиться боротися - але, як правило, лише після повернення на Землю; крім того, ці розлади є оборотними. Серцевий викид також повинен адаптуватися до змінених умов. Часто це особливо проблематично, коли астронавти повертаються на Землю, і серцю знову доводиться більше працювати.
Для того, щоб підготувати астронавтів до часу в космосі і особливо після нього, вони проходять спеціальну підготовку до, під час та після перебування в космосі. Однак це не може повністю запобігти шкоді здоров’ю. Особливо при дуже тривалому перебуванні в космосі, як у випадку з пілотованою місією на Марсі, важко оцінити ризики для здоров’я.