Длительные космические полеты негативно влияют на генетику

Ученые подвели итоги исследования с участием братьев-близнецов Келли

Фото: Unsplash/Louis Reed

Ученые из США провели исследование Twin Study с участием генетически идентичных братьев-близнецов астронавтов Скотта и Марка Келли. Цель проекта — понять, как долговременное пребывание на околоземной орбите влияет на организм человека, Полученные результаты будут использоваться при планировании миссий на Марс, сообщает журнал Science.

Работа проводилась в рамках программы НАСА по исследованию человека (Human Research Program), обеспечивающей безопасность космических полетов. В течение 340 дней 50-летний астронавт Скотт Келли находился на Международной космической станции (МКС), а его брат Марк оставался на Земле. Биологические образцы испытуемых подвергались тщательному анализу до, во время и после полета. Генетическое сходство братьев, по словам ученых, позволило свести к минимуму ложноположительные результаты.

Эксперты отмечают, что наибольшее воздействие на организм астронавтов оказывают такие факторы, как шум, изоляция, гипоксия, нарушение циркадного ритма, инфракрасное излучение и невесомость (микрогравитация). Ученые разделили все изменения в организме Скотта на группы с потенциально низкой, средней и высокой степенью опасности. В первую они включили ухудшение состояния кишечной флоры, которое может быть связано с потреблением сублимированной пищи, и потерю массы тела на 7%. Иммунная система космонавта работала в прежнем режиме. Его реакция на вакцину против гриппа была нормальной.

Ко второй группе ученые отнесли изменения в регуляции уровня фибриллярного белка коллагена и объема внутрисосудистой жидкости. Наибольшее опасение у экспертов вызвала высокая частота инверсий в геноме клеточных линий (геномная нестабильность), которая сопряжена с высокой дозой облучения и повышает риск развития рака. Кроме того, часть концевых участков хромосом (теломеров) астронавта, которые считаются биомаркером старения, стала существенно короче, чем до полета, а некоторые из них и вовсе исчезли. Микрогравитация стала причиной недостаточного оттока жидкости из верхней части тела, что привело к утолщению стенки сонной артерии. В будущем это может привести к сердечно-сосудистым и цереброваскулярным заболеваниям.

У Скотта также обнаружили утолщение сосудистой оболочки глаза, что говорит о возможном ухудшении зрения. Когнитивные способности (бдительность, пространственная ориентация, распознавание эмоций) астронавта оставались неизменными во время полета. Однако в течение шести месяцев после приземления у него наблюдалось заметное снижение скорости умственных реакций. Ученые объясняют это воздействием земного притяжения и плотным графиком Скотта после его миссии.

Сотрудники НАСА не исключают того, что изменения в организме могут быть более выраженными во время миссии на Марсе. Так как там средняя годовая доза облучения человека возрастает в пять раз по сравнению с МКС. Тем не менее, эксперты отмечают, что исследование Twin Study стало серьезным шагом в направлении изучения дальнего космоса. Полученные результаты будут анализироваться в течение нескольких лет, в том числе на борту МКС в рамках комплексного однолетнего проекта (Integrated One-Year Mission Project), который в настоящее время находится в разработке.