Doar aproximativ 600 de persoane au călătorit vreodată în spaţiu. Marea majoritate a astronauților din ultimele șase decenii au fost bărbați de vârstă mijlocie, aflați în misiuni de scurtă durată, de mai puțin de 20 de zile.
Astăzi, cu furnizorii privați, comerciali și multinaționali de zboruri spațiale și fluturași care intră pe piață, asistăm la o nouă eră a zborurilor spațiale umane. Misiunile au variat de la minute, ore și zile până la luni.
Pe măsură ce umanitatea se uită înainte să se întoarcă la luna în următorul deceniu, explorarea spațiului misiunile vor fi mult mai lungi, cu mult mai mulți călători în spațiu și chiar și turiști spațiali. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că o diversitate mai largă de oameni va experimenta mediul extrem al spațiului – mai multe femei și oameni de diferite etnii, vârste și stare de sănătate.
Deoarece oamenii răspund diferit la factorii de stres și expunerile unice ale spațiului, cercetătorii în sănătatea spațiului, ca mine, încearcă să înțeleagă mai bine efectele zborului spațial asupra sănătății umane. Cu astfel de informații, ne putem da seama cum să-i ajutăm pe astronauți să rămână sănătoși atât în timp ce se află în spațiu, cât și odată ce se întorc pe Pământ.
Ca parte a Studiul istoric NASA pe gemeniîn 2019, eu și colegii mei am publicat cercetări inovatoare despre modul în care un an la bordul Stației Spațiale Internaționale afectează corpul uman.
sunt un biolog cancer de radiații la Departamentul de Științe ale Sănătății Mediului și Radiologice al Universității de Stat din Colorado. Mi-am petrecut ultimii câțiva ani continuând să construiesc pe acele cercetări anterioare într-o serie de lucrări recent publicat în portofoliul revistelor Nature.
Aceste documente fac parte din Pachetul de manuscrise Space Omics și Medical Atlas, date, protocoale și depozite care reprezintă cea mai mare colecție asamblată vreodată pentru medicina aerospațială și biologia spațială. Peste 100 de instituții din 25 de țări au contribuit la difuzarea coordonată a unei game largi de date despre zborurile spațiale.
Studiul NASA pe gemeni
ale NASA Studiu pe gemeni profitat de o oportunitate unică de cercetare.
NASA l-a selectat pe astronautul Scott Kelly pentru prima misiune de un an a agenției, timp în care a petrecut un an la bordul Stației Spațiale Internaționale din 2015 până în 2016. În aceeași perioadă, fratele său geamăn identic, Mark Kelly, fost astronaut și actual Senatorul SUA reprezentând Arizona, a rămas pe Pământ.
Echipa mea și cu mine am examinat probe de sânge colectat de la geamăn în spațiu și pe geamănul său potrivit genetic înapoi Pământ înainte, în timpul și după zborul spațial. Am descoperit că telomerii lui Scott – capacele de protecție de la capetele cromozomilor, la fel ca vârful de plastic care împiedică uzura șiretului de la pantofi – s-au prelungit, destul de neașteptat, în timpul anului petrecut în spațiu.
Când Scott s-a întors pe Pământ, totuși, telomerii lui s-au scurtat rapid. În lunile următoare, telomerii lui și-au revenit, dar au fost încă mai scurti după călătoria lui decât fuseseră înainte de a pleca în spațiu.
Pe măsură ce îmbătrânești, telomerii tăi se scurtează din cauza unei varietăți de factori, inclusiv stresul. Lungimea telomerilor dumneavoastră poate servi ca un indicator biologic al riscului dumneavoastră de a dezvolta afecțiuni legate de vârstă, cum ar fi demența, bolile cardiovasculare și cancerul.
Într-un studiu separat, echipa mea a studiat o cohortă de 10 astronauți în misiuni de șase luni la bordul Stației Spațiale Internaționale. Am avut, de asemenea, un grup de control de participanți potriviți în funcție de vârstă și sex, care au rămas pe teren.
Am măsurat lungimea telomerilor înainte, în timpul și după zborul spațial și am constatat din nou că telomerii erau mai lungi în timpul zborului spațial și apoi s-au scurtat la întoarcerea pe Pământ. În general, astronauții au avut mult mai mulți telomeri scurti după zborul spațial decât au avut înainte.
Unul dintre ceilalți anchetatori ai Studiului Gemenii, Christopher Masonși eu a efectuat un alt studiu asupra telomerilor — de data aceasta cu gemeni alpiniști la altitudine — un mediu extrem oarecum similar pe Pământ.
Am descoperit că în timp ce urcau pe Muntele Everest, telomerii alpiniștilor erau mai lungi, iar după ce au coborât, telomerii lor s-au scurtat. Gemenii lor care au rămas la altitudine joasă nu au experimentat aceleași modificări ale lungimii telomerilor. Aceste rezultate indică faptul că nu microgravitația stației spațiale a dus la modificările lungimii telomerilor pe care le-am observat la astronauți – alți vinovați, cum ar fi expunerea crescută la radiații, sunt mai probabili.
Civili în spațiu
În ultimul nostru studiu, am studiat telomerii de la echipajul de la bordul misiunii 2021 Inspiration4 a SpaceX. Această misiune a avut primul echipaj numai civil, a cărui vârstă se întindea pe patru decenii. Toți telomerii membrilor echipajului s-au prelungit în timpul misiunii, iar trei dintre cei patru astronauți au prezentat, de asemenea, scurtarea telomerilor odată ce s-au întors pe Pământ.
Ceea ce este deosebit de interesant la aceste descoperiri este că misiunea Inspiration4 a durat doar trei zile. Deci, nu numai că oamenii de știință au acum date consistente și reproductibile despre răspunsul telomerilor la zborul spațial, dar știm și că se întâmplă rapid. Aceste rezultate sugerează că chiar și călătoriile scurte, cum ar fi o escapadă de weekend în spațiu, vor fi asociate cu modificări ale lungimii telomerilor.
Oamenii de știință încă nu înțeleg pe deplin impactul asupra sănătății al unor astfel de modificări ale lungimii telomerilor. Vom avea nevoie de mai multe cercetări pentru a ne da seama cum ar putea afecta atât telomerii lungi, cât și cei scurti sănătatea pe termen lung a unui astronaut.
ARN telomeric
Într-o altă lucraream arătat că echipajul Inspiration4 – precum și Scott Kelly și alpiniștii la altitudine mare – au prezentat niveluri crescute de ARN telomeric, denumit TERRA.
Telomerii constau din o mulțime de repetitive ADN secvente. Acestea sunt transcrise în TERRA, care contribuie la structura telomerilor și îi ajută să-și facă treaba.
Împreună cu studiile de laborator, aceste descoperiri ne spun că telomerii sunt deteriorați în timpul zborului spațial. Deși încă există multe lucruri pe care nu le știm, știm că telomerii sunt deosebit de sensibili la stresul oxidativ. Deci, daunele oxidative cronice pe care le experimentează astronauții atunci când sunt expuși la radiații spațiale non-stop contribuie probabil la răspunsurile telomerice pe care le observăm.
Am mai scris un articol de recenzie cu o perspectivă mai futuristă despre modul în care o mai bună înțelegere a telomerilor și a îmbătrânirii ar putea începe să informeze capacitatea oamenilor nu numai de a supraviețui călătoriilor spațiale de lungă durată, ci și de a prospera și chiar de a coloniza alte planete. Acest lucru ar necesita ca oamenii să se reproducă în spațiu, iar generațiile viitoare să crească în spațiu. Nu știm dacă acest lucru este posibil – încă.
Plantați telomeri în spațiu
Eu și colegii mei am contribuit și cu alte lucrări la pachetul Space Omics și Medical Atlas, inclusiv o lucrare publicată în Nature Communications. Echipa de studiu, condusă de biologul Texas A&M Dorothy Shippen și biolog de la Universitatea Ohio Sarah Wyatta descoperit că, spre deosebire de oameni, plantele zburate în spațiu nu au avut telomeri mai lungi în timpul petrecut la bordul Stației Spațiale Internaționale.
Cu toate acestea, plantele și-au crescut producerea de telomerazeenzima care ajută la menținerea lungimii telomerilor.
Ca oricine a văzut”Marțianul„Știe, plantele vor juca un rol esențial în supraviețuirea umană pe termen lung în spațiu. Această descoperire sugerează că plantele sunt poate mai potrivite în mod natural pentru a rezista factorilor de stres din spațiu decât oamenii.
Acest articol editat este republicat din Conversatia sub o licență Creative Commons. Citeste Articol original.