космоса

COVID-19: Какво трябва да знаете за пандемията на коронавируса на 7 декември

Amazon се превърна в петия по големина работодател в света

Как резултатите от изборите в САЩ биха могли да запалят хартията за надежда за справедливост за хората с увреждания

Наскоро астронавтът на НАСА Скот Кели прекара една година в космоса, докато неговият идентичен брат близнак Марк (самият бивш астронавт на НАСА) остана на Земята. Мисията беше част от важен здравен експеримент, разглеждащ как пребиваването в космоса влияе върху нашите тела. Докато данните все още се изучават внимателно, НАСА наскоро публикува някои интригуващи предварителни констатации.

Кели излетя на борда на руската ракета „Союз“ на 27 март 2015 г., заедно с руските космонавти Дженади Падалка и Михаил Корниенко (присъединяване към Кели в едногодишната мисия). Преди, по време и след 340-те дни, прекарани на борда на Международната космическа станция, от Скот и Марк бяха събрани голям обем биологични проби. Разглеждайки молекулярните промени между еднояйчните близнаци, които са били разделени при изстрелването, НАСА се надява да хвърли светлина върху това как някои протеини и бактерии в тялото се влияят от природата или възпитанието, като се възползват от екстремните екологични разлики между живота на Земята или в космоса.

Космическите агенции по света имат обща цел да отведат хората на Марс. Мисиите на Марс ще включват екипажи, прекарващи около три години далеч от земната гравитация, отнемащи около шест месеца пътуване до Марс в микрогравитация, последвани от повече от година на повърхността на Марс, живеещи и работещи в около една трета гравитация, която изпитваме на Земята. Това е преди планетите да се подредят отново и е време за шестмесечното пътуване обратно вкъщи. За безопасно завършване на това пътуване трябва да бъдат разработени ефективни противодействия на потенциалните влияния на екстремната космическа среда върху човешкото тяло.

Предишни мисии в Международната космическа станция са идентифицирали много от ефектите на микрогравитацията върху човешката физиология. Мускулите, особено тези, които помагат за поддържане на стойката на тялото срещу гравитацията, отпадъците, костите стават по-малко плътни, повишеното налягане в черепа води до зрителни увреждания и количеството кръв в тялото намалява. Сякаш това не е достатъчно, сърцето също става по-малко, тъй като може да изпомпва кръвта към мозъка по-лесно, а космическата радиация може да доведе до повишен риск от рак.

За да се противодействат на всичко това, астронавтите на Международната космическа станция изпълняват строга програма за упражнения (около два часа дневно), придружена от строго планирана диета.

Молекулярни адаптации към космически полети

Проучването на близнаците на НАСА използва сравнително новото поле на омика - изследването на голям брой системи в човешкото тяло на молекулярно ниво. Първоначалните находки включват теломери - често описвани като „тиктакащ часовник на клетката“. Теломерите са ДНК последователности в края на хромозомите - предпазвайки ги от разграждане. С напредването на възрастта теломерите стават все по-кратки и по-къси.

Проучването установи, че теломерите в белите кръвни клетки стават по-дълги в космоса. Потенциално се смяташе, че това се дължи на повишения режим на упражнения и стриктната диета, която Скот спазва, но може би ефектът на разширяване на времето на Айнщайн може да играе роля в теломерите на астронавтите, които изглежда стареят по-бавно. Въпреки това, маркерите на възпаление в кръвта се увеличават в космоса и след кацането обратно на Земята, което би могло да бъде причинено от физическия стрес, поставен върху тялото на Скот при повторно влизане и кацане.

Някои промени в ДНК се наблюдават и в генната експресия на Скот. Това откритие може да помогне за идентифицирането на специфични гени, които са чувствителни към стреса в околната среда, за да можем да им помогнем да ги защитим. По време на втората половина на мисията на Скот също се е намалило образуването на кости, което по-често се наблюдава при остеопороза.

Астронавтите ще трябва да достигнат Марс и да могат да изпълняват физически и когнитивни задачи, за да оцелеят месеци наред в частичната гравитационна среда на марсианската повърхност. Те ще трябва да изградят местообитанието, в което ще живеят, да извършват поддръжка на системата и да извършват научни изследвания. Чрез разбирането как микрогравитацията влияе върху ДНК на астронавтите, могат да бъдат разработени лекарства и други мерки за противодействие, за да се предотвратят тези промени и да се гарантира, че астронавтите остават здрави.

Разбира се, не всичко е в изследването на Слънчевата система. Много от световните космически агенции имат за цел да проучат как космосът влияе върху човешкото тяло, за да подобрят здравните интервенции за пациентите на Земята. С развитието на използването на омика може да доведе до персонализирано здравеопазване.

Използвайки тези техники за цялостен анализ на кръвни проби, взети в болници, или дори в лекарски кабинети, един ден лекарите могат да предвидят дали пациентът може да развие определено заболяване и да предписват превантивни лекарства, за да намалят вероятността за пациента разболяване на първо място. Следователно резултатите от изследването на близнаците на НАСА биха могли да ни помогнат да живеем по-дълго и по-здравословно на Земята.