С тех пор как человек полетел в космос, мир не перестают волновать глобальные угрозы и надежды, связанные с внеземным пространством. Пришельцы! Метеориты! Угасание Солнца! Одиночество во Вселенной! И так далее... Мы неустанно разрабатываем планы действий на случай встречи с инопланетной цивилизацией и обсуждаем пространственно-временные кунштюки, в которые могут попасть гагарины, столкнувшиеся в космосе с неведомой им физикой.
Со временем, однако, стало ясно, что один из самых неприятных космосюрпризов связан не столько с инопланетной физикой и пришельцами, сколько со вполне земной биологией. До поры до времени никто просто не задумывался над тем, что человек приспособлен для жизни на Земле, а космос — совсем не наша среда. Настолько не наша, что пребывание в нём может изрядно расстроить работу организма на молекулярно-генетическом уровне.
Сетчатка мыши под микроскопом: красные нити — волокна зрительного нерва, синие «трубы» — кровеносные сосуды, зелёные «звёзды» — глиальные клетки. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)
Конечно, мыши эти были на орбите совсем недолго, и, наверное, слетай они туда на полгодика и дольше, патология в глазах, вызванная окислительным стрессом, была бы куда сильнее. Однако учёным удалось увидеть и такие изменения, которые оставались у животных и через неделю пребывания на Земле.
В зрительном нерве у грызунов, по словам авторов работы, появилось слишком много белка бета-амилоида. Его возникновение сопровождает повреждения нервной ткани; кроме того, избыток бета-амилоида формирует белковые отложения при болезни Альцгеймера. Ну а вдобавок к бета-амилоиду в зрительном нерве появилось большое количество глиальных клеток, что опять-таки можно расценивать как ответ на некое повреждение.
И последнее: в пигментном эпителии сетчатки выросла активность каспазы-3, одного их ферментов в реакции апоптоза. Каспазы помогают ликвидировать клетку, повреждения в которой уже невозможно исправить, из-за чего она становится угрозой соседним, здоровым клеткам. Массовый апоптоз вполне может быть причиной дегенерации тканей; стоит также сказать, что именно аномалии в пигментном слое сетчатки часто заканчиваются возрастной макулодистрофией... Учёные подчёркивают: те перемены, которые они обнаружили в клетках и тканях у мышей, оказались весьма похожи на то, что врачи видели в глазах у астронавтов.
Самое любопытное, что у оставшихся на Земле мышей не было признаков повреждения глазного нерва. Исследователи, впрочем, не знают пока, что именно послужило причиной описанных изменений: то ли само пребывание на орбите, то ли полёт туда и обратно, то ли всё это плюс ещё какие-то факторы (ведь у животных на Земле неспроста этих изменений не произошло). Кроме того, в исследовании «участвовало» не слишком много мышей — всего 18, так что результаты ещё нужно подтвердить внушительной статистикой.
Однако не может не впечатлять то, что удалось воспроизвести те же отклонения, кои ранее были обнаружены у слетавших в космос людей. Как не может не настораживать, что эти изменения были лишь частично обратимыми. Кто знает, не происходит ли нечто похожее с другими нервами и в других отделах нервной системы...
Может показаться, что эти результаты не имеют отношения к повседневности: в конце концов, много ли ваших знакомых летают в космос? Однако роль космоса в нашей жизни, пусть и опосредованно, всё же велика и с каждым днём только увеличивается. И речь тут идёт не столько о международном престиже и ностальгии по Юрию Алексеевичу, сколько о том, что космос всё шире открывает возможности перед новыми технологиями, которые, разумеется, пригодятся не только на орбите. (Мы, если помните, как-то писали о планах биологов перенести исследования рака в космическую невесомость.) Но развитие таких технологий требует умелых рук и творческого мышления, а ни то ни другое заменить роботами мы пока не в состоянии. И это значит, что влияние космоса на наши гены нужно исследовать, и исследовать упорно, ни на чём не экономя.
Статья с результатами описанных экспериментов должна появиться в журнале Gravitational and Space Research.
Подготовлено по материалам Методистской больницы Хьюстона. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.
ЧЕМ ЛЕЧИТЬ РАЗВЕДЧИКОВ ДАЛЬНЕГО КОСМОСА?
Кровопускание и витамины — вот и всё, что потребуется космонавтам будущего, чтобы быть здоровыми.
Всё остальное сделает персонализированная генная медицина.
Люди в космосе подвергаются риску различных заболеваний: низкая сила тяжести может сделать кости хрупкими, а космическое излучение — привести к раку. Обитатели Международной космической станции принимают соответствующие добавки — например, витамин D для прочности костей.
А когда космонавты отправятся в далёкие путешествия — к астероиду или Марсу, дозы облучения приблизятся к пороговым, и шансы на развитие недугов в результате повреждения ДНК повысятся многократно.
Для снижения риска необходимо изучить геном каждого потенциального космонавта и затем разработать контрмеры для защиты от любых потенциальных проблем, считают Майкл Шмидт из компании MetaboLogics и Томас Гудвин из Космического центра НАСА им. Джонсона. Цель этой работы не в отсеве людей с недостатками, достаточно убедиться в том, что полетят только те, кто приспособлен к этому лучше всего.
Например, определённые генетические мутации снижают стабильность ДНК, и этот эффект усиливается нехваткой фолиевой кислоты. Человеку с такой мутацией нужно принимать дополнительное количество фолиевой кислоты для защиты от повышенного риска генетических повреждений из-за облучения.
Снижение уровня фолиевой кислоты вызывает также проблемы со зрением, которые испытывает примерно каждый четвёртый космонавт, вернувшийся с МКС. Пока не совсем ясно, имеют ли эти проблемы генетический компонент, так что требуются целенаправленные исследования.
Даже такая простая процедура, как предполётное кровопускание, может оказаться полезной в сочетании с генетическим анализом, считает учёный дуэт. Люди с генетической мутацией, которая способствует накоплению железа в организме, подвергаются большему риску радиационного повреждения в космосе. Чем старше космонавт мужского пола с такой мутацией, тем выше концентрация железа в его организме (женщины рискуют меньше, ибо теряют железо с менструальной кровью). Кровопускание и диета с ограниченным количеством железа могли бы эффективно снизить риск.
Примерно половина астронавтов испытывают боль в спине во время полётов. Она снимается специальными упражнениями прямо на орбите и болеутоляющими средствами. Но люди с определёнными вариантами гена печени CYP2D6 могут усваивать препараты вроде кодеина слишком быстро, что может привести к передозировке, а больницы по дороге на Марс нет. Соответственно, таким космонавтам следует прописать сниженные дозы или назначить другое лечение.
Грэм Скотт из Медицинского колледжа Бэйлора (США) подчёркивает, что персонализированная медицина могла бы пригодиться уже частному проекту Inspiration Mars, цель которого — пилотируемый облёт Марса в 2018 году. Каждому космонавту хорошо бы прописать на время путешествия личную диету из витаминов и прочих добавок.
Джаспер Райн из Калифорнийского университета в Беркли (США) считает, что подобные предложения верны в принципе, но мы пока не обладаем достаточным знанием о генных мутациях, чтобы предсказывать, какие проблемы со здоровьем могут ожидать путешественников в далёком космосе. По его словам, у тех, кто осмелиться сесть в дешёвую ракету, построенную по государственному заказу, будет намного больше поводов для беспокойства, нежели риск испортить здоровье.
Подробнее свои взгляды специалисты изложили в журнале Metabolomics.
Подготовлено по материалам NewScientist.
http://compulenta.computerra.ru/chelovek/meditsina/10009724/
Комментарии (0)