Как полеты в космос влияют на человека

С момента первого полета в космос, который, как известно, осуществил Юрий Гагарин, уже скоро минет 60 лет. Однако все это время наука не стояла на месте. Возможно, в скором будущем люди отправятся к другим планетам. Именно для этого и необходимо знать, какое воздействие оказывает космос на организм человека. И на этот счет уже проведено множество самых разнообразных исследований.

Иммунная система

В результате совместного исследования российских и канадских ученых, результаты которого были опубликованы в издании Nature Scientific Reports, выяснилось, что человеческий организм реагирует на космические полеты, а в частности на невесомость точно так же, как на болезнь. В первую очередь специалисты решили обратить внимание на белки, которые играют одну из важнейших ролей в процессе адаптации к тем или иным условиям. Эксперты проанализировали концентрации 125 белков в плазме крови 18 космонавтов, находившихся на Международной космической станции продолжительное время. Ученые брали у космонавтов соответствующие анализы за 30 дней до полета, а также сразу по возвращении на Землю и спустя 7 дней после приземления. Исследование биоматериала показало, что в организмах космонавтов изменилась концентрация белков, участвующих в регуляции естественного иммунитета. Это значит, что человеческое тело реагирует на полет в космос, как на заболевание.

Выводы экспертов из Канады и России подтвердили и французские иммунологи, которые поделились результатами своего исследования с изданием FASEB Journal. Специалисты из Франции уверены в том, что пребывание в невесомости влечет за собой преждевременное старение иммунной системы. Группа медиков под руководством Жан-Пола Фриппиа из университета Лотарингии в Меце изучала состояние здоровья подопытных грызунов, которые в течение 3 недель находились в состоянии, приближенном к невесомости. Оказалось, что даже столь короткого отрезка времени хватило для того, чтобы костный мозг животных заметно изменился. В частности, число клеток, превращающихся в Б-лимфоциты, уменьшилось в 5, а то и в 10 раз, что, как правило, происходит лишь в старости. Таким образом, можно сказать, что жизнь в условиях невесомости приводит к преждевременному старению иммунной системы.

Мозг

Между тем специалисты из Антверпенского университета в составе международной группы ученых пришли к выводу, что от космических полетов страдает не только иммунная система, но и мозг человека. Бельгийские ученые заметили значительное сокращение массы серого вещества мозга у космонавтов после их возвращения на Землю. Эксперты изучали функциональное состояния головного мозга 10 космонавтов с помощью магнитно-резонансной томографии как до полетов космос, продолжительность которых составляла в среднем около 6 месяцев, так и после их возвращения на Землю. Как утверждают исследователи, результаты МРТ указывают на некоторые изменения в мозговых структурах, например, уменьшение массы серого вещества примерно на 3 %.

Эти результаты настолько поразили ученых, что проект был продлен еще на 4 года. За это время бельгийским экспертам и исследователям из других стран, входивших в упомянутую группу, удалось выяснить, что пребывание в космосе повлияло не только на количество серого вещества, но и на структуру мозга, а также на циркуляцию спинномозговой жидкости. Сравнив снимки, сделанные до и после полета, специалисты выяснили, что работа на космической станции привела к тому, что центральная борозда, разделяющая лобную и теменную доли, сузилась, а кора больших полушарий сдвинулась вверх. Примечательно, что у тех, кто пробыл в космосе даже немного дольше остальных, эти изменения оказались более выражены.

Сосуды и гены

Определенным изменениям подвергаются и сосуды космонавтов. Это подтвердил и анализ наблюдения сотрудников NASA за астронавтами-близнецами Скоттом и Марком Келли. На тот момент Скотт имел за плечами 520 суток пребывания в космосе, а космический стаж его брата составлял всего 54 дня. Поэтому первый стал так называемым «опытным» образцом, а второй – «контрольным». Такое разделение позволило сравнить результаты и сделать эксперимент «чище». Благодаря этому, специалисты NASA выяснили, что стенки сосудов Скотта стали значительно толще. Особенно это было заметно в сонной артерии. Эксперты считают, что данное явление является следствием изменения давления, которое происходит во время пребывания человека в космосе. С давлением ученые связывают и нарушение зрения Скотта: в ответ на перепады давления сосудистая оболочка глаза образует складки, а зрительный нерв становится толще.

Наблюдение за близнецами Келли помогло подтвердить и влияние космической радиации на человеческую ДНК. Так, по сравнению с братом у Скотта Келли участились масштабные хромосомные мутации — повороты и перемещения участков хромосом. Причем эти изменения продолжались и после полета. Также исследователи с удивлением обнаружили, что во время работы на орбите Скотт неожиданно «помолодел». Его теломеры, то есть концевые участки хромосом, как правило, постепенно укорачивающиеся к старости, стали наоборот длиннее на 14,5%. Впрочем, после возвращения на Землю они снова укоротились.