Когда НАСА приступило к изучению влияния длительных космических полётов на организм человека, исследователи включили в программу идентичных близнецов — астронавтов Марка и Скотта Келли, оставив первого на Земле и отправив второго на Международную космическую станцию (МКС) почти на год. Учёные ожидали, что суровость условий космического излучения и микрогравитации имела бы в значительной степени негативные последствия.
Но на борту МКС 51-летний Скотт Келли претерпел очень странную трансформацию, над которой до сих пор учёные ломают головы.
Подпись к изображению: Астронавты-близнецы Марк и Скотт Келли. Теломеры Скотта Келли удлинились в космосе
Теломеры белых кровяных телец Скотта Келли в ходе полёта на МКС удлинились. Теломеры — это своего рода защитные колпачки, которые располагаются на концах хромосом и защищают ДНК, расположенную внутри, от повреждений, подобно тому, как пластиковые аглеты на конце шнурков защищают последние от растрёпывания.
По мере старения людей теломеры укорачиваются и в конечном итоге полностью исчезают в процессе, который, по мнению экспертов, связан с такими заболеваниями, как рак или сердечно-сосудистые болезни.
Профессор Сьюзан Бейли из Университета штата Колорадо, которая проводила тесты крови Марка и Скотта в течение 25 месяцев, охватывая моменты времени до, во время и после полёта в космос, заявила, что эффект удлинения теломеров в космосе был «ярким».
«Теломеры укорачиваются с возрастом, и они могут служить биомаркером ускоренного старения или некоторых заболеваний», — сказала профессор Бэйли.
«Для нас стало настоящим сюрпризом то, что мы увидели очень специфическое удлинение теломеров в космическом полёте. Теперь мы ломаем над этим головы».
«Не думаю, что в действительности это можно рассматривать как источник молодости. Но если мы сможем выяснить, что же именно происходит, что вызывает эти изменения в теломерах, возможно, мы могли бы замедлить процесс старения».
Несмотря на то, что большинство теломеров Скотта вернулись к средним предполетным значениям после возвращения на Землю, у него теперь меньше теломеров, чем до 340-дневного полёта, а это говорит о том, что теперь он подвергается большему риску заболевания, чем его брат-близнец Марк.
Предыдущие исследования показали, что астронавты миссий «Аполлона» в пять раз чаще умирали от сердечно-сосудистых заболеваний, чем те астронавты, которые летали на низкой орбите или никогда не покидали Землю, хотя и прошли подготовку.
Исследование близнецов было проведено 12-ю университетами и более чем 80-ю исследователями по всей территории США и является наиболее глубоким исследованием влияния космических путешествий на здоровье людей.
Такие исследования имеют решающее значение для подготовки полетов на Марс или для реализации проекта по созданию лунной базы, что уже запланировано НАСА и другими космическими агентствами.
Результаты исследований кишечной флоры Скотта показали большое влияние длительных космических полётов на микробиоту, но 91 процент экспрессии генов Скотта вернулись к нормальным или базовым уровням в течение шести месяцев после возвращения на Землю. Произошли заметные изменения в генах, контролирующих образование костей , имунную систему и восстановление ДНК, и это предполагает, что космические путешествия могут нанести долгосрочный ущерб здоровью.
Доктор Кристофер Мейсон, доцент кафедры физиологии и биофизики в Weill Cornell Medicine, который изучал изменения ДНК, сказал: «Мы ещё не знаем, являются ли эти изменения хорошими или плохими. Это может быть просто ответом организма на условия космического полёта, но мы хотим понять, почему произошли изменения генов и отслеживать их, чтобы увидеть, как долго продлится этот эффект».
Учёные также обнаружили, что форма глазного яблока Скотта изменялась в течение полёта, отмечалось утолщение нервов сетчатки и образование складок в слое, который окружает глаз. Эти изменения обычно влияют на зрение, и около 40 процентов мужчин-космонавтов нуждаются в очках после космического полёта.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.