astronauter udholde stråling, vægtløshed, isolering og en række andre fysiske og mentale belastninger ved rumflyvning. Så hvad gør disse farer faktisk for deres kroppe?
en samling af 29 papirer,hvoraf 19 blev offentliggjort Nov. 25, har avanceret vores viden om, hvordan rumflyvning påvirker den menneskelige krop længere end nogensinde før., Dette arbejde stammer fra NASA “Tvillinger Undersøgelse,” som der blev fulgt på NASA astronaut Scott kellys år lange mission i rummet om bord på den Internationale rumstation, mens hans tvillingebror, Mark Kelly, en pensioneret NASA astronaut, der serveres som en kontrol tilbage på Jorden.
mens Tvillingestudiet var banebrydende, så det kun rigtig på disse to astronauter. Med denne nye pakke af papirer har forskere observeret virkningerne af rumflyvning i 56 astronauter, der har besøgt rumstationen.,
“Disse manuskripter span >200 forskere fra snesevis af akademiske, regeringen, rumfart, og industrien grupper, der repræsenterer den største sæt af astronaut-data og plads biologi data, der nogensinde er produceret, herunder langsgående multi-omiske profilering, enkelt-celle immunforsvaret og epitopen kortlægning, roman stråling modforanstaltninger, og detaljerede biokemiske profiler af 56 astronauter,” et papir, der sammenfatter denne samling stater.,
Relateret: Af tal: astronaut Scott kellys år-i-space mission
Med sådan en utrolig mængde af data at arbejde med, og sådan en stor, internationalt samarbejde, forskere var i stand til ikke blot at validere hvad de fandt i Tvillinger Undersøgelse, men udvide undersøgelsen af, hvordan rum påvirker den menneskelige krop til nye niveauer.
“Det er en bred vifte af forskellige undersøgelser,” Colorado State University Professor Susan Bailey, der var en principal investigator i NASA Tvillinger Undersøgelse og en ledende forsker for mange af disse papirer, fortalte Space.com., “Det bygger virkelig et godt fundament for ‘hvad ved vi om virkningerne af lang varighed rumflyvning på den menneskelige krop?’Og’ hvad skal vi være på udkig efter og bekymret over, når vi går fremad?'”Bailey tilføjede, at dette vil blive stadig vigtigere, når mennesker vove sig ud til månen og længere væk fra jorden.
mens hver af de 29 papirer tackler en unik faktor for virkningerne af rumflyvning på mennesker, er der en håndfuld vigtige fund, som både validerer, hvad der blev fundet i Tvillingundersøgelsen og yderligere forskeres forståelse af disse sundhedseffekter.,
seks funktioner
Når det kommer til at studere sundhedsvirkningerne af rumflyvning, har forskere identificeret seks nøglefaktorer, der bestemmer, hvad der sker med en persons krop i rummet.
“Vi foreslår, at der virkelig er seks konsistente træk, som vi ser igen og igen hos mus og gnavere og humane forsøgspersoner og cellelinjer. Og det peger virkelig mod — hvad er nogle af de kernefaktorer, der formidler, hvordan kroppen reagerer på at være i rummet?,”Chris Mason, lektor ved institut for fysiologi og biofysik ved Weill Cornell Medicin, der også var en ledende forsker i Tvillinger Undersøgelse og en senior-eller co-senior forsker for mange af disse papirer, fortalte Space.com.
Disse seks funktioner omfatter mitokondrie-dysregulering, oxidativ stress, frie radikaler, DNA-skader, telomer længde, variationer i microbiomes og epigenetiske ændringer., Den første, mitokondriel dysregulering, henviser til, hvordan mitokondrier (en organelle, der genererer det meste af den kemiske energi i en celle, eller “cellens kraftcenter”) fungerer forskelligt, hvilket kan føre til sundhedsmæssige problemer. Forskerne har også opdaget, oxidativ stress er en ubalance mellem de frie radikaler og antioxidanter i kroppen, som Bailey mener er sandsynligvis forårsaget af den stråling som astronauter erfaring mens der i plads, sagde hun., Langs disse linjer studerede forfatterne af disse papirer også frie radikaler eller ustabile atomer i den menneskelige krop, der kunne skade celler og føre til sygdomme som kræft hos astronauter under rumflyvning.
Derudover så forskerne tegn på DNA-skade, hvilket forventes med den type strålingseksponering, som astronauter udholder. Disse papirer viste også, at astronauter under flyvning har aflange telomerer — beskyttende strukturer i enderne af kromosomer — som krymper igen ved landing på jorden., Dette var interessant, fordi forskere med Tvillinger Undersøgelse blev overrasket over at se Kelly ‘ s telomerer forlænge i rum og forkorte tilbage på Jorden, men med dette arbejde har vist, at Kelly var ikke en outlier, og dette skete over hele linjen med de astronauter, de studerede.
papirerne viste også en række mikrobiomer — indsamling af genetisk materiale fra alle mikrober i og på en menneskelig krop — med astronauterne, hvilket kan forventes, fordi de alle er unikke jordboere., Forskere studerede ikke kun forskellige astronautmikrobiomer, men hvordan hver persons mikrober blev ændret med rumflyvning og miljøet inde i rumstationen. Endelig viste den nye forskning tegn på epigenetiske ændringer eller ændringer i den fysiske struktur af DNA, hvor astronauter oplever “genreguleringsændring” eller processen med at tænde gener “og” slukke”, når celler reagerer på forskellige miljøer, sagde Mason.,som de fund, der fortsatte med at vise, hvordan telomerer forlænges under rumflyvning, validerede disse papirer mange af de effekter, som forskere så i Scott Kelly under Tvillingundersøgelsen. Men med så meget flere data trukket fra en større pool af både astronauter og andre modeller som gnavere, har forskere et bedre billede af virkningerne af menneskelig rumflyvning og har været i stand til at validere, hvad der blev fundet med Kelly.
interessant nok validerede forskere i nogle af disse papirer disse fund ikke med flere astronauter, men ved at se på Mount Everest-klatrere., De fandt ud af, at disse klatrere har længere telomerer, mens de klatrer, selvom årsagen til længdeændringen endnu ikke er fuldt ud forstået.,
Relateret: Fra stråling til isolation: 5 stor risiko for mars astronauter (videoer)
Plads behandlinger
Ved validering af tidligere undersøgelser af de sundhedsmæssige virkninger af rumfart og udvide vores forståelse af disse ekstreme omstændigheder på det menneskelige legeme, forskere kan begynde at overveje og udvikle potentielle forebyggende foranstaltninger, behandlinger og terapier, således at fremtidige astronauter, der bruge endnu mere tid i rummet — uanset om de lever i en løsning på månen eller på rejse endnu længere væk til Mars — kan også være mere forberedt på, hvad de kan forvente.,
Mens ingeniører og forskere arbejder i øjeblikket på nye måder at mindske mængden af farlige stråling som astronauter udsættes for — som forskerne mener, er en stor faktor i mange af de negative sundhedsmæssige virkninger af rumflyvning — de er også overveje, hvilke eksisterende medicin kan være effektive i forhold til at afbøde disse virkninger, Mason forklaret.
men primært skaber dette arbejde en meget større og mere konkret forståelse af disse effekter. For eksempel kan telomerforlængelse føre til øget kromosomaktivering og en øget risiko for kræft, forklarede Bailey., På den anden side kunne de få astronauter, der muligvis viser kortere end forventede telomerer, faktisk være i fare for hjerte-kar-sygdomme, sagde hun.
Mens du tænker på hvordan at opdage eller endda behandle sådanne alvorlige sundhedsmæssige betingelser fra Jorden i astronauter på rumstationen, månen eller endda Mars er en skræmmende opgave, disse er ting, som vi bliver nødt til at overveje, om astronauter vil være at bruge væsentligt længere tid i rummet.,
For mere fuldt ud at forstå, hvorfor ting som telomerforlængelse sker under rumflyvning, vil forskere fortsætte med at studere fænomenerne, når tiden går. Faktisk, ” vi håber at få så mange som 31 astronauter i løbet af de næste 10 år til at lave meget lignende undersøgelser,” sagde Bailey.,
og da astronaut corps bliver konstant mere forskelligartet, især med boom i kommerciel rumflyvning, vil det kun diversificere deres data yderligere og bidrage til at gøre deres resultater så godt afrundede og nyttige som muligt, når man overvejer fremtidens astronauters sundhed, tilføjede hun.
af de 29 nye papirer, 19 blev offentliggjort November. 25 på tværs af fem celle presse tidsskrifter (herunder Celle, Celle rapporter, iScience, cellesystemer og mønstre.) De 10 andre papirer, der er inkluderet i denne pakke, er enten i gennemgang eller online som forudskrifter eller artikler med tidlig adgang.,
Email Chelsea Gohd på [email protected] eller følg hende på T .itter @chelsea_gohd. Følg os på T .itter @Spacedotcom og på Facebook.