Astronauter holde ut stråling, vektløshet, isolasjon og en rekke andre fysiske og psykiske påkjenninger i romfart. Så hva gjør disse farer som faktisk kan gjøre for kroppen?
En samling av 29 aviser,19 av disse ble utgitt Nov. 25, har avansert kunnskap om hvordan romfart påvirker den menneskelige kroppen lenger enn noen gang før., Dette arbeidet stammer fra NASA «Tvillinger Studie,» som fulgte NASA astronaut Scott Kelly ett år langt oppdrag i verdensrommet ombord på den Internasjonale romstasjonen mens hans tvillingbror Mark Kelly, en pensjonert NASA-astronaut, fungerte som en kontroll tilbake på Jorden.
Mens Tvillingene Studien var banebrytende, er det egentlig bare så på disse to astronauter. Med denne nye pakken av papir, forskere har observert effekter av romfart, i 56 astronauter som har vært på romstasjonen.,
«Disse manuskripter span >200 etterforskere fra dusinvis av akademiske, offentlige myndigheter, luftfart og industri grupper, som representerer den største satt av astronaut data og plass biologi data som noensinne er produsert, inkludert langsgående multi-omic profilering, encellede immunsystemet og epitope kartlegging, roman stråling mottiltak, og detaljert biokjemiske profiler av 56 astronauter,» et papir på å oppsummere denne samlingen stater.,
i Slekt: Ved tall: astronaut Scott Kelly år-i-plass oppgave
Med en utrolig kroppen av data å jobbe med, og et stort, internasjonalt samarbeid, forskere var i stand til ikke bare å validere hva de fant i Tvillingene Studie, men utvide studiet av hvordan rommet påvirker den menneskelige kroppen til nye nivåer.
«Det er et bredt spekter av ulike studier,» Colorado State University Professor Susan Bailey, som var rektor etterforsker av NASA Tvillinger Studie og en senior etterforsker for mange av disse bøkene, fortalt Space.com., «Det er virkelig bygge en stor grunnlaget for» hva vet vi om virkninger av lang varighet romfart på menneskekroppen?’Og ‘hva trenger vi å være ute for og opptatt som vi gå frem?'» Bailey la til at dette vil bli stadig viktigere som mennesker går ut til månen og lenger bort fra Jorden.
Mens hver av de 29 papir som takler en unik faktor av effekter av bemannet romfart på mennesker, det er en håndfull av de viktigste funnene at både validere hva som ble funnet i Tvillingene Studien og videre forskernes forståelse av disse helsemessige effekter.,
Seks funksjoner
Når det kommer til å studere helseeffekter av romfart, forskere har identifisert seks viktige faktorer som avgjør hva som skjer med kroppen til en person på plass.
«Vi foreslår at det virkelig er seks konsekvent funksjoner som vi ser igjen og igjen i mus og gnagere og menneskelige motiver og cellelinjer. Og det er virkelig poeng mot — hva er noen av de viktigste faktorer som megle hvordan kroppen reagerer på å være i verdensrommet?,»Chris Mason, en professor i fysiologi og biofysikk ved Weill Cornell Medisinen som også var rektor etterforsker av Tvillingene Studie og en senior eller co-senior etterforsker for mange av disse bøkene, fortalt Space.com.
Disse seks funksjoner inkluderer mitokondrie dysregulation, oksidativt stress og frie radikaler, DNA skader, telomere lengde, variasjoner i microbiomes og epigenetisk endringer., Den første, mitokondrie dysregulation, refererer til hvordan mitokondriene (en organell som genererer det meste av den kjemiske energien i en celle, eller «powerhouse av cellen») fungerer annerledes, noe som kan føre til helsemessige problemer. Forskerne oppdaget også oksidativt stress, en ubalanse av frie radikaler og antioksidanter i kroppen, som Bailey mener er sannsynligvis forårsaket av stråling astronauter opplevelse mens på plass, sa hun., Langs disse linjene, forfatterne av disse bøkene også studerte frie radikaler, eller ustabile atomer i kroppen som kan skade celler og føre til sykdommer som kreft i astronauter under romfart.
i Tillegg, forskere så tegn på DNA-skade, som er forventet med den type stråling som astronauter holde ut. Disse papirene viste også at astronauter i flukt har langstrakt telomeres — beskyttende strukturer i endene av kromosomene — som krympe igjen etter landing på Jorden., Dette var interessant fordi forskere med Tvillinger Studien ble overrasket over å se Kelly ‘ s telomeres forlenge i verdensrommet og forkorte tilbake på Jorden, men med dette arbeidet som de har vist at Kelly var ikke en outlier og dette skjedde over hele linja med astronauter de har studert.
papirene viste også en rekke microbiomes — innsamling av genetisk materiale fra alle mikrober i og på kroppen — med astronauter, som er å være forventet, fordi de er alle unike Earthlings., Forskerne studerte ikke bare den utvalg av astronaut microbiomes men hvordan hver enkelt persons mikrober ble endret med romfart og miljø inne på romstasjonen. Til slutt, ny forskning viste bevis på epigenetisk endringer, eller endringer i den fysiske strukturen av DNA, der astronautene opplever «gene regulation endre,» eller prosessen med å slå på gener «på» og «av» – celler som reagerer på forskjellige miljøer, Mason sa.,
Som de funn som fortsatte å vise hvordan telomeres forlenge under romfart, disse papirene validert mange av effektene som forskere så i Scott Kelly under Tvillinger Studie. Men, med så mye mer data hentes fra en større pool av både astronautene og andre modeller som gnagere, forskere har et bedre bilde av effekten av bemannet romfart og har vært i stand til å bekrefte det som ble funnet med Kelly.
det er Interessant at i noen av disse papirene, forskere bekreftet disse funnene ikke med mer astronauter, men ved å se på Mount Everest klatrere., De fant at disse klatrere har lengre telomeres mens de er klatring, selv om årsaken til endringen i lengden er ennå ikke fullt ut forstått.,
i Slekt: Fra stråling til isolasjon: 5 store sjanser for mars astronauter (videoer)
Plass behandlinger
Ved å validere tidligere studier på helseeffekter av romfart og utvide vår forståelse av disse ekstreme forholdene på kroppen, forskere kan begynne å vurdere og utvikle potensielle forebyggende tiltak, behandlinger og terapier, slik at fremtidige astronauter som tilbringer enda mer tid i verdensrommet — om de lever i en bosetting på månen eller reiser enda lenger bort til Mars — kan også være mer forberedt på hva du kan forvente.,
Mens ingeniører og forskere jobber på måter å redusere mengden av farlig stråling astronauter er utsatt for — som forskere tror er en stor faktor i mange av de negative helseeffekter av romfart — de er også vurderer hva eksisterende medisiner kan være effektiv i behandling av slike effekter, Mason forklart.
Men, først og fremst, dette arbeidet skaper et mye større og mer konkret forståelse av disse effektene. For eksempel, telomere tøyelighet kan føre til økt kromosom aktivering og økt risiko for kreft, Bailey forklart., På den andre siden, de få astronauter som kan vise kortere enn forventet telomeres faktisk kunne være i risiko for hjerte-og karsykdommer, sier hun.
Mens du tenker på hvordan oppdager det eller selv behandle slike alvorlige helsemessige forhold fra Jorden i astronautene på romstasjonen, månen eller Mars er en krevende oppgave, dette er ting som vi trenger for å vurdere om astronautene kommer til å bruke betydelig lengre perioder av gangen i verdensrommet.,
for Å få en mer fullstendig forståelse av hvorfor ting som telomere forlengelse skje under romfart, forskere vil fortsette å studere fenomener som tiden går. Faktisk, «vi håper å få så mange som 31 astronauter i løpet av de neste 10 årene for å gjøre svært lignende studier,» sa Bailey.,
Og som astronaut korps blir stadig mer mangfoldig, spesielt med boom i kommersielle romfart, som bare vil videre fordele sine data og bidra til å gjøre sine funn som godt avrundet og nyttig som mulig når de vurderer helsen til fremtidige astronauter, la hun til.
Av 29 nye papirer, 19 ble utgitt Nov. 25 over fem Celle Trykk tidsskrifter (inkludert Celle, Celle Rapporter, iScience, Celle-Systemer og Mønstre.) 10 andre papirer som inngår i denne pakken, er enten i gjennomgang eller online som pre-utskrifter eller tidlig tilgang artikler.,
E-post Chelsea Gohd på [email protected] eller følg henne på Twitter @chelsea_gohd. Følg oss på Twitter @Spacedotcom og på Facebook.