astronauter uthärdar strålning, viktlöshet, isolering och ett antal andra fysiska och mentala påfrestningar av rymdljus. Så vad gör dessa faror egentligen med sina kroppar?
en samling av 29 papper,varav 19 publicerades Nov. 25, har avancerat vår kunskap om hur rymdljus påverkar människokroppen längre än någonsin tidigare., Detta arbete härrör från NASA ”Tvillingar Studie,” som följde NASA-astronauten Scott Kelly år långa uppdrag i rymden ombord på den Internationella rymdstationen medan hans tvillingbror Mark Kelly, en pensionerad NASA-astronaut, fungerade som en kontroll tillbaka på Jorden.
medan tvillingarna studien var banbrytande, det bara verkligen tittat på dessa två astronauter. Med detta nya paket av papper har forskare observerat effekterna av rymdljus i 56 astronauter som har besökt rymdstationen.,
”dessa manuskript spänner över >200 utredare från dussintals akademiska, Statliga, flyg-och industrigrupper, som representerar den största uppsättningen astronautdata och rymdbiologidata som någonsin producerats, inklusive longitudinell Multi-omisk profilering, enkellimmun-och epitopkartläggning, nya strålningsmotåtgärder och detaljerade biokemiska profiler av 56 astronauter, ” ett papper som sammanfattar denna samling stater.,
relaterat: med numren: astronaut Scott Kellys year-in-space mission
med en så otrolig mängd data att arbeta med och ett så stort internationellt samarbete kunde forskare inte bara validera vad de hittade i Tvillingarna, utan utöka studien av hur rymden påverkar människokroppen till nya nivåer.
”det är ett brett spektrum av olika studier,” Colorado State University Professor Susan Bailey, som var en huvudutredare av NASA Twins-studien och en senior utredare för många av dessa papper, berättade Space.com. – herr talman!, ”Det bygger verkligen en bra grund för” vad vet vi om effekterna av lång varaktighet rymdljus på människokroppen?”Och” vad behöver vi leta efter och bekymrad över när vi går framåt?””Bailey tillade att detta kommer att bli allt viktigare som människor vågar ut till månen och längre från jorden.
medan var och en av de 29 tidningarna tar itu med en unik faktor för effekterna av rymdljus på människor, finns det en handfull stora fynd som både validerar vad som hittades i Tvillingarna studien och ytterligare forskares förståelse för dessa hälsoeffekter.,
Sex funktioner
När det gäller att studera hälsoeffekterna av rymdljus har forskare identifierat sex nyckelfaktorer som bestämmer vad som händer med en persons kropp i rymden.
”Vi föreslår att det verkligen finns sex konsekventa funktioner som vi ser om och om igen hos möss och gnagare och mänskliga ämnen och cellinjer. Och det pekar verkligen mot — vad är några av kärnfaktorerna som förmedlar hur kroppen reagerar på att vara i rymden?,”Chris Mason, docent i fysiologi och biofysik vid Weill Cornell Medicin som också var en principal investigator av Tvillingarna Studie och en senior eller co-senior investigator för många av dessa dokument, berättade Space.com.
Dessa sex funktioner inkluderar mitokondrie oregelbundenhet, oxidativ stress, fria radikaler, DNA-skador, telomerlängd, variationer i microbiomes och epigenetiska förändringar., Den första, mitokondriell dysregulering, hänvisar till hur mitokondrier (en organell som genererar det mesta av den kemiska energin i en cell eller cellens ”kraftverk”) fungerar annorlunda, vilket kan leda till hälsoproblem. Forskare upptäckte också oxidativ stress, en obalans av fria radikaler och antioxidanter i kroppen, som Bailey tror sannolikt orsakas av strålnings astronauter erfarenhet medan i rymden, sade hon., Längs dessa linjer studerade författarna till dessa papper också fria radikaler, eller instabila atomer i människokroppen som kan skada celler och leda till sjukdomar som cancer hos astronauter under rymdljus.
dessutom såg forskarna bevis på DNA-skada, vilket förväntas med den typ av strålningsexponering som astronauter uthärdar. Dessa papper visade också att astronauter under flygning har långsträckta telomerer-skyddande strukturer i ändarna av kromosomer-som krymper igen vid landning på jorden., Detta var intressant eftersom forskare med Twins-studien blev förvånade över att se Kellys telomerer förlänga i rymden och förkorta tillbaka på jorden, men med detta arbete har de visat att Kelly inte var en outlier och detta hände över hela linjen med astronauterna de studerade.
tidningarna visade också en mängd olika mikrobiom-samlingen av genetiskt material från alla mikrober i och på en mänsklig kropp — med astronauterna, vilket kan förväntas eftersom de alla är unika jordbor., Forskare studerade inte bara de olika astronautmikrobiomerna utan hur varje persons mikrober förändrades med rymdljus och miljön inuti rymdstationen. Slutligen visade den nya forskningen bevis på epigenetiska förändringar, eller förändringar i DNA: s fysiska struktur, där astronauter upplever ”genregleringsförändring” eller processen att vända gener ”på” och ”av” som celler reagerar på olika miljöer, sa Mason.,
liksom de resultat som fortsatte att visa hur telomerer förlänger under spaceflight, validerade dessa papper många av de effekter som forskare såg i Scott Kelly under Twins-studien. Men med så mycket mer data som dras från en större pool av både astronauter och andra modeller som gnagare, har forskare en bättre bild av effekterna av mänsklig rymdljus och har kunnat validera vad som hittades med Kelly.
intressant, i vissa av dessa papper, forskare validerade dessa fynd inte med fler astronauter, men genom att titta på Mount Everest klättrare., De fann att dessa klättrare har längre telomerer medan de klättrar, även om orsaken till förändringen i längd ännu inte är helt förstådd.,
relaterat: från strålning till isolering: 5 stora risker för mars astronauter (videor)
rymdbehandlingar
genom att validera tidigare studier om hälsoeffekterna av rymdljus och utöka vår förståelse för dessa extrema omständigheter på människokroppen, kan forskare börja överväga och utveckla potentiella förebyggande åtgärder, behandlingar och terapier så att framtida astronauter som spenderar ännu mer tid i rymden — oavsett om de bor i en bosättning på månen eller reser även längre bort till mars — kan också vara mer förberedd för vad som väntar.,
medan ingenjörer och forskare för närvarande arbetar på sätt att minska mängden farliga strålnings astronauter utsätts för-vilka forskare tycker är en stor faktor i många av de negativa hälsoeffekterna av rymdljus-överväger de också vilka befintliga mediciner som kan vara effektiva för att mildra dessa effekter, förklarade Mason.
men i första hand skapar detta arbete en mycket större och mer konkret förståelse för dessa effekter. Till exempel kan telomere töjning leda till ökad kromosomaktivering och en ökad risk för cancer, förklarade Bailey., På andra sidan, de få astronauter som kan visa kortare än väntat telomerer kan faktiskt vara i riskzonen för hjärt-kärlsjukdom, sade hon.
medan man tänker på hur upptäcka eller ens behandla sådana allvarliga hälsoförhållanden från jorden i astronauter på rymdstationen, är månen eller till och med Mars en skrämmande uppgift, det här är saker som vi måste överväga om astronauter kommer att spendera betydligt längre tid i rymden.,
för att mer fullständigt förstå varför saker som telomere förlängning händer under rymdljus, kommer forskare att fortsätta att studera fenomenen när tiden går vidare. Faktum är att” vi hoppas få så många som 31 astronauter under de närmaste 10 åren att göra mycket liknande studier”, sa Bailey.,
och som astronaut corps blir ständigt mer varierande, särskilt med bommen i kommersiella rymdljus, som bara kommer att ytterligare diversifiera sina data och bidra till att göra sina resultat så väl avrundade och hjälpsamma som möjligt när man överväger framtida astronauters hälsa, tillade hon.
av de 29 nya tidningarna publicerades 19 Nov. 25 över fem Cellpressjournaler (inklusive Cell, Cellrapporter, iScience, cellsystem och mönster.) De 10 andra papper som ingår i detta paket är antingen i granskning eller online som pre-prints eller early access artiklar.,
E-post Chelsea Gohd på [email protected] eller följ henne på Twitter @chelsea_gohd. Följ oss på Twitter @Spacedotcom och på Facebook.