Astronauten ertragen Strahlung, Schwerelosigkeit, Isolation und eine Reihe anderer körperlicher und geistiger Belastungen der Raumfahrt. Was machen diese Gefahren eigentlich mit ihrem Körper?
Eine Sammlung von 29 Papieren, von denen 19 Nov. 25, hat unser Wissen darüber erweitert, wie Raumfahrt den menschlichen Körper weiter als je zuvor beeinflusst., Diese Arbeit stammt aus der „Twins Study“ der NASA, Die der einjährigen Mission des NASA-Astronauten Scott Kelly an Bord der Internationalen Raumstation folgte, während sein Zwillingsbruder Mark Kelly, ein pensionierter NASA-Astronaut, diente als Kontrolle zurück auf der Erde.
Während die Zwillingsstudie bahnbrechend war, betrachtete sie nur diese beiden Astronauten. Mit diesem neuen Paket von Papieren haben Wissenschaftler die Auswirkungen der Raumfahrt in 56 Astronauten beobachtet, die die Raumstation besucht haben.,
„Diese Manuskripte span >200 Ermittler aus Dutzenden von wissenschaftlichen, Regierung, Luft-und Raumfahrt, der Industrie, die die größte Gruppe von Astronauten Daten und weltraumbiologie Daten, die jemals produziert wurden, darunter längs-multi-omic profiling, single-cell immun-und Epitop-mapping, Roman Strahlung Gegenmaßnahmen, und die detaillierten biochemischen profile von 56-Astronauten“ eine Zusammenfassung dieser Sammlung Staaten.,
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Mit solch einer unglaublichen Datenmenge und einer so großen, internationalen Zusammenarbeit konnten Wissenschaftler nicht nur validieren, was sie in der Twins-Studie gefunden haben, sondern die Studie darüber, wie sich der Weltraum auf den menschlichen Körper auswirkt, auf neue Ebenen ausweiten.
„Es ist eine breite Palette verschiedener Studien“, sagte Susan Bailey, Professorin an der Colorado State University, die Hauptforscherin der NASA Twins-Studie und leitende Forscherin für viele dieser Arbeiten war Space.com., „Es baut wirklich eine großartige Grundlage für‘ Was wissen wir über die Auswirkungen der Raumfahrt von langer Dauer auf den menschlichen Körper?“Und“ was müssen wir suchen und besorgt über, wie wir vorwärts gehen?“Bailey fügte hinzu, dass dies immer wichtiger wird, wie Menschen auf den Mond wagen und weiter von der Erde.
Während jedes der 29 Papiere einen einzigartigen Faktor für die Auswirkungen der Raumfahrt auf den Menschen behandelt, gibt es eine Handvoll wichtiger Ergebnisse, die sowohl das bestätigen, was in der Twins-Studie gefunden wurde, als auch das Verständnis der Wissenschaftler für diese gesundheitlichen Auswirkungen.,
Sechs Merkmale
Bei der Untersuchung der gesundheitlichen Auswirkungen der Raumfahrt haben Forscher sechs Schlüsselfaktoren identifiziert, die bestimmen, was mit dem Körper einer Person im Weltraum passiert.
“ Wir schlagen vor, dass es wirklich sechs konsistente Merkmale gibt, die wir immer wieder bei Mäusen und Nagetieren sowie menschlichen Subjekten und Zelllinien sehen. Und das zeigt wirklich auf — was sind einige der Kernfaktoren, die vermitteln, wie der Körper auf das Sein im Raum reagiert?,“Chris Mason, Associate Professor für Physiologie und Biophysik an der Weill Cornell Medicine, der auch ein Principal Investigator der Twins-Studie und ein Senior oder Co-Senior Investigator für viele dieser Papiere war, sagte Space.com.
Zu diesen sechs Merkmalen gehören mitochondriale Dysregulation, oxidativer Stress, freie Radikale, DNA-Schäden, Telomerlänge, Variationen der Mikrobiome und epigenetische Veränderungen., Die erste, mitochondriale Dysregulation, bezieht sich darauf, wie Mitochondrien (eine Organelle, die den größten Teil der chemischen Energie in einer Zelle oder dem „Kraftpaket der Zelle“ erzeugt) unterschiedlich funktionieren, was zu gesundheitlichen Problemen führen kann. Wissenschaftler stellten auch oxidativen Stress fest, ein Ungleichgewicht zwischen freien Radikalen und Antioxidantien im Körper, von dem Bailey glaubt, dass er wahrscheinlich durch die Strahlung verursacht wird, die Astronauten im Weltraum erleben, sagte sie., In diesem Sinne untersuchten die Autoren dieser Artikel auch freie Radikale oder instabile Atome im menschlichen Körper, die Zellen schädigen und während der Raumfahrt zu Krankheiten wie Krebs bei Astronauten führen könnten.
Zusätzlich sahen die Forscher Hinweise auf DNA-Schäden, die mit der Art der Strahlenexposition, die Astronauten ertragen, zu erwarten sind. Diese Papiere zeigten auch, dass Astronauten im Flug längliche Telomere haben-schützende Strukturen an den Enden der Chromosomen -, die bei der Landung auf der Erde wieder schrumpfen., Dies war interessant, weil Forscher mit der Twins-Studie überrascht waren, Kellys Telomere im Weltraum verlängern und auf der Erde verkürzen zu sehen, aber mit dieser Arbeit haben sie gezeigt, dass Kelly kein Ausreißer war und dies geschah auf der ganzen Linie mit den Astronauten, die sie studierten.
Die Papiere zeigten auch eine Vielzahl von Mikrobiomen — die Sammlung von genetischem Material von allen Mikroben in und an einem menschlichen Körper-mit den Astronauten, was zu erwarten ist, weil sie alle einzigartige Erdlinge sind., Die Forscher untersuchten nicht nur die Vielfalt der Astronautenmikrobiome, sondern auch, wie die Mikroben jeder Person mit der Raumfahrt und der Umgebung innerhalb der Raumstation verändert wurden. Schließlich zeigte die neue Forschung Hinweise auf epigenetische Veränderungen oder Veränderungen der physikalischen Struktur der DNA, bei denen Astronauten eine „Veränderung der Genregulation“ oder den Prozess des Ein-und Ausschaltens von Genen erfahren, wenn Zellen auf verschiedene Umgebungen reagieren, sagte Mason.,
Wie die Ergebnisse, die weiterhin zeigen, wie sich Telomere während der Raumfahrt verlängern, validierten diese Papiere viele der Effekte, die Forscher während der Twins-Studie in Scott Kelly sahen. Aber mit so viel mehr Daten, die aus einem größeren Pool von Astronauten und anderen Modellen wie Nagetieren gewonnen wurden, haben Forscher ein besseres Bild von den Auswirkungen der menschlichen Raumfahrt und konnten bestätigen, was mit Kelly gefunden wurde.
Interessanterweise validierten Forscher diese Ergebnisse in einigen dieser Artikel nicht mit mehr Astronauten, sondern mit Blick auf Mount Everest-Kletterer., Sie fanden heraus, dass diese Kletterer beim Klettern längere Telomere haben, obwohl der Grund für die Längenänderung noch nicht vollständig verstanden ist.,
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Weltraumbehandlungen
Durch die Validierung früherer Studien zu den gesundheitlichen Auswirkungen der Raumfahrt und die Erweiterung unseres Verständnisses dieser extremen Umstände auf den menschlichen Körper können Wissenschaftler damit beginnen, potenzielle vorbeugende Maßnahmen, Behandlungen und Therapien zu berücksichtigen und zu entwickeln, damit zukünftige Astronauten, die noch mehr Zeit im Weltraum verbringen — egal ob sie in einer Siedlung auf dem Mond leben oder sogar weiter weg zum Mars-kann auch besser auf das vorbereitet sein, was zu erwarten ist.,
Während Ingenieure und Wissenschaftler derzeit an Möglichkeiten arbeiten, die Menge gefährlicher Strahlung zu verringern, der Astronauten ausgesetzt sind — was Wissenschaftler für einen großen Faktor für viele der negativen gesundheitlichen Auswirkungen der Raumfahrt halten—, überlegen sie auch, welche vorhandenen Medikamente diese Effekte wirksam mildern könnten, erklärte Mason.
Aber in erster Linie schafft diese Arbeit ein viel größeres und konkreteres Verständnis dieser Effekte. Zum Beispiel kann die Telomerdehnung zu einer erhöhten Chromosomenaktivierung und einem erhöhten Krebsrisiko führen, erklärte Bailey., Auf der anderen Seite könnten die wenigen Astronauten, die möglicherweise kürzer als erwartet Telomere zeigen, tatsächlich ein Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen haben, sagte sie.
Wenn wir darüber nachdenken, wie das Erkennen oder sogar Behandeln solcher schwerwiegenden Gesundheitszustände von der Erde bei Astronauten auf der Raumstation, dem Mond oder sogar dem Mars eine entmutigende Aufgabe ist, müssen wir berücksichtigen, ob Astronauten deutlich längere Zeit im Weltraum verbringen werden.,
Um besser zu verstehen, warum Dinge wie die Telomerdehnung während der Raumfahrt passieren, werden die Forscher die Phänomene im Laufe der Zeit weiter untersuchen. Tatsächlich „hoffen wir, in den nächsten 10 Jahren bis zu 31 Astronauten dazu zu bringen, sehr ähnliche Studien durchzuführen“, sagte Bailey.,
Und da das Astronautenkorps immer vielfältiger wird, insbesondere mit dem Boom in der kommerziellen Raumfahrt, wird dies ihre Daten nur weiter diversifizieren und dazu beitragen, ihre Ergebnisse so gut wie möglich und hilfreich wie möglich zu machen, wenn man die Gesundheit zukünftiger Astronauten berücksichtigt, fügte sie hinzu.
Von den 29 neuen Papieren wurden 19 Nov. 25 über fünf Cell Press Zeitschriften (einschließlich Zelle, Zelle Berichte, iScience, Zellsysteme und Muster.) Die anderen 10 Papiere in diesem Paket enthalten sind entweder abgeben oder online als pre-prints oder early-access-Artikeln.,
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