Марсианская миссия: биомедицинские проблемы и ограничения
Международная команда исследователей в сотрудничестве со специалистами NASA проанализировала работы более 200 ученых со всего мира, посвященных влиянию космической радиации и отсутствия гравитации на организм. Также в исследовании использовались биомедицинские профили пятидесяти девяти астронавтов и данные из лаборатории NASA GeneLab. На сегодняшний день это самая широкомасштабная работа в мире, изучающая влияние полетов в космос на человеческое тело.
Результаты, опубликованные в статье в журнале Cell показывают, что во время полета организм человека подвергается массированной атаке космической радиации, бьющей по всем системам организма.
Ущерб наносится в первую очередь митохондриальной системе организма, отвечающей за обеспечение энергией всех функций организма. Такие изменения ведут к цепной реакции нарушений, затрагивающей функционирование врожденного иммунитета, жировой обмен, регуляцию генов и множества других систем организма. Причем это касается не только человека, у многих живых организмов, находящихся на космической станции в качестве подопытных объектов, космический полет вызывает митохондриальный стресс.
Длительное пребывание в космосе способствует также возникновению окислительного стресса — разрушению клеток под действием свободных радикалов. Эти изменения могут оказать значительное влияние на здоровье астронавтов и даже могут иметь кумулятивный эффект, влияя на когнитивные функции космонавтов, центральную нервную систему, а также вызывают нарушения циркадных ритмов и изменения зрения.
В начале 2020 года во время космического полета был зарегистрирован первый случай венозного тромбоза, что также является следствием нарушения работы митохондрий. Подобные нарушения повышают риск инсульта и увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний в долгосрочных полетах.
Достается и опорно-двигательному аппарату — длительное пребывание в космосе вызывает дегенерацию скелетных мышц и костной структуры. На данный момент применяется ряд процедур, направленных на противодействие неблагоприятному воздействию космического полета на человеческий организм. Основная мера противодействия дегенерации опорно-двигательного аппарата — физические упражнения; космонавты на борту МКС проводят упражнения в среднем по 2 часа в день, однако после приземления все еще наблюдается значительная потеря костной и уменьшение мышечной массы. Специальные диеты для космонавтов также не слишком помогают.
В целом, существовавшие ранее подходы не годятся для сохранения здоровья и нормального функционирования космонавтов в длительном полете. Исследователи пишут, что будущее долгосрочных полетов не за диетами и физупражнениями, а за качественно новой фармакологической поддержкой здоровья космонавтов. И эта работа может послужить отличным фундаментом для разработки препаратов, защищающих отважных исследователей, которые ступят на Марс.