Жизнь на орбите: угрозы и возможности

Букет космических недугов

Синдром космической адаптации с тошнотой, головной болью и общим дискомфортом, недостаток кислорода, сквозняки от кондиционеров и пыль на станции – для космонавтов только «цветочки». Ученые давно доказали, что длительное пребывание в космосе чревато гораздо более серьезными последствиями для здоровья.

В космосе сокращается мышечная масса и костная ткань, возникают проблемы с сердцем и сосудами, развивается анемия, увеличивается риск инфекций, активизируются спящие вирусы, плохо заживают раны. Кроме того, нарушается отток жидкости, и это провоцирует отеки тканей, появляются проблемы со сном и зрением по причине отека оптического диска, повышается риск мочекаменной болезни. Вот далеко не полный список осложнений, сопровождающих космические командировки.

Причем вышеперечисленными проблемами страдают специально отобранные космонавты, прошедшие многолетние тренировки. Космические туристы рискуют намного больше.

Недавние исследования Мичиганского университета обнаружили еще одну проблему: состояние невесомости изменяет форму мозга и способно повлиять на объем серого вещества в разных его отделах с непредсказуемыми последствиями. Не первый год врачи настойчиво обсуждают воздействие космической радиации на ДНК и опасаются, что пребывание в космосе может спровоцировать онкологические заболевания.

В начале 2018 года российские ученые опубликовали в журнале «Авиакосмическая и экологическая медицина» исследование на тему «Дозовые нагрузки и суммарный радиационный риск для космонавтов при длительных полетах». По результатам анализа среднесуточной поглощенной дозы на орбитальных станциях за 30 лет выяснилось, что космонавты за всю карьеру могут совершить максимум 3–4 годовых полета. А как же быть с продолжительными путешествиями к другим планетам и за пределы нашей галактики? Кто будет воплощать амбициозные планы по промышленному освоению Луны и создавать космические поселения? Вопросов пока намного больше, чем ответов.  

Мутация вместо омоложения

В январе 2017 года на конференции в Техасе ученые доложили о результатах исследовательского проекта NASA Twins Study с участием двух астронавтов-близнецов Марка и Скотта Келли. Скотт отправится на Международную космическую станцию почти на год, а его брат все это время провел на Земле, и оба постоянно находились под наблюдением врачей. Эксперимент с близнецами позволил определить, какие изменения в организме обусловлены исключительно космосом, а не врожденными или наследственными факторами. Выводы ученых однозначны: длительное пребывание в космическом пространстве воздействует на ДНК.

У астронавта, вернувшегося из полета, необъяснимым образом удлинились теломеры – концевые участки хромосом. Обычно в течение жизни эти генетические структуры лишь укорачиваются, что принято считать одним из признаков старения организма. Однако об эффекте «космического омоложения» говорить рано: увеличение продолжительности жизни клетки вовсе не гарантирует сохранение стабильного генома.

Наоборот, накопление мутаций в итоге может привести к злокачественному перерождению клеток. Специалисты зафиксировали у космического путешественника модификацию молекулы ДНК и экспрессию генов – процесс, при котором преобразуется наследственная информация. Правда, все изменения оказались обратимыми и исчезли после возвращения на Землю.

Непредсказуемые реакции и вирусы

В бортовой аптечке космонавтов сейчас есть лекарства, хорошо зарекомендовавшие себя в традиционной земной медицине, но существуют свидетельства, что эффективность этих лекарств снижается после длительного пребывания в космосе. Еще одна угроза – непредсказуемая реакция организма на применение казалось бы знакомых препаратов. Уже известно, что бактерии в теле покорителей космоса ведут себя иначе, чем у землян, и это чревато совершенно неожиданными заболеваниями при отсутствии какой-либо научной терапии.

Сегодня 263 вируса, которые циркулируют среди людей, составляют меньше одной десятой доли процента всего, что потенциально может спровоцировать инфекцию. Выявлению возможных, еще не зафиксированных у человека заболеваний должен способствовать Global Virome Project по снижению риска будущих вирусных вспышек.

Общеизвестные переносчики человеческих инфекций, индийская летучая лисица и макак-резус, помогли ученым определить, что до сих пор не обнаружены 1 млн 670 тыс. вирусов, а 827 тыс. могут оказаться опасными для человека. Идея международного проекта Global Virome появилась в 2016 году, уже стартовали исследования «в полях», в ближайшие 10 лет с помощью животных предполагается идентифицировать до 70% потенциальных угроз и выработать возможные меры защиты.

Однако остается только догадываться, как эти известные и неизвестные вирусы поведут себя во время длительных космических путешествий. 

Как завещал Парацельс

Все в разных дозах может быть и ядом, и лекарством – бессмертную идею швейцарского врача Парацельса в очередной раз подтверждает космическое пространство. Микрогравитация становится причиной серьезных проблем со здоровьем, но она же помогает создавать принципиально новые лекарства.

Давно известно, что выращивать кристаллы белков в космосе намного эффективнее, чем на Земле: они растут активнее, быстрее и превосходят обычные не только по размеру, но и по чистоте. В земных условиях более тяжелые структуры стремятся вниз, а более легкие наверх, и это препятствует образованию чистых кристаллов.

Выращенные на космических станциях более правильные, чистые и однородные кристаллы уже сегодня активно используют в медицинских экспериментах и для создания новых лекарств, в дальнейшем этот процесс планируют поставить на коммерческий поток. В 2017 году на международной космической станции, к примеру, вырастили кристаллы ацетилхолинэстеразы, которые невозможно синтезировать на Земле. Ученые утверждают, что это вещество может стать противоядием при отравлении нервно-паралитическими газами, а космос – лучшей лабораторией для противодействия химическим атакам на Земле.

Спросите эксперта