Рак, мутации, психика. Чем космос угрожает человеку и его телу – научное исследование

Недавно путешествия на околоземную орбиту стали доступны не только астронавтам, но и остальным людям – билет можно приобрести за $55 млн, выиграть в лотерею или получить приглашение как знаменитость. Между тем, это космическое приключение имеет свою цену. Последствия космических нагрузок могут быть катастрофическими для вашего организма в будущем.

Недавнее научное исследование, опубликованное в журнале Cells, подробно перечисляет и классифицирует эти эффекты. Liga.Tech рассказывает о том, как космос изменяет физиологию и психологию человека.

Космическая пыль, разрушающая легкие

За последние 60 с лишним лет путешествий человека в космос было проведено огромное количество исследований о том, как космос влияет на организм. Но одним из самых больших вопросов до сих пор остается проблема небесной пыли — твердых частиц в космосе — и пыли на других планетах и спутниках. Все они могут попасть в лёгкие космических путешественников.

Оценивая потенциальные риски, NASA говорит: учитывая уникальные свойства пыли Луны и других небесных тел, существует вероятность того, что это может привести к серьезным последствиям для здоровья (например, респираторным, сердечно-легочным, вреду для глаз или кожи) или повлиять на производительность экипажа во время миссий на небесных телах.

В статье для Cells исследователи называют внеземную пыль потенциально самой большой проблемой для длительных космических полетов. Ученые настаивают, что необходимо определить долгосрочные последствия воздействия внеземной пыли на организм человека и разработать возможные контрмеры, среди которых специализированные маски для лица.

Повышенный риск развития рака

Недавние исследования показали, что космическое излучение может вызвать мутацию ДНК, что, в свою очередь, повышает риск развития рака у астронавтов.

Школа медицины Икан больницы Маунт-Синай в Нью-Йорке обнаружила 34 разных мутации во время секвенирования геномов астронавтов NASA. Как отмечалось в пресс-релизе "самые частые мутации происходили в TP53, гене, вырабатывающем белок, подавляющий опухоль, и DNMT3A, одном из наиболее часто мутированных генов при остром миелоидном лейкозе".

В Cells говорят, что эти эффекты следует исследовать дополнительно. Это особенно важно для людей с определенным генотипом и фенотипом, которые могут быть более чувствительны к воздействию радиации.

Активация латентных вирусов

Исследования, проведенные за последнее десятилетие, обнаружили, что среда микрогравитации может не только оказать вредное влияние на иммунную систему, но и активировать латентные вирусы.

В частности, ученые упоминают тенденцию космических полетов активировать вирус Эпштейна-Барр, вирус герпеса, вызывающий мононуклеоз. Еще в 2012 году медицинские исследователи из Техасского университета определили, что вирус "реактивируется во время космического полета, при этом выделение EBV в слюне увеличивается в десять раз, чем до и после полета".

Ученые также пишут, что встречающиеся в космической среде бактерии оказались более устойчивыми к антибиотикам и более вредными в целом по сравнению с бактериями, встречающимися на Земле. "Это в дополнение к угрозе новых видов бактерий, которые мы еще не обнаружили", говорят исследователи.

Беременность в космосе под официальным запретом

Пока нет никаких на практике подтвержденных данных о возможности зачатия и успешной беременности в космосе. Официальная политика NASA запрещает секс и зачатие на орбите. Конкретная причина опять же состоит в том, что агентство не может гарантировать здоровье и невредимость нерожденного плода в космической среде.

"С анатомической и биологической точки зрения нет известных препятствий для зачатия человека в космосе", – говорит эксперт по космической медицине Baylor Дженнифер Фогарти. Но есть "серьезные опасения", что микрогравитация и радиация могут повредить или даже умертвить плод.

Эксперименты показали "ограниченный успех" с потомством беспозвоночных и насекомых, однако млекопитающие не зачали в космосе детей, которые могли бы выжить на Земле. И это также свидетельствует о том, что в целом космос достаточно враждебен для организма человека.

Проблемы с психическим здоровьем

Скотт Келли, ныне астронавт NASA в отставке, провел в космосе 340 дней. Позже он признался, что в течение этого времени ему пришлось преодолевать физические, когнитивные и эмоциональные проблемы социальной изоляции.

Если NASA удастся осуществить свой план и отправить людей на Марс в 2030-х годах, участникам миссии придется преодолевать еще большие вызовы. Согласно планам агентства, миссия продлится более 900 дней – 210, чтобы добраться до Марса, 496 они проведут там, и еще 210 понадобится, чтобы вернуться. Это большая нагрузка для человеческой психики.

"Им нужно будет адаптироваться к очень сложной среде, где они будут изолированы, будут сталкиваться с тяжелой рабочей нагрузкой, будут вдали от друзей и семьи, не смогут дышать свежим воздухом или даже есть свежую пищу", – рассказывает Джимми Ву, старший биомедицинский инженер Translational Research Institute для Space Health (TRISH).

Это может привести к тревожности или депрессии. Кроме того, есть такие факторы, как микрогравитация, радиация или углекислый газ, которые также могут ослабить нейроповедение и производительность астронавтов.

Способен ли организм адаптироваться к вызовам космоса

То, что Скотт Келли провел в космосе почти год, позволило изучить влияние долгосрочных космических путешествий на здоровье. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Circulation, за это время масса его сердца уменьшилась примерно на 27%. Это звучит тревожно, но в то же время отражает то, насколько адаптивно человеческое сердце, объясняет автор исследования Бенджамин Левин, профессор внутренней медицины Юго-Западного медицинского центра Техасского университета.

На Земле сердцу приходится качать кровь достаточно сильно, чтобы двигать ее вверх, тогда как сила тяготения тянет ее вниз. Но в условиях невесомости орбиты гравитация больше не является фактором и сердце уменьшается до соответствующего размера. Через некоторое время после возвращения на Землю и увольнения из NASA Келли рассказал New York Times, что его тело восстановилось после изменений, которые он претерпел во время космического путешествия.

Подписывайтесь на LIGA.Tech в Telegram: главные новости мира технологий

NASA также ищет способ предотвратить проблемы со здоровьем экипажа своих миссий. Для этого агентство сотрудничает с Translational Research Institute for Space Health. Вместе они ищут новые технологии, которые помогут астронавтам оставаться ментально и физически здоровыми во время пребывания в космосе.

Поведенческие условия прогнозируют с помощью машинного обучения, а затем адаптируют возможности "земной" медицины к космическим условиям. Среди находок, которые помогут сохранить здоровье, а значит и эффективность астронавтов – переносной монитор здоровья, оборудование для улучшения сна и даже лазер для повышения работоспособности.