Люди впервые отправились в космос в 1961 году, но даже спустя полвека остались вопросы о том, как космический полет влияет на организм человека. В новом исследовании ученые пришли к молекулярному уровню, чтобы лучше понять, почему невесомость вызывает изменения в организме.
Согласно исследованию, ряд влияний был зафиксирован у нескольких людей, которые испытали космический полет, включая изменения в метаболизме тела, регуляции температуры, мышечного тонуса и иммунной системы, но механизмы, регулирующие эти изменения, до сих пор не полностью поняты.
Ответ, однако, может находиться в одном из блоков тела: белки.
В новом исследовании, опубликованном 15 августа в журнале Scientific Reports, исследователи из Канады и России обнаружили, что космический полет снизил концентрацию определенных белков в организме, и некоторые из этих белков, по-видимому, медленнее возвращались к уровням их перед полетом чем другие.
Глядя на различия в концентрациях белка, это один из способов понять некоторые из больших изменений, которые происходят в организме во время космического полета. Например, исследователи обнаружили, что почти все белки, которые были затронуты космическим полетом, были связаны с несколькими процессами в организме, включая метаболизм жиров, свертывание крови и иммунитет.
Например, ученые обнаружили, что «в невесомости иммунная система действует так же, как и когда организм инфицирован, потому что человеческое тело не знает, что делать, и пытается включить все возможные системы защиты», — говорит старший автор-автор Евгений Николаев, профессор химической физики Института науки и технологий им. Сколково в России.
Для изучения эффектов космического полета на белки в организме ученые взяли три образца крови от каждого из 18 российских космонавтов до и после длительных поездок на Международную космическую станцию. Первый образец был взят за 30 дней до миссии, второй образец был взят сразу же после возвращения космонавта на Землю, и окончательный образец был взят через семь дней после этого. В будущих исследованиях Николаев отметил, что космонавты могут брать образцы крови, находясь на орбите, чтобы дать более точные сведения о том, как изменяется концентрация белка.
Ученые использовали масс-спектрометр для анализа концентраций 125 различных белков в плазме крови космонавтов. (Масс-спектроскопия — это метод, используемый для оценки различных масс в данном образце).
Согласно исследованию, только 19 из 125 проанализированных белков были обнаружены в разных концентрациях как сразу после, так и через семь дней после возвращения космонавтов на Землю по сравнению с уровнями перед космическим полетом. Концентрации нескольких белков, например, были ниже сразу после космического полета, но в течение семи дней возвращались к уровням до космического полета. Возможно, изменения в концентрациях в этих случаях были связаны с окончательной стадией полета, которая включает в себя эмоциональный стресс приземления, отмечают исследователи.
Было обнаружено, что другая группа белков находилась в одинаковых концентрациях сразу после посадки, но затем либо увеличивалась, либо уменьшалась в последующие дни. Согласно данным исследования, эти изменения могут отражать то, как организм перетекает в гравитацию Земли после космического полета.
Два из белков, которые участвуют в транспортировке жира и железа через кровь, были на значительно более низком уровне как сразу после возвращения космонавтов из космоса, так 7 дней после. Эти затяжные изменения свидетельствуют о том, что организм совершил определенные адаптации для борьбы с космическим полетом, пишут исследователи.
