Как космические путешествия медленно убивают иммунитет человека: что ждет астронавтов будущего
Космос — экстремальная среда, которая может подвергать астронавтов всевозможным опасностям, в том числе медицинского характера. К примеру, исследователи уже доказали, что краткосрочные и долгосрочные космические полеты отрицательно сказываются на многих физиологических функциях, в основном из-за перехода в условия микрогравитации и из нее, что вызывает перемещение жидкостей в организме.
Предыдущие исследования изучали влияние космического полета на иммунную систему организма. Даже во время миссий «Аполлон» в 1960-х и 1970-х годах было замечено, что чуть более половины астронавтов заболели простудой или другими инфекциями в течение недели после возвращения на Землю. Имея данные, свидетельствующие о том, что космические путешествия ослабляют иммунную систему, ученые из Университета Оттавы, Канада, попытались понять, что вызывает такое состояние.
Исследователи изучили экспрессию генов в белых кровяных тельцах (лейкоцитах) у 14 астронавтов, которые проживали на Международной космической станции от четырех с половиной до шести с половиной месяцев в период с 2015 по 2019 год. Образцы крови были взяты у каждого космонавта в 10 точках: один раз перед полетом, четыре раза во время полета и пять раз, когда они вернулись на Землю.
Они обнаружили 15 410 генов, дифференциально экспрессируемых в лейкоцитах, и из них идентифицировали два кластера, экспрессия которых менялась на временной шкале. Оба кластера генов в основном состояли из генов, кодирующих белки, но между ними были различия. Функция первого кластера генов была связана преимущественно с иммунитетом, а второго — с клеточными структурами и функциями.
Исследователи заметили, что первый кластер генов уменьшился, когда астронавты достигли космоса, и снова активизировался, когда они были на Земле; для второго кластера наблюдалось обратное.
«Здесь мы видим, что экспрессия многих генов, связанных с иммунными функциями, быстро снижается, когда астронавты достигают космоса, в то время как обратное происходит, когда они возвращаются на Землю после шести месяцев на борту МКС», — рассказала Одетт Ланевиль, один из авторов исследования.
Эти результаты, уверяют исследователи, указывают на то, что космические путешествия вызывают быстрое снижение силы иммунной системы.
«Более слабый иммунитет увеличивает риск инфекционных заболеваний, ограничивая способность астронавтов выполнять свои сложные миссии в космосе, — отмечает еще один соавтор Гай Трудель. — Если инфекция или состояние, связанное с иммунитетом, перерастут в тяжелое состояние, требующее медицинской помощи, астронавты, находящиеся в космосе, будут иметь ограниченный доступ к уходу, лекарствам или эвакуации».
Тем не менее, были и хорошие новости. Ученые обнаружили, что большинство генов в обоих кластерах вернулись к уровню экспрессии до полета в течение года после возвращения на Землю. Обычно это происходило в течение нескольких недель. Тем не менее, говорят исследователи, это означает, что вернувшиеся астронавты подвергаются более высокому риску заражения примерно в течение месяца после возвращения домой.
Исследователи не уверены, сколько времени потребуется иммунной системе космонавта, чтобы вернуться к полной силе, но они считают, что это, вероятно, зависит от возраста, пола, генетических различий и воздействия патогенов в детстве.
Следующим шагом исследователей будет разработка мер по предотвращению подавления иммунитета, вызванного космосом.