Организм космонавтов, долгое время выполняющих миссию на МКС, теряет способность сопротивляться заболеваниям, выяснили ученые. Как влияет состояние невесомости на здоровье человека, рассказывает отдел науки «Газеты.Ru».
Иммунитет — это способность организма оказывать сопротивление вторжению чужеродных организмов. Иммунная система представляет собой весьма сложный объект: она состоит из нескольких внутренних органов (красного костного мозга, тимуса, который расположен в верхней части грудной клетки), лимфатических узлов и селезенки. Все эти органы выделяют большое количество специализированных клеток (лимфоцитов, эозинофилов, нейтрофилов и других), которые находят чужеродный микроорганизм или клетку и начинают его атаковать.
Выполнение основных функций приобретенного иммунитета возложено на лимфоциты, которые делятся на два типа: Т-лимфоциты и В-лимфоциты.
Т-лимфоциты обладают очень широким спектром действия (усиливают иммунный ответ, уничтожают поврежденные клетки собственного организма, активируют В-лимфоциты и другие типы активных клеток иммунной системы).
Группа ученых под руководством Брайана Крушиана из Космического центра NASA им. Линдона Джонсона решила выяснить, как длительное пребывание в космосе отражается на функционировании иммунной системы человека. Ранее подобных исследований никогда не проводилось: специалисты располагали информацией лишь о том, как от болезней защищается организм человека, который провел в космосе небольшой по продолжительности период времени. Результаты работы ученых были опубликованы в журнале NPJ Microgravity.
В исследовании приняли участие 23 космонавта (18 мужчин и 5 женщин), работавших на Международной космической станции, средний возраст участников составлял 53 года. Шестнадцать космонавтов прибыли на МКС на российских космических кораблях «Союз» и провели в космосе около полугода. Оставшиеся семь человек были доставлены на МКС американскими шаттлами. Миссии пятерых космонавтов продолжались более ста дней, двоих — менее двух месяцев.
У всех испытуемых ученые перед полетом (за 180 и за 45 дней до него) брали кровь для анализа и выясняли, какое количество клеток, отвечающих за работу иммунной системы, в ней вырабатывается.
Те космонавты, которые проводили на МКС около полугода, брали у себя кровь еще три раза: спустя две недели после прибытия, на второй-третий месяц пребывания на станции и в конце миссии.
Эти образцы крови были доставлены на Землю и также исследованы специалистами из Космического центра им. Линдона Джонсона.
В результате работы выяснилось, что иммунная система людей, пребывавших в состоянии невесомости около шести месяцев, работает гораздо хуже, чем у остальных:
ее способность вырабатывать Т-лимфоциты была значительно снижена, уровень лейкоцитов нарушен, а способность распознавать чужеродные микроорганизмы и клетки находилась в подавленном состоянии.
Ученые утверждают, что результаты их работы означают: длительное пребывание в космосе значительно ослабляет иммунитет организма, что может создавать дополнительные сложности и проблемы с пребыванием на орбите. Стоит отметить, что после возвращения человека на Землю работа иммунитета восстанавливается не сразу, о чем говорят анализы образцов крови, взятых сразу после приземления и спустя месяц жизни на Земле.
Пока исследователи не могут назвать точных причин ослабления иммунитета: это может быть и общий стресс, полученный организмом при перелете на МКС, и нарушенная работа биологических часов организма, и пребывание в состоянии невесомости.
Ранее ученые уже выяснили, как невесомость сказывается на состоянии кожи живых организмов — статья была опубликована в том же журнале NPG Microgravity. Из-за того, что космонавты жаловались на сухость и зуд кожи, решено было отправить на орбиту мышей и вернуть их на Землю 91 день спустя, после чего проанализировать состояние кожи грызунов. Надо сказать, что участвовавшие в эксперименте грызуны стали первыми в мире живыми существами — за исключением человека, конечно, — которые провели в невесомости столь длительное время.
Шесть лабораторных мышей были доставлены на Международную космическую станцию при помощи шаттла Discovery. После возвращения ученые обследовали их кожу и выяснили: за три месяца пребывания в космосе
она стала существенно тоньше (на 15%), а шерсть стала расти по-другому.
(Волосяные фолликулы мышей-космонавтов находились в активной стадии работы, в то время как их функционирование в тот период времени должно было быть замедленны.) Изменения затронули работу генов, которые отвечали за работу фолликулов. Кроме того, исследователи выяснили, что кожа грызунов стала вырабатывать на 42% коллагена больше, чем кожный покров «земных» мышей.
Мыши помогли исследователям понять и то, почему в космосе у людей ухудшается зрение: соответствующая работа была проделана американскими и российскими исследователями, а главными участниками эксперимента стали грызуны, которые провели в космосе 30 дней на российском космическом аппарате «Бион-М» №1. Результаты были опубликованы в The Journal of Applied Physiology.
Космонавты, проводящие в условиях невесомости короткие сроки, жалуются на возникающие проблемы со зрением — которые, впрочем, исчезают после возвращения на Землю. Однако, если пребывание на орбите было длительным, самостоятельно зрение не восстанавливается. Ведущий автор исследования Майкл Делп комментирует: «Когда астронавты отправляются в космос, они готовы жертвовать ради этого своим физическим здоровьем. Однако рисковать зрением обычно хотят немногие».
После возращения «Биона-М» мыши были доставлены в Институт медико-биологических проблем РАН, где команда ученых, возглавляемая Ольгой Тарасовой и Ольгой Виноградовой, начала детальное обследование состояния их здоровья. В результате работы выяснилось, что проблемы со зрением возникают из-за нарушения деятельности кровеносных сосудов. В условиях гравитации кровь, циркулирующая по сосудам и артериям, стремится вниз, к ногам, и это состояние является для нашего организма естественным. В условиях микрогравитации (невесомости)
жидкость не может опускаться вниз под действием притяжения, и в головной мозг попадает слишком большой объем крови. Это вредит работе сосудов, в частности, тех, которые обеспечивают нормальное функционирование глаз.
Ученые утверждают, что будут искать способы борьбы с этой проблемой.
Результаты работ доказывают, что с организмом людей во время нахождения в космосе могут происходить существенные изменения, в том числе и генетические, требующие детального изучения.