Увеличенная до 9 месяцев миссия на МКС может выявить опасности длительных космических путешествий

5 июня 2024 года астронавты NASA Барри «Бутч» Уилмор и Сунита Уильямс отправились на Международную космическую станцию (МКС), ожидая завершить восьмидневное путешествие. Тем не менее, их миссия неожиданно затянулась на девять месяцев из-за технических неполадок. На этой неделе экипаж благополучно вернулся на Землю, после чего им предстоит пройти длительную реабилитацию, чтобы справиться с физиологическими и психологическими последствиями длительного пребывания в космосе.

В рамках программы Университета Флориды (UF), изучающей последствия космических полётов для здоровья, профессор Рэйчел Сейдлер, заместитель директора Astraeus Space Institute, исследует долгосрочные изменения в мозге и теле астронавтов. Её команда отслеживает адаптацию центральной нервной системы к условиям микрогравитации и процесс восстановления после возвращения на Землю.

«Хотя физические и психологические проблемы, возникающие у астронавтов после длительных миссий, достаточно хорошо изучены, наше исследование способствует более глубокому пониманию процессов реабилитации. Наблюдая за состоянием астронавтов до, во время и после полёта, мы изучаем, как организм адаптируется к экстремальным условиям», — пояснила Сейдлер.

Одной из ключевых сфер исследования стали проблемы с мобильностью и равновесием. «В первые недели возвращения на Землю астронавты часто испытывают трудности с ходьбой и координацией. Хотя эти симптомы проходят быстрее других, мозгу требуется продолжительное время для восстановления», — отметила Сейдлер.

Исследования показывают, что после возвращения в условия гравитации мозг астронавтов активирует дополнительные нейронные связи для компенсации изменений. Тем не менее, эта «функциональная перестройка» исчезает через 1-6 месяцев. Большие тревоги вызывает то, что структурные изменения мозга более серьёзные: он поднимается в черепной коробке, а объём спинномозговой жидкости увеличивается на 25% и более. Эти изменения, вызванные перераспределением жидкости в микрогравитации, практически необратимы даже через 6-12 месяцев.

«Подобные изменения играют критическую роль в понимании долгосрочных последствий космических полётов, поскольку они могут оказывать влияние на качество жизни и работоспособность астронавтов», — подчеркнула Сейдлер.

Её команда в рамках нового проекта отслеживает состояние астронавтов до пяти лет после возвращения. Это особенно важно для изучения синдрома SANS (Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome), который затрагивает до 70% космонавтов. SANS приводит к структурным изменениям глазного яблока и зрительного нерва, вызывая проблемы со зрением.

Значительный вклад в понимание долгосрочных эффектов внёс эксперимент NASA с участием братьев-близнецов, в рамках которого Скотт Келли провёл 340 дней на МКС в 2015–2016 годах, в то время как его брат Марк оставался на Земле.

Результаты, опубликованные в журнале Science в 2019 году, показали, что у Скотта в условиях микрогравитации произошло удлинение теломер — защитных «колпачков» на концах хромосом. Тем не менее, после возвращения их длина быстро сократилась до прежнего уровня. Были выявлены также изменения в экспрессии генов, связанных с иммунной системой, восстановлением ДНК и гипоксией. Хотя 93% генов вернулись к норме через полгода, 7% сохранили отклонения, включая гены, ответственные за функции митохондрий и воспалительные реакции, даже спустя два года. Кроме того, было зафиксировано временное снижение когнитивных функций и микроструктурные изменения в белом веществе мозга Скотта.

Для моделирования эффектов микрогравитации в UF проводят эксперименты с добровольцами, которые находятся в положении лёжа с наклоном головы вниз в течение нескольких недель. «Эти условия имитируют перераспределение жидкостей в космосе, помогая понять их воздействие на мозг и двигательные функции», — объяснила Сейдлер.

С увеличением продолжительности космических миссий, включая запланированные полёты на Марс, работа Сейдлер и её коллег приобретает стратегическую значимость. «Мы исследуем эти проблемы сейчас, чтобы будущие астронавты были готовы к вызовам дальнего космоса», — заключила учёная.

 

Источник: iXBT