Vægtløshed påvirker kosmonauternes helbred på molekylært niveau

Et hold videnskabsmænd fra Rusland og Canada har analyseret effekten af ​​rumforhold på proteinsammensætningen i blodprøver fra 18 russiske kosmonauter. Resultaterne indikerer, at mange væsentlige ændringer i den menneskelige krop er forårsaget af rumflyvning. Disse ændringer er beregnet til at hjælpe kroppen med at tilpasse sig og finde sted i alle større typer af menneskelige celler, væv og organer. Resultaterne af forskningen er blevet offentliggjort i det prestigefyldte videnskabelige tidsskrift Videnskabelige rapporter . Skoltech og MIPT Professor Evgeny Nikolaev ledede undersøgelsen og er en tilsvarende forfatter.

Effekterne af rumflyvning på menneskekroppen er blevet undersøgt aktivt siden midten af ​​det 20. århundrede. Det er almindeligt kendt, at rumforhold påvirker stofskiftet, termoregulering, hjerte biorytmer, muskel tone, åndedrætssystemet og andre fysiologiske aspekter af den menneskelige krop. Imidlertid, de molekylære mekanismer, der driver disse fysiologiske ændringer, forbliver ukendte.

Forskerne fokuserede på proteiner, nøglespillere i de adaptive processer i en organisme. For at få en dybere forståelse af ændringerne i menneskets fysiologi under rumrejser, forskerholdet kvantificerede koncentrationer af 125 proteiner i blodplasmaet hos 18 russiske kosmonauter, som havde været på langvarige missioner til den internationale rumstation. Blodet blev udtaget 30 dage før deres flyvninger, og igen umiddelbart efter deres tilbagevenden til Jorden, og en sidste prøve syv dage efter det. Denne timing blev valgt for at identificere tendenser i proteinkoncentrationsændringer og se, hvor hurtigt proteinkoncentrationerne vendte tilbage til deres normale niveauer før flyvningen.

Proteinkoncentrationer blev målt ved anvendelse af et massespektrometer. Denne teknologi gør det muligt at identificere et bestemt molekyle og udføre en kvantitativ analyse af en blanding af stoffer. Forskerne fandt proteiner, hvis koncentrationer forblev uændrede, såvel som dem, hvis koncentrationer ændrede sig, men kom sig hurtigt til deres niveauer før flyvningen, og dem, hvis niveauer kom sig meget langsomt efter kosmonautens tilbagevenden til Jorden.

"For forskningen, vi tog et sæt proteiner - biomarkører for ikke-infektionssygdomme. Resultaterne viste, at i vægtløshed, immunsystemet fungerer som det gør, når kroppen er inficeret, fordi den menneskelige krop ikke ved hvad den skal gøre og forsøger at tænde for alle mulige forsvarssystemer. Til denne undersøgelse, vi begyndte med at bruge kvantitativ proteomik til at studere kosmonauternes blodindikatorer, så vi opdagede ikke kun tilstedeværelsen af ​​et protein, men dets mængde, såvel. Vi planlægger at bruge en målrettet tilgang i fremtiden til at opdage mere specifikke proteiner, der er ansvarlige for den menneskelige reaktion på rumforhold. At gøre dette, kosmonauterne bliver nødt til at tage blodprøver, mens de er i kredsløb, " sagde professor Nikolaev.

De faktorer, der påvirker den menneskelige krop under rumflyvning, er forskellige fra dem, der påvirker menneskets udvikling på Jorden. Det vides ikke, om den menneskelige krop har mekanismer, der er ansvarlige for hurtigt at tilpasse sig så store ændringer. Resultaterne af undersøgelsen indikerer, at sådanne mekanismer sandsynligvis ikke eksisterer, fordi under rumflyvning, disse tilpasninger finder sted i alle hovedtyper af menneskelige celler, væv, og organer. Dette indikerer, at den menneskelige krop ikke ved, hvad den skal gøre og forsøger at gøre alt i sin magt.