Медицина в космосе: как микрогравитация влияет на человеческое здоровье
Астронавтка Серина Мария Ауньон-Чанселлор рассказывает о своих ощущениях от пребывания в условиях микрогравитации и биологических исследованиях в космосе

Серина смешивает образцы кристаллов белка, чтобы помочь ученым понять, как они функционируют. Белки, выращенные в условиях микрогравитации, часто имеют более высокое качество, чем те, что выращиваются на Земле. Они предоставляют новые возможности для получения лекарств и изучения болезней. Источник: NASA
Микрогравитация – это то, что позволяет астронавтам на МКС плавно перемещаться и делать сальто без каких-либо усилий. Это интересная среда, которая помогает в изучении здоровья человека – как с точки зрения понимания влияния длительного нахождения в космосе на организм, так и с точки зрения лечения некоторых заболеваний, от которых страдают люди на нашей планете.
Космическая биомедицина – один из ключевых вопросов, которые обсуждались на проходившей в начале августа научно-исследовательской конференции по МКС в Атланте. Ученые рассказали о текущих исследования на станции, а также о будущих исследованиях, которые будут проводиться NASA и Национальной лабораторией МКС в рамках коммерциализации низкой околоземной орбиты. Цель очевидна – использовать МКС как стартовый исследовательский полигон для будущих миссий на Луну и Марс.
Как врач, сертифицированный в терапии и аэрокосмической медицине, Серина Ауньон-Чанселлор проявляет большой интерес к этим исследованиям. Она принимала участие в нескольких биомедицинских экспериментах в качестве бортинженера в экспедициях 56 и 57, о чём и рассказала аудитории на конференции. Журналист издания Scientific American встретился с ней, чтобы обсудить проведенные исследования и её собственные ощущения от микрогравитации.
Какие эффекты микрогравитации вы испытали на себе?
Тут следует отметить, что этот опыт является персональным для каждого. Это был мой первый полет. Я годами узнавала о тех вещах, что происходят с телом в этой среде, но вы в полной мере не поймете, как она будет действовать на вас, пока сами не отправитесь туда. И я отправилась. В первые несколько дней желудок чувствовал себя не очень хорошо. Есть совсем не хотелось. Ощущение, что всё внутри тебя плавает. Если быстро поворачивать голову то в одну, то в другую сторону – возникает «задержка» (для того, чтобы мозг «не отставал»). Но эти эффекты проходят настолько быстро, что примерно через неделю вы думаете: «Так, кажется со мной снова всё в порядке».
Мы все заметили изменения в работе иммунной системы. Происходит то, что называется скрытой вирусной реактивацией (когда спящие ранее вирусы начинают размножаться) – это мы узнали благодаря анализам слюны. Мы собирали для анализов практически всё – от кала до слюны, от мочи до крови. Но интересно то, как быстро всё возвращается на круги своя, когда вы возвращаетесь на Землю.
Каковы ключевые моменты влияния микрогравитации на здоровье человека?
Я думаю, что проблема номер один для исследовательских пилотируемых миссий в дальнем космосе – это радиация. На МКС мы довольно хорошо защищены – толстая оболочка модулей, магнитное поле и верхние слои атмосферы Земли. Если изменить что-то из этого базового набора – находиться в аппарате с более тонкими защитными стенками, или за пределами атмосферы – то ваша подверженность радиации станет выше. И вы подвергнетесь более интенсивному облучению в длительной миссии, такой как полет на Марс.
Потеря костной и мышечной массы также является большой проблемой. Как мы можем смягчить последствия этого? Ну, у нас на станции есть большие тренажеры. Мы их очень любим, но сможем ли мы взять с собой что-то такое же большое в космическом корабле следующего поколения? Возможно нет. Поэтому мы приглядываемся к устройствам, которые сможем использовать на наших кораблях, дабы выбраться подальше.
Также мы заметили воздействие микрогравитации на глаза – заметили проблемы с изменением формы глазного яблока, отеком зрительного нерва и изменения в зрении. Я не испытала ни один из этих эффектов на себе, но есть астронавты, у которых были проблемы. Вот за чем мы в основном наблюдаем. Мы пытаемся предсказать развитие подобных эффектов в организме человека и понять, как от них избавиться, если они вдруг появятся.
Будучи врачом, должно быть интересно наблюдать за тем, что происходит с тобой, и сравнивать это с тем, что происходит с твоими товарищами?
Это похоже на старую пословицу: «Не сняв коры, дерева не узнаешь». Но затем вы понимаете, насколько всё-таки разные у людей организмы. Как пример – требуется некоторое время, чтобы научиться плавно двигаться в условиях микрогравитации. Я прилетела на МКС с Александром Герстом (из Европейского космического агентства), для которого это был второй полёт. Я помню его слова, как только мы попали на борт: «Ух ты, моё тело помнит как двигаться здесь!». Его первый полёт был четыре года ранее, но его мозг запомнил всё. Мышечная память буквально говорила: «Попадаешь в микрогравитацию – лёгкий толчок здесь, обопрись сюда. Используй палец на ноге, чтобы удержать равновесие. Оттолкнись отсюда, но осторожно». Вот так просто он и вспомнил. Для меня это послужило напоминанием о том, насколько всё-таки мозг хорошо умеет приспосабливаться к новому окружению.
Почему микрогравитация – такое желанное место для проведения биомедицинских экспериментов?
В микрогравитации рост клеток отличается. Ученые могут культивировать клетки вроде эндотелиальных (которые выстилают внутреннюю поверхность кровяных и лимфатических сосудов) немного дольше. Они растут лучше. И они вырастают в «более трёхмерные» структуры, чем на плоских пластинках на Земле, что позволяет исследователям понимать о них что-то новое.
Другая интересная вещь – что-то вроде ускоренного процесса старения на орбите. Мы наблюдаем за всеми молекулярными маркерами и изменения в клетках, которые происходят здесь. И процессы, которые обычно протекают в течение длительного времени (например, остеопороз), на орбите значительно ускоряются. Так что МКС — хорошая испытательная площадка для исследований в этой области.
И, наконец, третье – то, за чем мне было невероятно интересно наблюдать – это эксперименты с кристаллизацией белка. Будь то белки, связанные с болезнью Паркинсона, или же лекарственные препараты, которые фармацевтическая компания пытается улучшить – кристаллы белка на МКС растут очень здорово. На орбите они вырастают в трехмерные упорядоченные структуры, которые не ограничены двухмерной поверхностью пластины. Отсутствие конвекционных потоков в космосе также позволяет им расти лучше. Это даёт ученым понимание структуры белка. Ученые могут взять белок, связанный с болезнью Паркинсона и получить из его изучения на 30% больше информации. Даже если они получат на 20% больше информации о белке, то могут сказать: «Кажется у нас есть новая цель для препарата-ингибитора» или «Мы можем внести некоторые изменения в наш препарат и ослабить побочные эффекты, потому что мы по-новому взглянули на структуру этого белка».
Какие медицинские эксперименты вы считаете наиболее интересными?
Исследование химеотерапии от Angiex – я потратила на это где-то 6 или 8 недель. Это заняло большую часть времени в моей миссии. Ученый смотрит на это так: «Как растут эндотелиальные клетки? Можем ли мы проверить химиотерапевтические средства на них? И что я действительно хочу узнать от руководителя исследования – помогла ли МКС в том, чтобы создать вещество-агент, нацеленное на уничтожение опухолей сердечно-сосудистой системы?». Потому что для нас это очень важно. Рак по-прежнему король всех болезней. И если есть какая-то маленькая возможность помочь человечеству в борьбе с ним – я возьму её на себя. Потому что многие из моих пациентов имеют дело с раком. В некотором смысле каждый имеет с ним дело – будь то член семьи, друг или пациент лично. Рак – это проблема, на решение которой все смотрят с большим интересом. Мне хотелось бы видеть больше исследований, таких как это.
Ваша работа в космосе имеет отношение к вашим пациентам на Земле?
Я говорю со своими пациентами об исследовании рака. Я много говорю о болезни Альцгеймера, потому что бета-амилоидный белок участвует в процессах многих болезней. Я говорю: «Благодаря росту кристаллов белка, мы получаем лучшее представление о бета-амилоидах, а это означает, что через 3-5 лет это поможет нам создать новый тип лечения». Они рады слышать подобное. Они просто в восторге.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Чтобы больше не было вопросов https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/417/mars-helicopters-the-4rs/
>Харош трындеть, их рейтинг знаааачительно понизился за очень короткое время Только с игнора убрал. Пора обратно. Я…
> Мне лениво перечитывать правила сайта, но я помню, что человек, который оставляет тут тексты передаёт право…
Реклама Rolls-Royce?
> Бос…,ты чего, нормально убить подченного не смог…., Какого фига я тут..,ааа? Вот интересно, как можно удалить…
> Как думаете,куда делись Александр Анисенков, Фролов и Серге Н…,Игорь Егоров. .,и прочие. Предположу, что кто-то утратил…
> К одиноким астероидам один рывок на один астероид. В том то и дело, что они там…
> Будут составлять карту «сокровищ» и столбить участки. Ну, если под "участками" понимать поверхность небесных тел, то…
Я дивлюсь на ситуацію прізь призму індустріально-економічної прагматики. Розподіл по класам серед астероїдів різних груп приблизно однаковий.…
>Мы к поясу летим один раз, одним рывком. Всё. Дальше только мелкие манёвры. Какие ещё мелкие манёвры,…
Харош трындеть, их рейтинг знаааачительно понизился за очень короткое время. Это местные....,хммм,буратыны постарались. Бос...,ты чего, нормально убить…
> Но лучше сразу искать то, что можно найти. Верно. Пояс астероидов - территория новая, неизведанная, что…
> изучить астероиды с небольшого расстояния на пути к поясу А сколько их на этом самом "пути…
Но лучше сразу искать то, что можно найти. ;-)
> а нужно смотреть с точки зрения предпринимателя/майнера Тогда правильная стратегия - изучить астероиды с небольшого расстояния…
> Чисто теоретически алмазы на астероидах невозможны... Маинеру пофиг что майнить. Биткоины или лайтко... ой извините золотишко,…
Всё что вы написали верно. Вот только вы смотрите с точки зрения обычного обывателя/учёного, а нужно смотреть…
30 миллионов лет. Совсем молодая система.
> Как часто мы можем их посещать, когда скорость будет уравновешена? Где брать ускорение? А зачем ускорение…
Без нової статті у нас зараз йде обговорення. Тому, як то кажуть - навіщо робити зайві рухи.…
Ви посилаєтеся на приклад FireFly. Так у них шлях наступний - на початку чотири невеликих двигуни на…
Чисто теоретически алмазы на астероидах невозможны, если только это не остатки мифологического Фаэтона, где в глубинах под…
> Пока НАСА будет конкурсы весёлые устраивать… прилетят условные китайцы. ;-) Но благодаря конкурсам NASA сможет направить…
Камера не работала две недели. После hard reset удалось полностью восстановить работоспособность. В качестве причины объявлены высокоэнергетические…
А тема яка? Куди рухається розвиток ракет? Я не впевнений в тому, що в мене є глибокі…