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
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.
Як на мене, дуже далекосяжний результат. По-перше, це доказ того, що подібні астероїди буде дуже легко розробляти.…
зараз мова йде про випробування концепції таких апаратів і алгоритмів їх взаємодії. Суто як перший крок, малорозмірне…
Я, в начале, так и подумал, но нужно учитывать возможные возражения с стороны Спейсов и подготовку на…
Цитата(перевод): > SpaceX добивается разрешения на использование до 7500 спутников Starlink второго поколения с диапазонами частот 1,6…
> Не смотря на то, что я считаю, что незаконные мигранты склонны нарушать закон, всё что Вы…
>Кремлю придётся вывести часть войск из Украины, чтобы поддерживать порядок внутри страны, и нашим защитникам будет легче.…
С 20.03 по 23.03 слушали в надежде на пробуждение Odie. К сожалению, ничего не вышло и миссию…
>Но вас не поддержит запад, когда вам захочется устраивать расстрел гражданских в ТРЦ. Я ж написал: я…
Пам'ятаю цей запуск. Більше всього мене тоді вразила холоднокровність командира екіпажу.
>Все остальные – как минимум платят налоги. Окей, да, в целом - можно так притянуть. Но вас…
Такая схема может вполне заменить первую ступень, но окупится лишь в случае регулярного использования рельсотона по нескольку…
>Это военный объект. По праву обороняющейся стороны – легальный объект. Вот НПЗ, нефтебазы, мосты, железная дорога -…
>Нет, не так. С одной стороны вторжение миллионов мигрантов на территорию США Ну так я же писал,…
Я прочитал ответ Ави злопыхателям полностью, но не считаю его сколько-нибудь серьезным. > А уж давать в…
> В чистом виде argumentum ad hominem. Как я понял, Вы прочитали только последнюю строчку. 36 строк…
сподіваюсь на Веббі немає такої проблеми
Дополнение: Заявка была по упрощенным правилам, без изучения вопросов интерференции, отказ получили через год. Можно только вообразить…
Спейсам придется поумерить свой аппетит, т.к. FCC отклонила их заявку на дополнительный спектр для мобильных приложений для…
Так же не обойдется без AI 5g expertise
“Це ж вже було»
Здається, я знаю чим можна вальнути по москві
Фанат Хайнлайна во мне конечно хочет чтобы это сработало. Но унылый взрослый во мне напоминает, что вся…
Думаю склон найти не проблема, гор хватает, главное чтоб сама установка дала положительный результат. Есть целые ровные…
Вот так и надо "сохранять рабочие места", будь то руководитель, инженер, или крутильщик гаек. А то взяли…
осталось найти пологий склон высотой в 5 км