تغییرات بدن انسان در مأموریت‌های فضایی

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری EDHA به نقل از مجله دیسکاور، در طی 60 سال گذشته حدود 600 نفر به فضا سفر کرده‌اند. اکثر این فضانوردان مردان میانسالی بودند که در ماموریت‌های کمتر از 20 روز در فضا اقامت داشتند.

امروزه با ورود شرکت‌های خصوصی و چند ملیتی پروازهای فضایی، شاهد عصر جدیدی از سفرهای فضایی انسان هستیم. مدت این ماموریت‌ها از چند ساعت تا چند روز و چند ماه متغیر است.

با توجه به اینکه که بشر قصد دارد  به ماه بازگردد، ماموریت‌های اکتشافی فضا بسیار طولانی‌تر خواهند شد و تعداد مسافران فضایی و حتی گردشگران فضایی بسیار بیشتر خواهد شد. از آنجایی که مردم به استرس‌ها و قرار گرفتن در معرض شرایط بی‌وزنی فضا واکنش متفاوتی نشان می‌دهند، محققان حوزه سلامت فضا به دنبال درک بهتر اثرات پرواز فضایی بر سلامت بدن انسان هستند. به کمک اطلاعات بدست آمده می‌توانیم بفهمیم که چگونه می‌توان به فضانوردان کمک کرد تا در فضا و پس از بازگشت به زمین سالم بمانند.

در سال 2019، به عنوان بخشی از مطالعه تاریخی دوقلوهای ناسا، پژوهش‌هایی در مورد اینکه یک سال حضور در ایستگاه فضایی بین‌المللی چگونه بر بدن انسان تأثیر می‌گذارد، منتشرشد.

مطالعه دوقلوهای ناسا

مطالعه دوقلوهای ناسا یک فرصت تحقیقاتی منحصر به فرد برای پژوهشگران حوزه سلامت فضا مهیا کرد.

ناسا، فضانورد اسکات کلی را برای اولین ماموریت یک ساله این آژانس انتخاب کرد. او از سال 2015 تا 2016 به مدت یک سال در ایستگاه فضایی بین‌المللی اقامت داشت. در همان دوره زمانی، برادر دوقلوی همسان او، مارک کلی، فضانورد سابق ناسا روی زمین ماند.

پژوهشگران نمونه‌های خون جمع‌آوری‌شده از این دوقلوها را طی ماموریت، قبل و بعد از آن بررسی کردند. آن‌ها متوجه شدند که درطول سفر فضایی اسکات کلی، نشانگرهای سنی در DNA او که تلومر نامیده می‌شود، کشیده‌تر شده؛ اتفاقی که به ‌طرز شگفت‌انگیزی نشان می‌دهد اسکات از نظر بیولوژیکی جوان‌تر شده است. اما تلومرها عمدتا پس از بازگشت وی به زمین به اندازه‌ قبلی خود بازگشتند و حتی برخی کوتاه‌تر از اندازه‌ پیش از ترک زمین شدند. دانشمندان این اتفاق را به‌عنوان نشانه‌ای از پیری سریع تفسیر کردند. با این حال، زمانی که اسکات به زمین بازگشت، تلومرهای او به سرعت کوتاه شدند. طی ماه‌های بعد، تلومرهای او بهبود یافتند، اما نسبت به قبل از رفتن او به فضا، کوتاه‌تر بودند.

با افزایش سن، تلومرهای شما به دلیل عوامل مختلفی از جمله استرس کوتاه می‌شوند. طول تلومرهای شما می‌تواند به عنوان یک شاخص بیولوژیکی از خطر ابتلا به بیماری‌های مرتبط با سن مانند زوال عقل، بیماری‌های قلبی-عروقی و سرطان باشد.

در مطالعه جداگانه دیگری، گروهی متشکل از 10 فضانورد در مأموریت‌های شش ماهه در ایستگاه فضایی بین‌المللی مورد مطالعه قرار گرفتند.
پژوهشگران طول تلومرها را قبل، حین و بعد از ماموریت فضایی اندازه‌گیری کردند و متوجه شدند که تلومرها در طول ماموریت فضایی بلندتر بوده و پس از بازگشت به زمین کوتاه‌تر می‌شوند. به طور کلی، فضانوردان پس از پرواز فضایی تلومرهای کوتاه بیشتری نسبت به قبل داشتند.

برای مطالعه بیشتر درباره تلومر، محققان این بار کوهنوردان دوقلو صعود کننده به ارتفاعات بالا را بررسی کردند. آنان متوجه شدند که هنگام صعود به قله اورست، تلومرهای کوهنوردان بلندتر بوده و پس از فرود، تلومرهای آن‌ها کوتاه شده است. دوقلوهای آن‌ها که به اورست صعود نکرده بودند، تغییراتی را در طول تلومر تجربه نکردند. این نتایج نشان می‌دهد که شرایط بی‌وزنی در ایستگاه فضایی منجر به تغییرات طول تلومر در فضانوردان نمی‌شود، بلکه عوامل دیگری مانند قرار گرفتن در معرض تشعشعات کیهانی موثرتر است.

غیرنظامیان در فضا

پژوهشگران در جدیدترین مطالعه خود، تلومرهای خدمه ماموری  اینسپریشن-4 را بررسی کردند. چهار فضانورد غیرنظامی مورد بحث در ماموریتی به نام اینسپریشن ۴ که اولین سفر فضانوردی کاملا خصوصی بود، به مدار زمین سفر کردند. اعضای این ماموریت در طول سفرشان در آزمایش‌های پزشکی که شامل جمع‌آوری نمونه‌های خون، ادرار، مدفوع و بزاق بود، شرکت کردند. تلومرهای هر چهار فضانورد نیز بلندتر و سپس کوتاه شدند که نشان می‌دهد این تغییرات در تمام فضانوردان رخ می‌دهد و به سرعت اتفاق می‌افتد.

نکته جالب توجه این است که ماموریت ذکر شده تنها سه روز به طول انجامید. بنابراین، دانشمندان نه تنها به داده‌های ثابت و قابل تکرار در مورد پاسخ تلومرها به پرواز فضایی دست یافتند، بلکه فهمیدند که این تغییرات به سرعت اتفاق می‌افتد. این نتایج نشان می‌دهد که حتی سفرهای کوتاه مدت به فضا با تغییراتی در طول تلومر همراه خواهد بود.  این داده‌ها به دانشمندان امکان می‌دهد تا اثرات کوتاه‌مدت حضور در فضا را با آنچه درطول اقامت طولانی‌مدت در فضا رخ می‌دهد، مقایسه کنند.

اما دانشمندان هنوز پاسخی به این سوال که چنین تغییراتی در طول تلومرها تاثیری در سلامت انسان دارد یانه، ندارند.

تلومریک  RNA

در مقاله دیگری، پژوژهشگران نشان دادند که خدمه اینسپریشن ۴، اسکات کلی و کوهنوردان صعود کننده به ارتفاعات- سطوح بالایی از RNA تلومریک که در اصطلاح TERRA نامیده می‌شود، داشتند.

تلومرها از تعداد زیادی توالی DNA تکراری تشکیل شده‌اند که به TERRA رونویسی می‌شوند. تراها به ساختار تلومر و عملکرد آن‌ها کمک می‌کند.

مطالعات آزمایشگاهی و یافته‌های پژوهشگران به ما می‌گویند که تلومرها در طول ماموریت‌های فضایی آسیب می‌بینند.  اگرچه هنوز مسائل ناشناخته زیادی وجود دارد، اما می‌دانیم که تلومرها به ویژه به استرس اکسیداتیو حساس هستند. آسیب اکسیداتیو مزمنی که فضانوردان از قرار گرفتن 24 ساعته در معرض تشعشعات فضایی متحمل می‌شوند، احتمالاً علت رشد و کوچک‌شدن تلومرها است.

تلومر گیاهان در فضا

پژوهشگران در مطالعات دیگری دریافتند که برخلاف انسان‌ها، طول تلومرهای گیاهانی که در شرایط بی وزنی فضا قرار می‌گیرند، تغییر نمی‌کنند.

با این حال، گیاهان تولید تلومراز را افزایش می‌دهند، تلومراز آنزیمی است که به حفظ طول تلومر کمک می‌کند.

تمام کسانی که فیلم « مریخی» را دیده‌اند می‌داند گیاهان نقش اساسی در بقای طولانی مدت انسان در فضا خواهند داشت. این یافته نشان می‌دهد که شاید گیاهان به طور طبیعی مقاومت بیشتری نسبت به انسان‌ها در برابر عوامل استرس‌زای دارند.