ما هي المخاطر الصحية للفضاء؟ كشف العلماء للتو عن أكبر دراسة حتى الآن

رائدة الفضاء كارين نيبيرج في محطة الفضاء الدولية. (ناسا)

الفضاء مكان معاد. ربما قمنا بتطوير التكنولوجيا لإطلاق رواد فضاء إلى المدار وإعادتهم إلى المنزل بأمان ، لكن العلماء ما زالوا يكتشفون كيف يؤثر السفر في الفضاء على صحة الإنسان ، خاصة على المدى الطويل.

هذا ضروري قبل أي المضي قدما في البعثات المخطط لها إلى المريخ لضمان صحة وسلامة رواد الفضاء على متن تلك الرحلات الجوية الضخمة.

نعلم بالفعل من دراسات رواد الفضاء - ربما الأكثر شهرة ، دراسة التوائم التابعة لناسا شارك في بطولة التوأم المتماثل سكوت ومارك كيلي - يؤثر ذلك على امتداد الفضاءتدفق الدم إلى الدماغويغير ميكروبيوم الأمعاء ويزيد الالتهابوأسبابهعدم وضوح الرؤيةو هشاشة العظام وضمور العضلات .

اقترحت دراسات الفئران التي تحاكي رحلات الفضاء أيضًا التوجه إلى الفضاءشيخوخة جهاز المناعةويضر الدماغ.

الآن ، في جهد جماعي ضخم ، نشر العلماء مجموعة ضخمة من ما يقرب من 30 ورقة بحثية تبحث في المخاطر الصحية المرتبطة بالسفر إلى الفضاء.

تمثل المجموعة أكبر مجموعة من بيانات بيولوجيا الفضاء التي تم إنتاجها على الإطلاق ، وتتميز ببعض التحليلات الضخمة للملاحظات من الذباب والديدان والفئران ، وبالطبع رواد الفضاء.

تعيد بعض النتائج تأكيد ما عرفناه عن المشكلات الصحية المتعلقة بالفضاء ، بينما تقدم دراسات أخرى رؤى جديدة أو توضح النتائج السابقة أو وجدت طرقًا لتحسين التجارب المستقبلية.

'على الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه في العقد الماضي لفهم [المخاطر الصحية] [للسفر إلى الفضاء] ، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتمكين الإنسان من استكشاف الفضاء بشكل أكثر أمانًا خارج [مدار أرضي منخفض] ، بما في ذلك القمر ، كوكب المريخ ، ومهمات الفضاء السحيق ، 'الباحثون اكتب في ورقة مراجعة شاملة أن واجهات المجموعة.

تبدأ المخاطر الصحية للسفر إلى الفضاء مع قوى G التي يشعر بها رواد الفضاء عند الإقلاع ، وتستمر بالتعرض للإشعاع الفضائي الخطير والجاذبية الصغرى أثناء تواجدهم في الفضاء.

في الرحلة الغادرة إلى المريخ ، على سبيل المثال ، سوف يذهب رواد الفضاء إلى ما هو أبعد من الغلاف المغناطيسي الواقي للأرض ويتعرضون للإشعاع الكوني خلال فترة زمنية طويلة سيستغرقونها للمغامرة إلى أقرب كوكب لنا والعودة.

بالنسبة لرواد الفضاء الذين يحومون في جاذبية منخفضة على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) ، أطول مدة إقامة لأي رائد فضاء تجلس حاليًا عند 437 يومًا. من الواضح أنه لا يزال أمامنا طريق طويل لنقدر حقًا المخاطر الصحية لرحلات الفضاء الطويلة ، ويتعين على العلماء فقط العمل مع البيانات التي لدينا.

قامت العديد من الدراسات المنشورة في هذه المجموعة بتجميع أو إعادة تحليل البيانات من التجارب السابقة المتاحة للباحثين من خلال بوابات البيانات المفتوحة الوصول مثل ناسا. منصة GeneLab .

يعد دمج مثل هذه البيانات طريقة لتقوية التحليلات الناتجة (غالبًا ما يبحث الباحثون لمعرفة ما إذا كان ما تم العثور عليه في مجموعة بيانات ينطبق في مجموعة أخرى) ، وتعظيم البيانات التي تم جمعها من الرحلات الفضائية المكلفة.

يمكن أن يؤدي التحليل الجماعي عبر العديد من النماذج والدراسات البشرية إلى فهم أكثر شمولاً للتأثيرات الفسيولوجية والمتعلقة بصحة الإنسان لبيئة الفضاء ، يكتب الباحثون ، وشرح نهجهم.

دراسة واحدة ، على سبيل المثال ، حللت البيانات من ما يقرب من 60 رائد فضاء ومئات من عينات GeneLab للبحث عن آلية عالمية تربط التغيرات الصحية واسعة النطاق التي لوحظت في مختلف الجينات والخلايا والأنسجة وأنظمة الجسم والأعضاء والعضلات.

أظهرت الدراسة ، عبر اللوح ، 'تحولات نظامية' في وظيفة الميتوكوندريا - وهي حزم الطاقة داخل خلايانا ، وتحويل الأكسجين والمواد المغذية إلى طاقة.

'ما وجدناه مرارًا وتكرارًا هو أن شيئًا ما يحدث مع تنظيم الميتوكوندريا الذي يرمي كل شيء خارج اللعبة ،' قال أفشين بهشتي ، عالم المعلومات الحيوية في مركز أبحاث أميس التابع لوكالة ناسا.

قد يفسر هذا الاضطرابات التي لوحظت في أجهزة مناعة رواد الفضاء وإيقاعاتهم اليومية ، حسب المؤلفين اكتب .

دراسة أخرى مقارنة البيانات من توأمي كيلي مع 11 رائد فضاء من غير الأقارب قضوا حوالي ستة أشهر في محطة الفضاء الدولية ، يبحثون تحديدًا في التيلوميرات الخاصة بهم. هذه هي الأغطية الواقية الموجودة في نهايات الكروموسومات لدينا ، والتي تتآكل عادة مع تقدم العمر.

بشكل غير متوقع ، وجد الباحثون أن بعض التيلوميرات الخاصة برواد الفضاء أصبحت أطول أثناء رحلاتهم الفضائية ، لكن المجموعة عمومًا كان لديها تيلوميرات أقصر بعد عودتهم مما كانت عليه قبل انطلاق الرحلة.

'للمضي قدمًا ، هدفنا هو الحصول على فكرة أفضل عن الآليات الأساسية ، وما يحدث أثناء رحلة الفضاء طويلة المدى في جسم الإنسان ، وكيف يختلف بين الناس ،' قال سوزان بيلي ، خبيرة في بيولوجيا التيلومير في جامعة ولاية كولورادو. 'لا يستجيب الجميع بنفس الطريقة.'

كانت هناك أيضًا بعض النتائج المثيرة للاهتمام من أ دراسة أعاد تحليل البيانات من دراسة التوائم التابعة لناسا. اقترحت أن الارتفاع المفاجئ في جزيئات الالتهاب التي لوحظت في دم سكوت كيلي عندما عاد إلى الأرض (بعد 340 يومًا في محطة الفضاء الدولية) يمكن أن يكون علامة على تجديد العضلات وليس استجابة مناعية.

من الواضح أن هذه الدراسات محدودة بسبب العدد القليل جدًا من رواد الفضاء والحيوانات التي يمكننا إرسالها إلى الفضاء - حيث تأتي الديدان والذباب. يعد استخدام هذه المخلوقات طريقة سهلة لتوسيع نطاق تجارب رحلات الفضاء ، لذا فهي تظهر في الأوراق البحثية ، جدا.

دراسة الديدان في محطة الفضاء الدولية ، وجدت تغييرات طفيفة في ما يقرب من 1000 جين ، لا سيما تلك المتعلقة بوظيفة الخلايا العصبية ، بينما دراسة أخرى هذه المرة مع الذباب ، اقترحوا أن البقاء لفترة طويلة في الجاذبية الصغرى يقلل من قوة قلبهم النابض.

بشكل عام ، تمثل هذه المجموعة من الأوراق - عمل حوالي 200 باحث من وكالة ناسا والوكالات الحكومية الأخرى والجامعات ومجموعات صناعة الطيران - مساهمة قوية في فهمنا للمخاطر الصحية للتنزه في الفضاء.

تم تجميع القائمة الكاملة للأوراق المنشورة في المجلة خلية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.