Полеты в космос до нынешнего момента не превышали сроки пребывания в космосе более года, однако амбициозные планы программы по исследованию Марса, которая уже давно стоит на повестке NASA, заставила ученых провести тщательное исследование, как же повлияет на космонавтов длительный космический полет.
Международная команда исследователей в сотрудничестве со специалистами NASA проанализировала работы более 200 ученых со всего мира, посвященных влиянию космической радиации и отсутствия гравитации на организм. Также в исследовании использовались биомедицинские профили пятидесяти девяти астронавтов и данные из лаборатории NASA GeneLab. На сегодняшний день это самая широкомасштабная работа в мире, изучающая влияние полетов в космос на человеческое тело.
Результаты, опубликованные в статье в журнале Cell показывают, что во время полета организм человека подвергается массированной атаке космической радиации, бьющей по всем системам организма.
Ущерб наносится в первую очередь митохондриальной системе организма, отвечающей за обеспечение энергией всех функций организма. Такие изменения ведут к цепной реакции нарушений, затрагивающей функционирование врожденного иммунитета, жировой обмен, регуляцию генов и множества других систем организма. Причем это касается не только человека, у многих живых организмов, находящихся на космической станции в качестве подопытных объектов, космический полет вызывает митохондриальный стресс.
Длительное пребывание в космосе способствует также возникновению окислительного стресса — разрушению клеток под действием свободных радикалов. Эти изменения могут оказать значительное влияние на здоровье астронавтов и даже могут иметь кумулятивный эффект, влияя на когнитивные функции космонавтов, центральную нервную систему, а также вызывают нарушения циркадных ритмов и изменения зрения.
В начале 2020 года во время космического полета был зарегистрирован первый случай венозного тромбоза, что также является следствием нарушения работы митохондрий. Подобные нарушения повышают риск инсульта и увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний в долгосрочных полетах.
Достается и опорно-двигательному аппарату — длительное пребывание в космосе вызывает дегенерацию скелетных мышц и костной структуры. На данный момент применяется ряд процедур, направленных на противодействие неблагоприятному воздействию космического полета на человеческий организм. Основная мера противодействия дегенерации опорно-двигательного аппарата — физические упражнения; космонавты на борту МКС проводят упражнения в среднем по 2 часа в день, однако после приземления все еще наблюдается значительная потеря костной и уменьшение мышечной массы. Специальные диеты для космонавтов также не слишком помогают.
В целом, существовавшие ранее подходы не годятся для сохранения здоровья и нормального функционирования космонавтов в длительном полете. Исследователи пишут, что будущее долгосрочных полетов не за диетами и физупражнениями, а за качественно новой фармакологической поддержкой здоровья космонавтов. И эта работа может послужить отличным фундаментом для разработки препаратов, защищающих отважных исследователей, которые ступят на Марс.