Астронавты-близнецы помогли узнать о сбое в работе митохондрий
Наблюдения за астронавтами-близнецами Скоттом и Марком Келли и десятками других членов экипажа МКС показали, что после длительной жизни в космосе у человека могут начаться проблемы с работой митохондрий – главных энергостанций клетки. Статью с результатами работы опубликовал научный журнал Cell. "Если человек долго находится в условиях невесомости, у него уменьшается масса костей и мышц, появляются нарушения в работе иммунитета, сердца и печени. Мы задумались, может ли у всего этого быть одна общая причина. Наши наблюдения показали, что эти проблемы могут быть связаны с тем, что невесомость нарушает работу митохондрий", – рассказал один из авторов исследования, медик из Исследовательского центра NASA имени Эймса (США) Афшин Бехешти.
Четыре года назад астронавты Скотт и Марк Келли, однояйцевые братья-близнецы, участвовали в уникальном эксперименте Twins Study, в рамках которого Скотт провел целый год на орбите, тогда как его брат Марк жил в схожих условиях на Земле. Получив образцы крови и других тканей от обоих астронавтов до полета Скотта на орбиту и после его возвращения на Землю, ученые попытались выяснить, как жизнь на орбите влияет на здоровье человека. Изучив эти образцы, ученые, в частности, обнаружили, что теломеры, концевые участки хромосом, в космосе стали длиннее. Благодаря этому Скотт с биологической точки зрения стал ненамного моложе своего брата. Кроме того, значимо поменялась работа примерно 7% его генов. После возвращения на Землю работа генов пришла в норму, а длина теломер сократилась. Ученые пока не знают, почему это произошло.
Результаты этих наблюдений помогли Бехешти и его коллегам открыть еще один необычный эффект, который связан с длительной жизнью в космосе. Он может быть причиной появления многих других проблем со здоровьем людей, которые побывали на МКС. Бехешти и его коллеги изучали, как полет в космос поменял работу различных тканей тела мышей на клеточном уровне. Они следили за тем, как менялись концентрация белков и активность генов после нескольких недель жизни в невесомости.
"Мы сравнивали ткани мышей, которые побывали в космосе в ходе двух разных экспедиций на МКС, и заметили, что в их клетках часто появлялись проблемы с работой митохондрий. Также у них зафиксировали сбои в работе печени. Когда мы начали детально изучать этих животных, то обнаружили, что дисфункция этого органа тоже оказалась связана с митохондриями. Аналогичные проблемы наблюдались в клетках их глаз, из-за чего мы детально изучили работу митохондрий в космосе", – пояснил специалист NASA.
Руководствуясь подобными соображениями, медики изучили данные, собранные во время наблюдений за Скотом и Марком Келли, а также пятью десятками других членов экипажа МКС, которые прожили на станции достаточно длительное время. Оказалось, что работа митохондрий астронавтов нарушалась примерно так же, как и у мышей. Это приводило к тому, что в разных типах клеток их работа либо чрезмерно активизировались, либо подавлялась.
Изучение этих сбоев помогло ученым объяснить некоторые аномалии в работе иммунных клеток Скотта Келли, которые медики обнаружили сразу после его возвращения на Землю в 2016 году. С дисфункцией митохондрий ученые связали и многие нарушения в работе сердца и сосудов других астронавтов. Открытие этой особенности жизни в невесомости, как отмечает Бехешти, открывает дорогу для проверки того, смогут ли различные средства, разработанные для борьбы с нарушениями в работе митохондрий, подавить эти негативные последствия от длительной жизни в космосе. Ученые надеются, что в ближайшее время смогут проверить эту гипотезу в опытах как на животных, так и на культурах клеток.
