Ученые из Медицинского колледжа Висконсина (США) выяснили, что длительное нахождение за пределами защитного магнитного поля Земли запускает в теле необратимые процессы, которые могут проявиться спустя десятилетия.
Отложенный инфаркт и мутации ДНК: ученые раскрыли пугающие последствия полета на Марс
Главная угроза марсианских миссий кроется не в самом полете, а в его последствиях, которые настигнут его участников уже на Земле спустя десятилетия.
Unsplash
Результаты масштабного эксперимента, опубликованные в научном журнале PLOS One, доказали: главной проблемой глубокого космоса станет воздействие жесткой радиации, способной вызывать тяжелые инфаркты и генетические мутации в человеческом организме.
Поскольку влияние космического излучения на людей невозможно изучать по этическим причинам, специалисты провели серию опытов на лабораторных крысах. Для участия отобрали самцов среднего возраста, который биологически соответствует возрасту профессиональных астронавтов.
Исследователи искусственно смоделировали два главных фактора межзвездного перелета: микрогравитацию и радиацию. Чтобы сымитировать невесомость, задние лапы грызунов на 30 дней подвесили под углом 30 градусов. В таком положении жидкости организма перемещаются к голове.
Лучевую нагрузку физики воспроизвели в лаборатории, где на специальном симуляторе NASA животных подвергли воздействию потока протонов и тяжелых ионов кремния и железа — именно такое излучение проникает через обшивку корабля на пути к Марсу.
Наблюдение за животными длилось год, что в пересчете соответствует примерно 25 годам человеческой жизни. Выяснилось, что имитация невесомости сама по себе почти не наносит вреда сосудам, тогда как радиация запускает развитие периваскулярного фиброза. Это патологическое разрастание плотной рубцовой ткани вокруг коронарных сосудов, снабжающих сердце кровью.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
При получении высокой дозы радиации размер рубцов у грызунов удвоился спустя 270 суток. Ткань зажала сосудистые стенки, резко повысив вероятность сердечного приступа.
Когда ученые снизили дозу до показателей стандартной трехлетней марсианской экспедиции, патология проявилась не сразу. Однако через год повреждения сердечных структур были зафиксированы у 83% подопытных, из чего исследователи сделали вывод, что последствия облучения накапливаются скрыто и могут привести к инфаркту спустя годы после возвращения на Землю.
Сочетанное радиации и невесомости также нанесло мощный удар по иммунитету и кровеносной системе животных. Через несколько месяцев после облучения селезенка крыс потеряла около 2/3 естественных клеток-киллеров (NK-клеток), задача которых — уничтожать вирусные инфекции и раковые опухоли. Лучевая нагрузка лишила костный мозг способности восстанавливать эти защитные популяции после перенесенного стресса.
Спустя 235 суток секвенирование генома выявило в лейкоцитах животных стойкие мутации: измененные стволовые клетки костного мозга стали активно размножаться, создавая клоны клеток крови с одинаковой мутацией. Подобный процесс многократно повышает риск развития лейкемии, а также в четыре раза увеличивает вероятность инсультов и инфарктов из-за возникновения хронического воспаления артерий.
Авторы научной работы подчеркивают, что полученные результаты нельзя механически переносить на людей из-за разницы в условиях. В лабораторном тесте крысы получили дозу радиации за один раз, тогда как в космосе экипаж подвергается облучению постепенно.
Кроме того, в опытах использовались исключительно самцы. Для более точной оценки рисков здоровью будущих участников марсианских миссий специалистам потребуются дополнительные исследования.
Загружаем