Ученые из России и Канады в совместном исследовании проанализировали влияние условий космического полета на белковый состав крови у 18 российских космонавтов. Результаты исследования выявили, что при полетах в космос в организме человека происходят серьезные изменения, на уровне клеток, тканей и органов, помогающие приспособиться к новым условиям. Инициатором исследования и автором для корреспонденции является профессор Сколтеха и МФТИ Евгений Николаев. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature Scientific Reports.
Влияние полетов в космос на организм человека активно изучается с середины двадцатого века. Хорошо известно, что факторы космического полета оказывают воздействие на обмен веществ, терморегуляцию, сердечные биоритмы, работу мышц, дыхательную систему и многие другие функции организма человека. Тем не менее, молекулярные механизмы лежащие в основе этого влияния до сих пор загадка для ученых и врачей.
Белки – главные игроки в процессах адаптации нашего организма к тем или иным условиям, поэтому ученые решили обратиться именно к ним. Для того, чтобы более подробно изучить эффект невесомости на физиологию человека ученые проанализировали концентрации 125 белков в плазме крови 18 космонавтов из России, которые находились на Международной космической станции продолжительное время. Космонавты сдавали анализы за 30 дней до полета, сразу после возвращения на Землю и через 7 дней после возвращения.
Концентрации белков, выбранных учеными, измерялись с помощью метода Масс-Спектрометрии, технологии, позволяющей проводить идентификацию, (определять что за молекула), и количественный анализ той или иной смеси веществ (количество молекул определенного типа в смеси).
В результате исследования были обнаружены белки, чьи концентрации остаются неизменными, белки, чьи концентрации меняются, но быстро возвращаются к своему обычному уровню и те белки, содержание которых в крови восстанавливается очень медленно после возвращения космонавта на Землю.
«Для исследования был взят неслучайный набор белков. Исследованные белки – набор биомаркеров, использующихся для выявления неинфекционных заболеваний человека. Результаты показали, что в условиях невесомости иммунная система ведет себя как при болезни, потому что организм человека не понимает, что ему делать и включает всевозможные системы защиты. В нашей работе впервые была использована количественная протеомика для таких целей, то есть определялось не только наличие белка, но и его количество. Мы планируем использовать более таргетный подход в будущем, для того чтобы найти больше специфических белков, отвечающих за изменения в организме человека в условиях невесомости, для этого космонавтам придется сдавать кровь прямо на орбите», — рассказывает профессор Евгений Николаев.
Изменения, которым подвергается организм человека во время космического полета очень интересны, потому что к ним нас не подготовила эволюция. Совершенно неизвестно есть ли у человека механизмы, позволяющие быстро приспосабливаться к таким серьезным изменениям условий существования. Результаты, полученные в данном исследовании показывают, что скорее всего таких механизмов нет, так как при полете в космос, процессам адаптации к новым условиям подвергаются все ключевые типы клеток, органов и тканей в организме человека, то есть организм не знает что делать и пытается делать все и сразу.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение