Полёты в космос портят глаза и нервы

Скажем, уже известно, что разведчикам дальнего космоса, скорее всего, помимо прочих «удовольствий», будет грозить слепота. А банальное пребывание в невесомости ухудшает зрение. И если вновь вернуться к героям, которые устремятся дальше нашей орбиты, то стоит заранее позаботиться о том, чтобы они имели идеальный набор генов... В общем, да, космос страшен для здоровья заранее, и то, что пребывание в нём, мягко говоря, сопровождается определёнными проблемами с физиологией, никогда не было секретом для специалистов, просто со временем масштаб этих проблем стал проясняться: их нынче обнаруживают у самых разных систем организма.

О неурядицах с глазами у астронавтов впервые заговорили в 2001 году (привет, Кубрик!). И это очень серьёзные разговоры и диагнозы, вплоть до макулодистрофии (дегенерации сетчатки), которая может привести к слепоте (на Земле она, напомним, развивается в довольно позднем возрасте). В 2011 году НАСА инициировало подробную проверку зрения у семи астронавтов, которые провели на орбите по меньшей мере полгода. В итоге обнаружилось, что у героев космоса деформировано глазное яблоко и есть аномалии в хороидной оболочке, которая лежит за сетчаткой и несёт питающие кровеносные сосуды. Эти аномалии и деформации, видимо, вызывали отёк зрительного нерва.

Разумеется, первое, что приходит в голову, — это солнечная радиация: не она ли и есть причина молекулярных, клеточных и физиологических неполадок? Второе, что может влиять на нашу биологию, — отсутствие гравитации. Оценить воздействие этих факторов на глаза попробовали учёные из Космического центра Линдона Джонсона при НАСА и Методистской больницы Хьюстона (США): они запускали мышей в 13-дневное путешествие на шаттле «Дискавери», после чего сравнивали активность генов в сетчатке животных на первый, пятый и седьмой день после полёта. Одновременно Патрисия Шеве-Бариос (Patricia Chévez-Barrios) держала нескольких лабораторных мышей в условиях, приближённых к космическим, и ещё несколько животных находились в обычной «земной» обстановке.

Корабль не способен предоставить столь же надёжную защиту от космической радиации, как земная атмосфера, и из-за этого в клетках, попавших в непривычную среду, возрастает уровень кислородных радикалов, которые повреждают биомолекулы и внутриклеточные органеллы. А это заставляет активнее работать гены, противостоящие окислительному стрессу. Именно это и увидели исследователи у мышей, вернувшихся из космоса: в сетчатке животных гены усиленно боролись с окислительным стрессом. Однако спустя неделю антиокислительные гены успокаивались.

Сетчатка мыши под микроскопом: красные нити — волокна зрительного нерва, синие «трубы» — кровеносные сосуды, зелёные «звёзды» — глиальные клетки. (Фото Visuals Unlimited / Corbis)

Конечно, мыши эти были на орбите совсем недолго, и, наверное, слетай они туда на полгодика и дольше, патология в глазах, вызванная окислительным стрессом, была бы куда сильнее. Однако учёным удалось увидеть и такие изменения, которые оставались у животных и через неделю пребывания на Земле.

В зрительном нерве у грызунов, по словам авторов работы, появилось слишком много белка бета-амилоида. Его возникновение сопровождает повреждения нервной ткани; кроме того, избыток бета-амилоида формирует белковые отложения при болезни Альцгеймера. Ну а вдобавок к бета-амилоиду в зрительном нерве появилось большое количество глиальных клеток, что опять-таки можно расценивать как ответ на некое повреждение.

И последнее: в пигментном эпителии сетчатки выросла активность каспазы-3, одного их ферментов в реакции апоптоза. Каспазы помогают ликвидировать клетку, повреждения в которой уже невозможно исправить, из-за чего она становится угрозой соседним, здоровым клеткам. Массовый апоптоз вполне может быть причиной дегенерации тканей; стоит также сказать, что именно аномалии в пигментном слое сетчатки часто заканчиваются возрастной макулодистрофией... Учёные подчёркивают: те перемены, которые они обнаружили в клетках и тканях у мышей, оказались весьма похожи на то, что врачи видели в глазах у астронавтов.

Самое любопытное, что у оставшихся на Земле мышей не было признаков повреждения глазного нерва. Исследователи, впрочем, не знают пока, что именно послужило причиной описанных изменений: то ли само пребывание на орбите, то ли полёт туда и обратно, то ли всё это плюс ещё какие-то факторы (ведь у животных на Земле неспроста этих изменений не произошло). Кроме того, в исследовании «участвовало» не слишком много мышей — всего 18, так что результаты ещё нужно подтвердить внушительной статистикой.

Однако не может не впечатлять то, что удалось воспроизвести те же отклонения, кои ранее были обнаружены у слетавших в космос людей. Как не может не настораживать, что эти изменения были лишь частично обратимыми. Кто знает, не происходит ли нечто похожее с другими нервами и в других отделах нервной системы...

Может показаться, что эти результаты не имеют отношения к повседневности: в конце концов, много ли ваших знакомых летают в космос? Однако роль космоса в нашей жизни, пусть и опосредованно, всё же велика и с каждым днём только увеличивается. И речь тут идёт не столько о международном престиже и ностальгии по Юрию Алексеевичу, сколько о том, что космос всё шире открывает возможности перед новыми технологиями, которые, разумеется, пригодятся не только на орбите. (Мы, если помните, как-то писали о планах биологов перенести исследования рака в космическую невесомость.) Но развитие таких технологий требует умелых рук и творческого мышления, а ни то ни другое заменить роботами мы пока не в состоянии. И это значит, что влияние космоса на наши гены нужно исследовать, и исследовать упорно, ни на чём не экономя.

Статья с результатами описанных экспериментов должна появиться в журнале Gravitational and Space Research.

Подготовлено по материалам Методистской больницы Хьюстона.