يواجه المسافرون في الفضاء عددًا من المخاطر الصحية. أبلغ رواد الفضاء عن فقدان العظام والعضلات. وقد أصيب البعض باضطرابات مناعية أو مشاكل في القلب والكبد. وجدت دراسة جديدة أن الهياكل المنتجة للطاقة في الخلايا قد تكون مسؤولة عن العديد من هذه المشاكل. يمكن أن يوجه هذا الاكتشاف العلاجات لرواد الفضاء المستقبليين في طريقهم إلى أماكن بعيدة مثل المريخ.
بصفته عالم أحياء أنظمة ، يدرس أفشين بهشتي كيفية عمل أجزاء متعددة من الجسم معًا. يعمل لدى KBR في مركز أبحاث أميس التابع لناسا في موفيت فيلد بولاية كاليفورنيا ، وهي شركة أبحاث وهندسة. بهشتي هو جزء من فريق الباحثين الذين أرادوا معرفة كيف يمكن أن تؤثر رحلات الفضاء على الخلايا والأنسجة. "إنه سؤال أساسي" ، يلاحظ. عندما تكون في الفضاء ، "هل هناك نوع من التبديل الرئيسي يحدث في بيولوجيا جسمك؟"
استشار الفريق وكالة ناسا جين لاب. إنها مجموعة من البيانات من تجارب بيولوجيا الفضاء السابقة. درس العلماء الخلايا والأنسجة من الفئران والأشخاص. كانوا يبحثون عن بصمة كيميائية محتملة للسفر إلى الفضاء. للقيام بذلك ، قاموا بمقارنة المسافرين في الفضاء بآخرين بقوا على الأرض.
يقول بهشتي:"الفكرة ليست فقط النظر إلى نوع واحد من [المواد الكيميائية]". بدلاً من ذلك ، أرادوا "النظر إلى النظام [الحي] ككل." وبذلك ، وجدوا موضوعًا مشتركًا. الميتوكوندريا (MY-toh-KON-dree-uh) هي مراكز الطاقة في الخلايا. وبعد قضاء الوقت في الفضاء ، غالبًا ما لا تعمل الميتوكوندريا كما ينبغي.
تتوافق هذه النتائج مع عينات من الدراسة المزدوجة لوكالة ناسا. قبل تقاعده ، أمضى رائد الفضاء سكوت كيلي ما يقرب من عام على متن محطة الفضاء الدولية. بقي توأمه ، مارك ، على الأرض. بعد ذلك ، أظهرت عينات الدم المأخوذة من الاثنين نشاطًا متقدريًا مختلفًا.
التغييرات في الفضاء
في أحدث دراسة ، درس بهشتي وفريقه بيانات جين لاب لأنواع عديدة من الخلايا والأنسجة. درس الباحثون البروتينات والـ RNAs في كل عينة. (الحمض النووي الريبي هو بتات وراثية تساعد الخلايا على تنفيذ التعليمات المخزنة في الحمض النووي). كما بحث الباحثون عن التغيرات اللاجينية في الحمض النووي. هذه مفاتيح كيميائية يمكن أن تتطور على السطح الخارجي للجينات. قد تعمل هذه الجينات بشكل غير لائق على تشغيل الجينات أو إيقاف تشغيلها ، أو تؤثر على كيفية عملها بشكل جيد.
كان التركيز الآخر هو الجزيئات المتعلقة بعملية التمثيل الغذائي (Meh-TAB-oh-lism). تتضمن هذه العملية مزيجًا من الأنشطة الكيميائية التي تدعم الحياة في الخلايا والأعضاء والكائنات الحية بأكملها. تتراوح هذه الأنشطة من الأكل (استهلاك الطاقة) إلى حرق السعرات الحرارية ، وتكوين خلايا جديدة وإلقاء النفايات.
كما فحص الفريق دم وبول 59 رائد فضاء. يبدو أن رحلات الفضاء تسببت في العديد من التغييرات الكيميائية الحيوية فيها. أحد الأعراض:أن مسافري الفضاء لديهم مواد كيميائية أكثر معروف أنها تسبب الالتهاب. كما وجد الباحثون علامات الإجهاد التأكسدي ، وهو نوع من تلف الخلايا. يمكن أن يكون هذا الضرر بسبب سوء أداء الميتوكوندريا.
الشرح:ما هو نموذج الكمبيوتر؟
عكست النتائج الكيميائية أنواع المشكلات الصحية التي شوهدت عند رواد الفضاء. على سبيل المثال ، أصيب بعض رواد الفضاء بمشاكل في الكبد. وتنبأت النماذج الحاسوبية التي تستخدم بيانات GeneLab بالتغيرات الكيميائية في كبد الفئران المرتبطة بالتندب. تحتوي أعضاء الفأر المرسلة إلى الفضاء أيضًا على مستويات أعلى من الحمض النووي الريبي (RNA) التي تلعب دورًا في المناعة الفطرية للجسم. يرسل هذا الجهاز المناعي خلايا الدم البيضاء لمهاجمة الغزاة ، مثل البكتيريا. يمكن أن يتطابق هذا الخلل المناعي مع المستويات العالية من علامات الالتهاب الموجودة في دم رواد الفضاء.
استنتج الفريق الآن أن الضرر الذي يلحق بالميتوكوندريا قد يكون عاملاً شائعًا في المخاطر الصحية للرحلات الفضائية.
يوافق مايكل سنايدر على أن العثور على تغييرات مماثلة في العديد من رواد الفضاء يشير بالفعل إلى بعض التأثيرات العامة. إنه عالم أحياء أنظمة في جامعة ستانفورد في كاليفورنيا. عمل سنايدر في دراسة سكوت ومارك كيلي التوأم ولكنه لم يكن جزءًا من التحليل الجديد.
إذا كانت الميتوكوندريا هي الجاني ، فإن استهدافها يمكن أن يساعد في حماية رواد الفضاء في المستقبل. تسبب بعض الأمراض عيوبًا في الميتوكوندريا. الأدوية المستخدمة لعلاج مثل هذه الأمراض قد تقلل من المخاطر الصحية لرواد الفضاء. يقول بهشتي:"لا يتعين علينا إعادة اختراع العجلة". يمكن أن تختبر الدراسات المستقبلية ما إذا كانت الأدوية الحالية تمنع حدوث مشاكل الميتوكوندريا في الخلايا والحيوانات والأشخاص في رحلات طويلة في الفضاء السحيق.
