"Bilim" kapağı: biri uzayda diğeri yeryüzünde, bugün yayınlanan ikiz astronotların fizyolojik karşılaştırma verileri
İlk kara delik fotoğrafının ortaya çıkışı, güneş sistemindeki üçüncü gezegende yaşayan insanların geniş uzaya odaklanmasına izin verdi. bir gün sonra "Science" dergisinin son sayısının kapak çalışması, insanlığın yıldızların parladığı yere uçması için en son biyolojik içgörüleri getirdi. Dünyadan ve uzaydan gelen iki ikiz astronotun fizyolojik verilerini karşılaştırarak, evrende ne kadar uzun süreli yaşamanın insan vücudu üzerinde ne kadar değişiklik ve etki yaratacağını ilk defa biliyoruz.
Biri uzayda, diğeri yeryüzünde
Yolculuğumuz yıldızlar denizidir. Yeryüzünde doğan insanlar, milyarlarca yıldır güneş sisteminin gerilemesiyle nesli tükenmek istememiştir. Kalbimizde, uzun zamandır gelecekteki evlerimizi boş alana attık.
Uzay yolculuğu teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, ayın dışında Mars, insanların son yıllarda inmeyi beklediği bir başka gök cismi haline geldi. İyimserler, 2035 yılına kadar Mars iniş planını başlatacağımızı tahmin ediyor. Ancak, uzun mesafe bu yolculuğu kolaylaştırmıyor. Şimdiye kadar sadece 559 insan ana gezegenlerini terk etti ve uzaya gitti. Bunların arasında uzayda 300 günden fazla yaşamış sadece 8 insan var. Yıldızlararası uzun mesafeli uçuşun insanlar üzerindeki etkisi hakkında hala çok az şey biliyoruz.
Kardeşler Mark Kelly (solda) ve Scott Kelly (sağda) (Fotoğraf kredisi: NASA / Robert Markowitz)
Amerikalı özdeş ikiz astronotlar Mark Kelly (Mark Kelly) ve Scott Kelly (Scott Kelly), insanlığın yeni bilgiler edinmesi için bir dönüm noktası oldu. Kardeşler 2015 yılında özel bir bilimsel araştırma görevini kabul ettiler - Scott uzaya gidecek ve bir yıl boyunca Uluslararası Uzay İstasyonu'nda çalışacak. Aynı zamanda, Mark bir karşılaştırma olarak yeryüzünde kalacak.
Bu araştırmaya öncülük eden bilim adamları, uzayda bir yıl yaşamanın insan vücudu üzerinde ne tür etkileri olacağını bilmek istiyor.20 sayfalık "Bilim" makalesi
biliyoruz, Uzayda yaşam astronotlara birçok değişiklik getirmelidir: Ağırlıksız ortam, Dünya'daki yaşamdan tamamen farklıdır.Dar ve kapalı alan, astronotlara kolayca baskı uygular.Uzaydaki iyonlaştırıcı radyasyon, uzay aracının metal kabuğuna da nüfuz ederek potansiyel olarak insan vücudunu etkileyecektir. Bununla birlikte, spesifik araştırma ve veriler aslında oldukça yetersizdir.
Küçük yaşam ortamı astronotlara da baskı uygulayacak (resim kaynağı: NASA)
NASA'nın insan araştırma proje ekibi, bu değişiklikleri derinlemesine anlamak için 12 üniversiteden 80'den fazla bilim adamı, biyokimyasal seviye, bilişsel yetenek, epigenetik, gen ifadesi, bağışıklık sistemi, metabolik yetenek, mikrobiyom, proteomik, fizyoloji ve terminali kapsayan 10 araştırma konusu tasarladı. Tane uzunluğu gibi birden çok boyut. Araştırmacılar, iki ikiz astronotu karşılaştırmanın yanı sıra, Scott uzaya gitmeden önce ve sonra uzaydaki verilerle karşılaştırarak çok sayıda örnek ve veri topladı ve entegre analiz yaptı.
Scott, Mart 2016'da Dünya'ya döndü ve büyük ölçekli bir analiz başladı. Bugün, üç yıl sonra, bu analiz sonuçları 20 sayfa uzunluğundaki en iyi akademik dergi "Science" dergisinde yayınlandı. Ondan bazı inanılmaz değişiklikler bulduk.
Hafif değil iyi geceler
Araştırma makalesi, uzayda uzun süreli yaşamanın moleküller, fizyoloji ve davranış açısından astronotlara birçok değişiklik getirdiğini belirtti. Olası risklere göre bu değişiklikler üç seviyeye ayrılabilir.İlk düzey, esas değişikliğin bağırsak florasından geldiği "düşük risk" olarak sınıflandırılır. İnsan vücudunda bağırsak florasının% 90'ından fazlası Firmicutes ve Bacteroidetes'ten gelir. Karşılaştırma sayesinde araştırmacılar, Scott'ın bağırsak florasında bu iki bakteri türünün oranının önemli ölçüde değiştiğini buldular - Firmicutes sayısı artarken, Bacteroides sayısı azaldı. Dünya'ya döndüğünde, ikisi arasındaki oran yavaş yavaş normale döndü.
Bunun için araştırmacıların iyi bir açıklaması yok: Sonuçta ağırlıksızlık, astronotlar için özel yemek, iyonlaştırıcı radyasyon ve biyolojik saat bozuklukları gibi çeşitli nedenler bu fenomene neden olabilir. Ek olarak, araştırmacıların bağırsak florasının oranındaki bu değişikliğin insan vücudu için yararlı mı yoksa zararlı mı olduğuna karar vermenin hiçbir yolu yok.
Bu çalışmanın tasarımı (resim kaynağı: referans)
Araştırmacılar kardiyovasküler değişiklikleri "orta riskli" olarak sınıflandırıyor. Ağırlıksızlık nedeniyle, vücut sıvılarının astronotlardaki dağılımı Dünya'dakinden çok farklıdır ve bu da kan damarlarının fizyolojisini etkileyecektir. Spesifik olarak, Scott'ın karotid arteri genişledi ve karotis arter duvarının en içteki iki tabakası kalınlaştı; bu, altta yatan kardiyovasküler ve serebrovasküler hastalıklarla ilgili olabilir. Karotis arterinin dışında, retinal damar sisteminde de görüşünü engelleyebilecek bazı anormal değişiklikler var.
Genom üzerinde önemli etki
Bu çalışmada, uzaydaki yaşamın genom üzerindeki önemli etkisi şüphesiz en çok endişe verici olanıdır ve buna karşılık gelen değişiklikler de "yüksek risk" olarak listelenmiştir. İlk olarak, araştırmacılar, Scott'ın bazı hücrelerindeki kromozomların anormal değişikliklere sahip olduğunu gözlemlediler - vücudundaki bazı kromozom parçaları tersine çevrildi, bu da hücrelerden geçen yüksek enerjili kozmik parçacıkların neden olduğu yıkım olabilir. Araştırmacılar şunları değerlendirdi: Bu tür bir hasara neden olmak, kabaca dünya üzerinde 50 yıllık fon radyasyonu almaya eşdeğerdir. Uzayda, sadece bir yıllık yaşam bu tür sonuçlara neden olacaktır.
Ters çevirme ve yer değiştirme gibi varyasyonlar Scott kromozomunda görünür (resim kaynağı: referans)
Ek olarak, araştırmacılar ayrıca Scott'ın telomer uzunluğu da önemli ölçüde değişti. Uzayda geçirdiği süre boyunca telomerleri önemli bir uzama gösterdi. Genel olarak konuşursak, telomerlerin uzunluğu yaşam süresiyle ilgilidir. Bu, ömrünü uzatsa da kanser riskini de artırıyor. Biliyorsunuz, birçok hücrenin kanserli hale gelmesi için ilk adım, telomerleri uzatmak ve hücreleri ölümsüz kılmaktır.
Scott Dünya'ya döndüğünde, telomer genişlemesinin etkisi hızla ortadan kalktı. Yeryüzünde insanlar telomerlerinin "kısalmayı hızlandırdığını" buldu. Uzaya gitmeden öncesine kıyasla, Scott'ın telomerleri Dünya'ya döndükten sonra çok fazla kısaldı. Araştırmacılar şöyle dedi: Bu, onu "yaşlanmanın hızlanması" riskiyle karşı karşıya bırakır.
Scott'ın uzay hayatı, fizyolojisinde bariz değişiklikler getirdi (resim kaynağı: NASA)
Bu değişiklikler aynı zamanda Scott'ın vücudundaki gen ekspresyon durumunu da etkiledi. Kesin konuşmak gerekirse, gen ekspresyonu çevreden ve yaşam tarzından etkilenir, bu yüzden değişiklikler o kadar şaşırtıcı olmamalıdır. Ancak araştırmacılar, Scott'ın gen ifadesindeki değişikliklerin sayısı karşısında hala şok oldular. Analizler, bu değişikliklerin çoğunun enerji metabolizmasındaki değişiklikleri yansıtabilecek mitokondriyal genlerden geldiğini gösteriyor. Ek olarak, bağışıklık sistemindeki bazı genlerin ifadesi de değişmiştir, ancak genel olarak Scott'ın bağışıklık sistemi normaldir. Benzer şekilde, Dünya'ya döndükten sonra, değişikliklerin yaklaşık% 90'ı kademeli olarak ortadan kayboldu ve normale döndü.
Yıldız Vatandaşı
Pek çok araştırmacının belirttiği gibi, bu çalışmaların sonuçları belirsiz görünüyor: Birinin uzaya gittiğini biliyoruz ve fiziksel durumunun değiştiğini biliyoruz. Ancak çoğu zaman bu değişikliklerin iyi mi yoksa kötü mü olduğunu bilmiyoruz. Ek olarak, astronotlar yerçekimi ortamına döndükten sonra çok fazla stres reaksiyonu yaşayacaklar.Takip medya röportajları ve yerdeki diğer bilimsel araştırma görevleri de kolay değil.Bu Scott'ın fizyolojik durumunu etkileyebilir ve araştırma sonuçlarını getirebilir. Bazı girişimler. Ek olarak, astronotlar yerçekimi ortamına döndükten sonra çok fazla stres reaksiyonu yaşayacaklar.Takip medya röportajları ve yerdeki diğer bilimsel araştırma görevleri de kolay değil.Bu Scott'ın fizyolojik durumunu etkileyebilir ve araştırma sonuçlarını getirebilir. Bazı girişimler.
Ancak şunu da belirtmek gerekir ki, insanoğlu uzun süreli uzay yaşamının etkisinin derinlemesine analizini ve değerlendirmesini bu kadar detaylı bir şekilde yapıyor ... Tek yumurta ikizlerinin kimliği bu araştırmayı daha da anlamlı kılıyor. Yıldızların parladığı diğer tarafta, sonunda yıldızlararası vatandaş olacağız. "Bu araştırma, insanlar için küçük bir adımdan çok daha fazlası." , "Science" dergisindeki özel makalenin incelemesinin sonunda söyledi.
Editör: Zhang Peng Sorumlu editör: Gu Jun
Kaynak: Akademik Jingwei
