Космические путешествия не безобидны: у космонавтов нашли повреждения мозга

Для космонавтов сохранение здоровья на орбите является главным приоритетом. Человеческое тело просто не создано для жизни в космосе: длительное воздействие микрогравитации может привести к потере мышечной массы, ослаблению костей и даже к сокращению глазных яблок. Также ученые уже несколько лет пристально изучают, что происходит с мозгом космонавта, когда он покидает Землю.

Исследование, опубликованное в JAMA Neurology, предполагает, что длительный космический полет может вызвать незначительное повреждение мозга и ускорить нейродегенеративные заболевания. Исследование, проведенное учеными из Гетеборгского и Мюнхенского университетов, включало в себя наблюдение за пятью российскими космонавтами на борту Международной космической станции. Отслеживая концентрацию специфических белков мозга до и после космического полета, исследователи пришли к выводу, что длительное пребывание в космосе представляет собой угрозу для неврологического здоровья. Эти результаты очень важны для будущих космических миссий, включая пилотируемые полеты на Марс: повреждение клеток мозга необходимо подробно изучить и предотвратить.

Космонавты — пятеро мужчин со средним возрастом 49 лет — провели в космосе почти полгода. Исследователи взяли у них образцы крови как перед полетом (за 20 дней до запуска), так и после (через один день, одну и три недели после приземления). Используя тестирование одиночных молекул, — метод, достаточно чувствительный для обнаружения белков с точностью фг/мл, — они изучили концентрацию в каждый момент времени пяти биомаркеров головного мозга на основе крови: NFL, GFAP, общий тау-белок и бета-белки амилоида Aβ40 и Aβ42.

Эти белки позволяют наблюдать за структурной целостностью ткани мозга. Например, повышенные уровни NFL в спинномозговой жидкости или крови связаны с повреждением соединительных волокон головного мозга — аксонов. Между тем, бета-белки амилоида считаются признаком нейродегенеративного заболевания и старения мозга.

Чтобы определить тенденции появления биомаркеров, исследователи изучили средний групповой ответ для пяти космонавтов. Они обнаружили, что уровни NFL, GFAP и Aβ40 были значительно повышены после возвращения космонавта на Землю даже через три недели. Все три биомаркера достигли максимальной концентрации через неделю после посадки. Примечательно, что корреляционный анализ выявил трехстороннюю связь между концентрацией каждого белка на протяжении всего исследования. Это говорит о том, что длительные полеты в космос вызывают значительный отклик со стороны различных типов функциональных тканей мозга. Похоже, что затронуты все типы тканей мозга.

Результаты исследования могут отражать реакцию мозга на длительное перераспределение жидкости во время космического полета и ее последующее восстановление на Земле. Более того, этот ответ, по-видимому, длится в течение нескольких недель после полета, поскольку эффективный период полувыведения каждого биомаркера составляет значительно меньше трех недель.

Хотя исследование и выявило ущерб, который долгосрочные космические миссии могут нанести мозгу, остается вопрос, как и почему это повреждение происходит. Сейчас ученые задаются вопросом, влияет ли на такой результат невесомость, изменения в мозговой жидкости, стрессы, связанные с запуском и посадкой, или это вызвано чем-то еще. Хорошо, если удастся ответить на эти вопросы, прежде чем космические путешествия станут обычным явлением.

К сожалению, это уже не первое исследование, которое свидетельствует о пагубном воздействии космических путешествий на человеческий организм. Многочисленные исследования астронавтов МКС показали, что пребывание в космосе изменяет объем белого вещества мозга. Также космонавты давно отметили нечеткость зрения после возвращения на Землю — проблема связана с влиянием невесомости на спинномозговую жидкость. А в 2021 году были опубликованы убедительные результаты исследования влияния микрогравитации на когнитивные способности.