Неделя в космосе меняет глаза

Всего 13 дней в космосе достаточно, чтобы вызвать глубокие изменения в структуре глаза и экспрессии генов, говорится в исследовании, которым руководили ученые из Космического центра имени Линдона Джонса из Хьюстона (США).

В ходе исследования ученые изучили, как низкая гравитация, космическое излучение и окислительный стресс влияют на мышей. Кроме того, это первое исследование, которое изучило экспрессию генов, отвечающих за работу глаз, а также поведение клеток после космического полета.

Ученые обнаружили изменения в экспрессии генов, помогающих клеткам справиться с окислительным стрессом в сетчатке, который возникает, вероятно, из-за радиационного воздействия. Эти изменения частично обратимы после возвращения на Землю. Также отмечены изменения зрительных нервов, сопряженные с механическими повреждениями, которые не восстанавливаются. Кроме того, исследователи увидели изменения в экспрессии ДНК генов, отвечающих за «ремонт» повреждений, и в проводящих путях, которые помогают организму разрушать поврежденные клетки.

Ученые обнаружили, что нахождение в космосе ведет к обратимым и необратимым изменениям в глазах. Сейчас требуются дополнительные исследования для лучшего понимания процесса и его причин

Исследователи, изучая астронавтов с 2001 года, отметили, что те подвергаются повышенному риску развития глазных проблем, в частности, преждевременной возрастной макулярной дегенерации. Эксперты подозревают, что причина тому – низкая гравитация и повышенное воздействие солнечной радиации.

В ноябре 2011 года исследование зрения 7 астронавтов показало, что все они имеют проблемы со зрением, после того как провели не менее 6 месяцев в космосе. Врачи увидели уплощение задней части глазного яблока, образование складок на сосудистой оболочке глаза (сосудистой ткани позади сетчатки), избыток жидкости и отек зрительного нерва.

Жесткое излучение от Солнца может вызвать неприятные, крайне разрушительные химические реакции в клетках, именуемые окислительным стрессом. Магнитное поле и атмосфера Земли отражает или поглощает большую часть этого излучения и делает это гораздо лучше, чем тонкое металлическое покрытие корпусов космических кораблей и Международной космической станции.

Повреждения глаз не только вызовет ряд проблем у астронавтов после возвращения на Землю, проблема может помешать будущим космическим миссиям. Особенно опасно это может быть в долгосрочных миссиях, таких как полет на Марс (12-16 месяцев) или к спутникам Юпитера (около двух лет).

Если ученые смогут доказать, что причиной повреждения глаз является все-таки воздействие радиации и низкой гравитации, то одним из решений может стать сооружение космических аппаратов с более высоким уровнем защиты корпуса. Помочь может и установка центробежных устройств для имитации гравитации, которое описал писатель Артур Кларк и показал режиссер Стэнли Кубрик в фильме «Космическая одиссея 2001 года».

Чтобы определить влияние радиационного облучения на глаза, ученые изучили экспрессию генов сетчатки глаза мышей на 1-й , 5-й и 7-й дни после 13 -дневного путешествия на борту шаттла Discovery (STS- 133). Исследователи также изучили глаза и окружающие его ткани, проанализировали их структуру и форму, чтобы понять, как на них влияет низкая гравитация.

После возращения мышей на Землю, ученые нашли в их сетчатке следы окислительного стресса. Но экспрессия шести генов, отвечающих за окислительный стресс, нормализировалась на седьмой день пребывания на Земле. Индикатор окислительного стресса в роговице держался на высоком уровне через день после возвращения мышей с орбиты, но вернулся в норму на седьмой день. Это доказывает, что с окислительным стрессом можно бороться, он является обратимым. Правда, ученые опасаются делать долгосрочные выводы: возможно, результаты будут другим после более длительного пребывания на орбите.

Также у мышей, побывавших на орбите, исследователи обнаружили увеличение содержания белка бета-амилоида в зрительных нервах, и это увеличение сохранялось и после семи дней на Земле. Бета-амилоид, связанный с черепно-мозговыми травмами у людей, не был обнаружен у мышей из контрольной группы, которые оставались не Земле.

Исследователи обнаружили увеличение числа глиальных клеток, которые реагируют на травму в зрительных нервах мышей, бывших в космосе. Правда, пока неизвестно, является ли содержание бета-амилоида и глиальных клеток следствием воздействия низкой гравитации или самого путешествия на орбиту или с орбиты.

Ученые также обнаружили у мышей-астронавтов повышенные уровни каспазы-3 в пигментном эпителии сетчатки (фермент каспаза-3 помогает иммунной системе уничтожить поврежденные клетки). Такие аномалии эпителия обычно связаны с развитием возрастной макулярной дегенерации.

Ученые обращают внимание на то, что пока их исследования носят предварительный характер – требуется изучить долгосрочное влияние на большем количестве подопытных.