Радиация и микро/гипергравитация – главные опасности для человека во время полёта в космос. Исследования показали много негативных физиологических последствий полета: проблемы с иммунной системой, ускоренное клеточное старение и снижение когнитивных способностей.
Человеческое тело изменялось со временем, адаптируясь к жизни на Земле. Оно способно выдерживать земное притяжение, использовать атмосферный воздух для дыхания и перерабатывать вещества планеты.
Такое положение дел порождает беспрецедентные трудности с адаптацией к неведомым условиям космических перелетов, к которым человеческий организм не приспособлен.
Несмотря на то что множество фильмов воспевает космические путешествия, мало кто задумывается о потенциально негативных последствиях таких миссий. Каковы условия в космосе, которые оказывают вредное влияние на человеческое тело? Как эти условия трансформируют организм человека после возвращения из межпланетного полета?
Опасности, связанные с космическими путешествиями
Изучение людей, побывавших в космосе или прошедших его симуляцию, выявило ряд фактов о воздействии космических полётов на организм человека. Основными угрозами во время таких путешествий являются радиационное облучение и экстремальные гравитационные условия, например, микро/гипергравитация.
Космическая радиация обладает значительно большей энергией, чем виды радиации на Земле, например рентгеновское или гамма-излучение. Атмосфера и магнитное поле планеты защищают нас от этих излучений, но в космосе, где такой защиты нет, воздействие возрастает.
Ионизирующие излучения наносят необратимый вред ДНК клеток, макромолекулам внутри клеток и самим молекулам воды в организме, вызывая окислительный стресс.
Вторым важным фактором, влияющим на организм человека в космосе, являются экстремальные гравитационные условия. Человеческое тело адаптировано к гравитационному полем на Земле (1g).
В ходе космических путешествий организм испытывает воздействие различных гравитационных полей: микрогравитации на корабле и невесомости в открытом космосе. При заходе в атмосферу наблюдается гипергравитация, превышающая 1g.
Изменения негативно влияют на физиологию мышц, костей, лёгких, почек, сердечно-сосудистой системы и органов чувств, таких как зрение и способность удерживать равновесие. МикрогравитацияИзменяет работу почек, артериальное давление и объем легких, а также повышает вероятность возникновения сердечных аритмий.
Последствия после возвращения на Землю
Космические полеты часто оказывают долгое влияние на организм человека даже после возвращения на Землю из-за неблагоприятных условий. Длительное отсутствие земного притяжения приводит к смещению жидкости в голову, что негативно сказывается на костях и мышцах.
Изменения гравитационных сил могут вызвать долговременные изменения в работе сердечно-сосудистой и опорно-двигательной систем. Известны случаи, когда после полета увеличивается частота обмороков и снижается физическая работоспособность.
Эксперименты с крысами, отправившимися в космос, выявили отрицательное воздействие хронического низкоуровневого радиационного облучения на репродуктивную систему из-за усиления повреждений хромосом и формирования некачественных половых клеток.
Имитационные исследования на животных показывают нарушение нормального сперматогенеза и синтеза тестостерона у самцов, а также преждевременное истощение овариального резерва и отказ яичников у самок. ).
Космические путешествия оказывают серьёзное воздействие на репродуктивную функцию у мужчин и женщин-космонавтов после полёта, повышая риск генетических отклонений у их потомства.
Кроме того, исследователи миссии проводили анализ с направления по длине… Марс-500Исследование выявило, что длительное пребывание в космосе существенно влияет на процессы старения человеческого организма. Показано снижение уровня пяти различных маркеров старения в клетках экипажа во время 520-дневной симуляции космического полета. Полученные результаты свидетельствуют о временном замедлении биологического старения под воздействием условий космического путешествия.
Выводы из исследования близнецов НАСА
Многие исследования влияния полетов в космос на космонавтов не были достаточно тщательно изучены с генетической точки зрения.
Чтобы отличить два эффекта, отправили одного из близнецов-идентичных братьев в космос, а другого оставили на Земле. По возвращении космического близнеца сравнили их. Этот эксперимент провели недавно НАСА, и его результаты оказались впечатляющими, особенно для понимания процессов старения в человеческом организме.
Братья-близнецы Скотт и Марк Келли, астронавты НАСА, стали объектом глубокого изучения для выяснения последствий космических полётов.
В ходе исследования один из близнецов совершил 320-дневный космический полет, а затем в течение шести месяцев его показатели сравнивались с показателями земного брата по физиологическим и биологическим параметрам. Среди заметных результатов — изменение длины теломер.
Теломера — повторяющийся участок ДНК, находящийся на конце хромосомы.
Он предохраняет ее от повреждений и разрушения, а также служит показателем старения, так как сокращается при каждом размножении клеток.
Изучение показало увеличение длины теломер у космического близнеца во время полета в космос, которое быстро восстановилось после возвращения на Землю. Установлено, что космические путешествия приводят к повышению числа хромосомных аберраций и повреждений ДНК, а также оказывают влияние на иммунную систему.
Близнец, побывавший в космосе, продемонстрировал снижение когнитивных функций, сохранявшееся в течение шести месяцев. Исследование уточнило наше понимание влияния космических путешествий и их стрессовых факторов на организм человека, контролируя генетические эффекты.
Научно-технический прогресс позволил не только совершать космические путешествия, но и изучить их влияние на организм человека в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Основными угрозами для людей в ходе космических путешествий являются радиация и микро/гипергравитация.
Изучение космонавтов и животных в условиях космического полета, а также симуляции показало множество негативных физиологических изменений в организме человека. Исследование близнецов, проведенное НАСА, помогло глубже понять эти эффекты благодаря сравнительной генетической картине брата-космонавта и брата, находящегося на Земле.
Исследования выявили длительное воздействие космических полетов на биологические системы, включая когнитивные функции, иммунную защиту и клеточное старение. Полученные данные позволяют понять проблемы организма во время космических экспедиций. В условиях поиска жизнеспособных планет-заменителей для Земли эти результаты свидетельствуют о том, что человеческий организм оптимально адаптирован к жизни на родной планете.