Исследование, проведенное учеными, было посвящено изучению воздействия условий космического полета на белковый состав крови 18 российских космонавтов. В ходе анализа установлено, что во время пребывания в космосе в организме человека происходят значительные изменения, затрагивающие клетки, ткани и органы.
В рамках совместного исследования российские и канадские ученые изучили, как условия космического полета воздействуют на белковый состав крови 18 российских космонавтов. Полученные данные показали, что во время полетов в космос в организме человека происходят значительные изменения на клеточном, тканевом и органном уровнях, обеспечивающие адаптацию к новым условиям. Профессор Сколтеха и МФТИ Евгений Николаев выступил инициатором данного исследования. Материалы исследования были опубликованы в авторитетном научном издании Nature Scientific Reports.
Изучение воздействия космических полетов на организм человека ведется с середины XX века. Известно, что факторы, связанные с космическими полетами, влияют на обмен веществ, терморегуляцию, сердечные биоритмы, функционирование мышц, дыхательную систему и другие процессы в организме. Однако молекулярные механизмы, определяющие это влияние, остаются невыясненными для ученых и врачей.
Белки играют ключевую роль в адаптации организма к различным условиям, поэтому внимание исследователей было сосредоточено на них. В рамках исследования проанализировали концентрации 125 белков в плазме крови 18 российских космонавтов, находившихся длительное время на Международной космической станции. Образцы крови брали за 30 дней до старта миссии, непосредственно после возвращения на Землю и через неделю после возвращения.
Ученые использовали метод масс-спектрометрии для измерения концентраций выбранных белков. Эта технология позволяет идентифицировать молекулы и проводить количественный анализ смесей веществ, то есть определять количество молекул конкретного типа в смеси).
В ходе исследования выявлены белки с постоянной концентрацией, белки, концентрация которых изменяется, но быстро стабилизируется, и белки, содержание которых в крови восстанавливается медленно после возвращения космонавта на Землю.
«Для исследования был сформирован неслучайный набор белков. Изученные белки представляют собой группу биомаркеров, применяемых для диагностики неинфекционных заболеваний у людей. Полученные данные свидетельствуют о том, что в условиях микрогравитации иммунная система проявляет признаки, характерные для патологического состояния, поскольку организм не может адаптироваться к новым условиям и активирует все доступные механизмы защиты.
Впервые в рамках данной работы для решения поставленных задач была применена количественная протеомика, позволяющая не только установить факт присутствия белка, но и оценить его концентрацию. Мы планируем использовать более таргетный подход в будущем, для того чтобы найти больше специфических белков, отвечающих за изменения в организме человека в условиях невесомости. Для этого космонавтам придется сдавать кровь прямо на орбите», – пояснил профессор Евгений Николаев.
Организм человека претерпевает во время космического полета весьма любопытные изменения, поскольку эволюция не предусмотрела их. Не ясно, существуют ли у человека механизмы, способные обеспечить быструю адаптацию к столь значительным изменениям в условиях окружающей среды.
Полученные в ходе исследования данные свидетельствуют о маловероятности существования подобных механизмов. Это объясняется тем, что во время космического полета адаптации к изменившимся условиям подвергаются все основные типы клеток, органы и ткани организма, что указывает на отсутствие четкой стратегии и попытку одновременной реакции на все факторы.