Космические путешествия могут ускорить старение, повреждая печень

Фото из открытых источников

Космос — одно из самых суровых мест, которые может испытать человек. Помимо защиты земной атмосферы, организм сталкивается с мощным излучением, невесомостью и другими условиями, к которым он не был приспособлен в процессе эволюции.

Учёные давно знают, что эти нагрузки влияют на мышцы и кости, но новые исследования показывают, что состояние печени также может многое рассказать о процессе старения организма.

Исследование проводилось под руководством профессора Михала Мастернака из Университета Центральной Флориды. Его результаты были опубликованы в журнале GeroScience.

Исследователи изучили печень, поскольку она играет центральную роль в метаболизме, накоплении энергии, детоксикации и многих других процессах, обеспечивающих нормальное функционирование организма.

«Мы сосредоточились на печени, потому что это один из основных органов метаболизма в нашем организме», — сказал Мастернак. «Мы обнаружили, что всего через 24 часа после облучения в печени происходят многочисленные генетические изменения, поразительно похожие на те, что случаются при старении. Можно предположить, что если бы кто-то находился в космосе гораздо дольше, ущерб мог бы быть намного больше».

Чтобы лучше понять, с чем могут столкнуться астронавты во время будущего полета на Марс, исследователи создали в лаборатории имитацию условий дальнего космоса.

В ходе экспериментов на животных моделях в Лаборатории космического излучения НАСА они провели 14 дней в условиях имитированной микрогравитации, одновременно подвергаясь воздействию галактического космического излучения и солнечных частиц. Дозировка была разработана таким образом, чтобы имитировать то, с чем астронавты могут столкнуться во время миссии на Марс.

Воздействие вещества вызвало ряд вредных изменений в печени. Исследователи наблюдали усиление клеточного старения — процесса, при котором стареющие клетки перестают нормально функционировать. Они также обнаружили усиление воспаления и фиброза — разновидности рубцевания тканей, которая может нарушать нормальное функционирование органов.

Если эти состояния не будут контролироваться, они в конечном итоге могут привести к ухудшению состояния или отказу органов. Команда сравнила свои результаты с образцами крови, собранными в ходе исследования НАСА «Исследование близнецов», а также у астронавтов, участвовавших в миссии Inspiration4. Они обнаружили схожие генетические изменения в крови человека.

«У нас есть необработанные данные исследований на людях, и они показывают, что некоторые из этих изменений схожи», — говорит Мастернак. «Это говорит о том, что мы выявляем полезные молекулярные мишени, которые в будущем могут помочь защитить астронавтов во время длительных космических миссий».

Исследователи не просто выявили изменения. Они также проверили, могут ли эти изменения подвергаться влиянию. В ходе своей работы они выявили молекулы, называемые антагомирами, которые взаимодействуют с микроРНК. МикроРНК помогают регулировать включение и выключение генов внутри клеток.

Воздействуя на эти генетические пути, антагомиры могут уменьшить некоторые из связанных со старением и воспалением эффектов, наблюдаемых после облучения, подобного космическому. Хотя это исследование находится еще на ранней стадии, оно предлагает возможную отправную точку для разработки методов лечения, которые могли бы защитить астронавтов во время длительных миссий, а также внести вклад в разработку будущих методов лечения заболеваний, связанных со старением.

«Очень часто, когда мы изучаем различные процессы старения, это занимает время, — сказал Мастернак. — Даже у людей это практически невозможно, потому что на это ушли бы десятилетия. Но если мы увидим некоторое ускорение старения в космосе, то сможем перенести эти данные на исследования на людях. Мы можем наблюдать за процессами, происходящими гораздо быстрее, лучше их понимать и в конечном итоге использовать эти знания для улучшения здоровья людей здесь, на Земле».

Исследователи все чаще рассматривают космос как ценную лабораторию для изучения биологии человека. Более ранние исследования показали, что космические полеты могут влиять на иммунную систему, сердечно-сосудистую систему, мышечную силу, плотность костей и даже активность генов. Эта работа также отражает более широкий взгляд на старение. Ученые больше не рассматривают старение как единый процесс.

«Наше понимание процесса старения очень сложное», — сказал Мастернак. «Старение — это не просто морщины или косметические изменения. Это постепенное и цепное нарушение работы множества органов и биологических систем, происходящее одновременно. Понимая, что запускает этот процесс и где он происходит, у нас появляется больше шансов предотвратить многие заболевания до их развития. Это один из самых важных и нерешенных вопросов».