Kilka badań sugeruje, że ryzyko związane z lotami kosmicznymi ośrodkowy układ nerwowy (OUN) i inne złożone skutki zdrowotne. Jednak wydaje się, że sztuczna grawitacja zapewnia pewną ochronę przed tymi zmianami, zgodnie z ostatnimi wynikami badań przeprowadzonych na Międzynarodowa Stacja Kosmiczna za pomocą muszek owocowych.
Muszki owocówki są idealnym organizmem do tego rodzaju badań ze względu na ich podobieństwo do ludzi. Procesy komórkowe i molekularne muchy i człowieka w znacznym stopniu się pokrywają. Prawie 75% genów wywołujących choroby u ludzi jest wspólnych dla muszek owocowych, co oznacza, że im więcej dowiadujemy się o muszkach owocowych, tym więcej informacji mają naukowcy, aby zbadać, w jaki sposób środowisko kosmiczne może mieć wpływ na zdrowie ludzi.
W tym eksperymencie naukowcy polecieli muchy na stację kosmiczną na miesiąc w nowo opracowanym sprzęcie znanym jako Multi-use Variable-Gravity Platform (MVP), który może trzymać muchy w różnym stopniu powaga. Muchy w tym sprzęcie miały dostęp do świeżej żywności, ponieważ żyły i rozmnażały się. Dzięki zastosowaniu odrębnych przegródek MVP umożliwił oddzielenie różnych generacji much.
Wirówka, urządzenie, które obraca się w celu odtworzenia grawitacji, została użyta do symulacji ziemskiej grawitacji dla innej grupy, wystawiając ich na działanie sztucznej grawitacji. Kamery w sprzęcie uchwyciły zachowanie tych „flynautów” podczas przebywania na stacji kosmicznej. Niektóre zamrożone muchy zostały sprowadzone na Ziemię, aby zbadać ekspresję ich genów.
Muchy poleciały z powrotem do Ames w celu przeprowadzenia dodatkowych badań, kiedy wróciły na Ziemię statkiem kosmicznym SpaceX Dragon, który rozprysnął się w Ocean Spokojny. Po przybyciu much naukowcy z Ames pracowali bez przerwy przez dwa dni, aby je posortować i ocenić ich zachowanie oraz biochemię. Te same analizy przeprowadzono na zestawie much trzymanych na Ziemi jako eksperyment kontrolny, aby zapewnić punkt odniesienia do porównania danych z „flyonautów”.
Jest to pierwsze tego rodzaju badanie, które uwzględnia zintegrowane podejście do tego, jak środowisko kosmiczne wpływa na układ nerwowy. Naukowcy zaobserwowali zachowanie much, obserwując ich ruchy podczas poruszania się w swoim środowisku, zmiany na poziomie komórkowym w mózgu muchy, sposób, w jaki modyfikacje ekspresji genów wpływają na układ nerwowy i nie tylko.
Naukowcy zauważyli, „Obserwowane zmiany przybierały różne formy, niektóre łatwe do zauważenia po prostu patrząc na kamery znajdujące się w przedziałach MVP, inne, które wymagały dalszych badań nad powrotem na Ziemię. Badane zachowania obejmowały aktywność much w locie i zdolność wspinania się po powrocie na Ziemię. Muchy mają naturalną reakcję na wspinanie się po kontenerze po stuknięciu, co zostało użyte jako test ich umiejętności po locie. Muchy w mikrograwitacji były bardziej aktywne niż te w sztucznej ziemskiej grawitacji, ale również wykazywały trudności podczas tego testu wspinaczkowego po powrocie na Ziemię”.
Nieprawidłowości neurologiczne u much wystawionych na działanie mikrograwitacji zostały odkryte w dokładniejszych badaniach przeprowadzonych zaraz po wylądowaniu. Po powrocie na Ziemię muchy starzały się różnie w zależności od tego, czy użyły sztucznej grawitacji w kosmosie. Stawili czoła podobnym trudnościom, jak muchy w mikrograwitacji, choć mniej dotkliwe.
Wyniki tego badania sugerują, że lot kosmiczny powoduje stres w komórkach muchy, który prowadzi do negatywnych skutków behawioralnych i neurologicznych, a także zmian w ekspresji genów w komórkach muchy. mózg muchy. Jednak sztuczna grawitacja może tymczasowo złagodzić trudności, jakie mikrograwitacja w kosmosie powoduje w układzie nerwowym muszki owocowej, nawet jeśli nadal występują długoterminowe komplikacje zdrowotne.
Dr Siddhita Mhatre, starszy naukowiec KBR Wyle w Ames i autor opublikowanego artykułu, powiedziany, „Ponieważ muszki owocowe i ludzie to bardzo różne organizmy, pomimo ich genetycznego nakładania się, wyniki te nie mogą bezpośrednio przemawiać do tego, czego ludzie będą doświadczać przez całe życie w kosmosie – ale torują drogę naukowcom do dalszych działań przy opracowywaniu sposobów ochrony astronautów podczas podróży do miejsc o różnych poziomach grawitacji w przyszłości”.
„W związku z nadchodzącymi długotrwałymi misjami w głębokim kosmosie, w których astronauci będą narażeni na różne poziomy grawitacji, konieczne jest, abyśmy zrozumieli wpływ zmienionej grawitacji na funkcje neurologiczne. Jeśli uda nam się wykorzystać sztuczną grawitację, aby opóźnić deficyty związane z przestrzenią kosmiczną, może uda nam się wydłużyć przyszłe ramy czasowe misji. A latanie w kosmosie, wraz z astronautami, pomoże w dalszym wysiłkach na rzecz utrzymania astronautów w zdrowiu”.
Referencje czasopisma:
- Siddhita D. Mhatre i wsp., Sztuczna grawitacja częściowo chroni wywołane przestrzenią deficyty neurologiczne u Drosophila melanogaster, Raporty komórkowe (2022). DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111279
