خطرهایی که انسان را در فضا تهدید می کند

به گزارش جام جم آنلاین و به نقل از زومیت، فضا محیطی خشن است. تا‌کنون، بشر موفق شده است فناوری لازم برای اعزام فضانوردان به مدار و بازگشت ایمن آن‌ها به خانه را توسعه دهد؛ اما دانشمندان همچنان تأثیرات سفرهای فضایی، به‌ویژه سفرهای طولانی‌مدت، بر سلامت انسان را بررسی می‌کنند. این بررسی‌ها برای تضمین سلامت و امنیت فضانوردان قبل از مأموریت‌ به مریخ اهمیت دارند.

براساس پژوهش‌ روی فضانوردان که مشهورترینش پژوهش دوقلوهای فضانورد اسکات و مارک کلی بود، اقامت طولانی‌مدت در فضا بر جریان خون مغز تأثیر می‌گذارد، میکروبیوم شکمی را تغییر می‌دهد، التهاب و ورم را افزایش و بینایی را کاهش می‌دهد و استخوان‌ها را سست و ماهیچه‌ها را فرسوده می‌کند.

آزمایش شبیه‌سازی فضا برای موش‌ها نشان می‌دهد زندگی در فضا به سیستم ایمنی و مغز آسیب‌ می‌زد. حالا دانشمندان در تلاشی دسته‌جمعی به انتشار گنجینه‌ای بزرگ شامل ۳۰ مقاله دست زده‌اند که با بررسی ریسک‌های سلامتی مرتبط با سفرهای فضایی ارتباط دارند.

مجموعه‌ی یادشده بزرگ‌ترین مجموعه‌‌داده‌های بیولوژی فضایی و تحلیل‌های قوی از بررسی زندگی مگس‌ها، کرم‌ها، موش‌ها و فضانوردان در فضا را شامل می‌شود. برخی از نتایج مهر تأییدی بر دانسته‌های کنونی درباره‌ی مشکلات مرتبط با سلامتی در فضا هستند؛ در‌حالی‌که برخی پژوهش‌های دیگر دیدگاه‌های جدیدتری ارائه می‌دهند یا روشی برای بهبود آزمایش‌های آینده پیشنهاد می‌کنند. پژوهشگران در مقاله‌ی مروری جدید می‌گویند:

گرچه در دهه‌ی گذشته پیشرفت‌های چشمگیری در زمینه‌ی درک خطر‌های سلامتی سفرهای فضایی را شاهد بودیم، برای افزایش سفرهای فضایی ایمن فراتر از مدار زمین ازجمله سفر به ماه و مریخ و مأموریت‌های فضای عمیق به پژوهش‌های بیشتری نیاز داریم.

خطرهای سلامتی سفرهای فضایی با نیروی گرانش واردشده بر فضانوردان هنگام بلندشدن فضاپیما از زمین آغاز می‌شود و با قرارگرفتن درمعرض پرتوهای مضر فضایی و ریزگرانش ادامه می‌یابد. برای مثال در مسیر سفر به مریخ، فضانوردان از مگنتوسفر محافظتی زمین عبور می‌کنند و زمانی طولانی درمعرض پرتوهای کیهانی قرار می‌گیرند.

طولانی‌ترین مدت زمان ثبت‌شده‌ی اقامت در فضا برای فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی، ۴۳۷ است. واضح است هنوز داده‌های کمی درباره‌ی آثار بلندمدت اقامت در فضا وجود دارد و دانشمندان صرفا براساس داده‌های موجود شرایط را توصیف می‌کنند.

بسیاری از مقاله‌های منتشرشده در مجموعه‌ی بزرگ یادشده، به تحلیل مجدد داده‌های آزمایش‌های قبلی مرتبط هستند که پژوهشگران از‌طریق پرتال‌های داده‌ای مثل پلتفرم GeneLab ناسا به آن‌ها دسترسی یافتند. ناگفته نماند با ترکیب داده‌ها می‌توان تحلیل‌های موجود را تقویت و تأیید کرد و داده‌های جمع‌آوری‌شده از سفرهای فضایی پرهزینه را به حداکثر رساند. اغلب اوقات پژوهشگران برای تأیید درستی نتایج به مجموعه‌‌داده‌‌های مختلف نگاه می‌کنند. پژوهشگران مقاله‌ی مروری معتقدند:

تحلیلی جمعی از مدل‌ها و بررسی‌های مختلف می‌تواند به درک جامع‌تری از آثار محیط فضا بر سلامت و فیزیولوژی انسان بینجامد.

برای مثال، یکی از پژوهش‌ها به تحلیل داده‌های تقریبا ۶۰ فضانورد و صد نمونه‌ی آزمایشگاهی GeneLab اختصاص دارد و هدف آن جست‌وجوی مکانیزمی سراسری است که تغییرات گسترده‌ی سلامتی در ژن‌ها، سلول‌ها، بافت‌ها، دستگاه‌های بدن، اندام‌ها و ماهیچه‌ها را به یکدیگر ربط بدهد. این پژوهش نشان‌دهنده‌ی تغییرات سیستمی در عملکرد میتوکندری بود که تقویت‌کننده‌ی بسته‌های درون سلولی و تبدیل اکسیژن و مواد‌مغذی به انرژی است.

افشین بهشتی، پژوهشگر بیوانفورماتیک در مرکز پژوهش‌های آمس ناسا، دراین‌باره می‌گوید: «متوجه شدیم اتفاقی در تنظیم میتوکندری رخ می‌دهد که تمام معادلات را برهم می‌زند.» این نتیجه می‌تواند اختلال‌های موجود در سیستم ایمنی فضانوردان و ریتم قلبی عروقی آن‌ها را توصیف کند.

بررسی دیگر درباره‌ی مقایسه‌ی داده‌های دوقلوهای کلی با ۱۱ فضانورد غیرمرتبط است که تقریبا ۶ ماه را در ISS سپری کردند و وظیفه‌شان بررسی ویژه‌ی تلومرها بود. تلومرها پوشش‌های محافظتی در انتهای کروموزوم‌ها هستند که معمولا با افزایش سن فرسوده می‌شوند.

پژوهشگران در پژوهشی غیرمنتظره متوجه شدند برخی از تلومرهای فضانوردان در طول سفرهای فضایی طولانی؛ اما در حالت کلی تلومرها پس از بازگشت به زمین کوتاه‌تر می‌شوند. سوزان بیلی، کارشناس زیست تلومری در دانشگاه ایالتی کلرادو، معتقد است:

هدف ما دستیابی به ایده‌ی بهتری از مکانیزم‌های اصلی رخدادهای سفرهای فضایی در بدن انسان و تغییرات آن‌ها بین افراد است. همه واکنش یکسانی را نشان نمی‌دهند.

همچنین، یافته‌های جذابی از تحلیل مجدد داده‌های بررسی دوقلوهای ناسا به‌دست آمده است. طبق این پژوهش، مولکول‌های التهابی در خون اسکات کلی پس از ۳۴۰ روز زندگی در ISS و بازگشت به زمین افزایش یافت و این مشاهده می‌تواند نشانه‌ای برای بازسازی ماهیچه‌ها باشد تا پاسخ سیستم ایمنی.

پژوهش‌های مذکور به تعداد اندکی از فضانوردان و حیوانات فرستاده‌شده به فضا، از‌جمله کرم‌ها و مگس‌ها محدود هستند. استفاده از این موجودات روشی ساده برای توسعه‌ی مقیاس آزمایش‌های فضایی است. براساس پژوهشی روی کرم‌های گرد در ایستگاه ‌فضایی، تغییرات اندکی در هزار ژن به‌ویژه ژن‌های مرتبط با سلول‌های عصبی دیده شد؛ در‌حالی‌که پژوهشی دیگر روی مگس‌ها نشان می‌دهد اقامت طولانی‌مدت در ریزگرانش باعث کاهش قدرت ضربان قلب می‌شود.

به‌طور‌کلی، مجموعه‌مقالات یادشده که حاصل پژوهش دویست پژوهشگر از ناسا و دیگر سازمان‌های دولتی و دانشگاه‌ها و گروه‌های هوافضایی است، می‌تواند درک ما از خطرهای سلامتی در فضا را تغییر دهید. فهرست کامل مقاله‌های منتشرشده در ژورنال Cell موجود است.