北京時間 11 月 30 日消息,據(jù)國外媒體報道,正如我們所了解的那樣,太空對于弱小的人類而言真的很糟糕!最新研究報告表明,長期太空任務(wù)將對人體帶來各種健康風(fēng)險,其中包括:暴露外太空可能加速人體衰老,輻射導(dǎo)致 DNA 損傷等。
▲2015年8月25日,美國國家航空航天局宇航員謝爾__林德格倫(Kjell Lindgren)艱難地裝著送達(dá)國際空間站的水果。林德格倫是一項研究長期任務(wù)影響的10名受調(diào)宇航員之一。最新研究表明,長期太空任務(wù)將導(dǎo)致宇航員加速衰老。
在太空環(huán)境中,不存在地球上的重心引力,也沒有保護(hù)我們免遭太陽致命射線傷害的大氣層,所以我們將面臨著諸多健康危機(jī),例如:骨質(zhì)密度減少、肌肉質(zhì)量下降,出現(xiàn)心血管和神經(jīng)系統(tǒng)問題,甚至出現(xiàn)視力紊亂。這意味著人類在太空環(huán)境的時間越長,遭受的影響就越嚴(yán)重。這可能對我們征服外太空的宏偉計劃帶來嚴(yán)重的麻煩,無論是在月球或者火星上建立基地,還是到外太陽系或者更遙遠(yuǎn)的太空區(qū)域旅行。
遺憾的是,風(fēng)險還不止于此,近日,多篇科學(xué)研究長篇報道長期太空任務(wù)潛在出現(xiàn)健康問題,依據(jù)美國科羅拉多州立大學(xué)一份新聞稿,這些研究報告了提供迄今為止最多的一組關(guān)于太空生物學(xué)和宇航員健康影響的數(shù)據(jù)資料。
這些針對宇航員和模型生物體的最新研究揭示長時間太空飛行的 6 個潛在有害因素:氧化應(yīng)激(自由基和抗氧化劑不平衡導(dǎo)致組織損傷)、DNA 損傷、線粒體功能障礙(線粒體是人體細(xì)胞的能量包)、端粒長度發(fā)生改變、基因組和表觀基因組的變化(即受環(huán)境影響的基因表達(dá))、微生物組(人體內(nèi)部和外部微生物總和)產(chǎn)生的變化。
其中兩個潛在有害因素引起了科學(xué)家的關(guān)注——端粒長度改變和 DNA 損傷。雖然最新研究中列出的 6 種潛在有害因素都會對人體健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,但端粒長度改變和 DNA 損傷尤其與衰老過程有關(guān)。
端粒是位于染色體末端的保護(hù)帽(細(xì)胞核中攜帶基因的螺紋結(jié)構(gòu)),端粒會隨著年齡增長而逐漸變短,端粒長度的顯著變化被認(rèn)為是衰老加速或者與衰老相關(guān)疾?。ò┌Y、心血管疾病、癡呆癥等)風(fēng)險增大的標(biāo)志。
暴露在太空中會改變端粒長度,這并不足為奇。之前研究曾涉及同卵雙胞胎宇航員斯科特 · 凱利和馬克 · 凱利,斯科特在國際空間站度過近 1 年時間,而他的弟弟馬克在此期間一直生活在地面,結(jié)果顯示,斯科特在國際空間站期間白血細(xì)胞端粒被延長,但他返回地面后基本恢復(fù)正常狀態(tài)。
科羅拉多州立大學(xué)生物學(xué)家蘇珊 · 貝利是這項開拓性雙胞胎研究的專家,近期她和同事一起撰寫一篇論文,發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上。她和同事對其他 10 位曾在空間站長期執(zhí)行任務(wù)的宇航員進(jìn)行了研究(這里所指的長期任務(wù)通常是指持續(xù) 6 個月或者更長時間的任務(wù))。
研究人員對宇航員往返空間站前后進(jìn)行了血液采樣分析,就像雙胞胎宇航員研究一樣,他們發(fā)現(xiàn)長期暴露太空會導(dǎo)致端粒延長。在這種情況下,研究人員還發(fā)現(xiàn)宇航員在完成任務(wù)后,端??傮w長度會縮短。生物學(xué)家將該現(xiàn)象稱為 “端粒交替延長現(xiàn)象(ALT)”,這與他們的預(yù)期不同,因為這在癌癥病例或者發(fā)育胚胎中很常見。令人不安的是,他們研究的 10 名宇航員都出現(xiàn)了 “端粒交替延長現(xiàn)象”。
就延長壽命而言,端粒延長可能是一個 “好消息”,但事實并非如此。蘇珊說:“短端粒和長端粒都與疾病風(fēng)險增加有關(guān),短端粒與加速衰老以及與心血管疾病、某些癌癥等退行性疾病密切相關(guān)?!?/p>
長端??赡芘c長壽有關(guān),卻潛在誘發(fā)癌癥,因為突變細(xì)胞會活得更久,從而增大了風(fēng)險。隨著時間推移,10 名宇航員端粒長度出現(xiàn)了顯著變化,但研究人員還不知道潛在的健康影響。
蘇珊總結(jié)稱,在太空環(huán)境中宇航員端粒變長,返回地面后端粒迅速縮短??偟貋碇v,宇航員最終端粒長度比最初更短。當(dāng)然端粒長度變化也存在個別現(xiàn)象,至少端粒長度不穩(wěn)定的原因,很可能與慢性氧化應(yīng)激有關(guān)。電離輻射的急性暴露現(xiàn)已被證實會導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)。在太空輻射環(huán)境中,慢性暴露與慢性應(yīng)激反應(yīng)有關(guān),而端粒非常容易受到氧化損傷。
這項最新研究還表明,暴露在太空中會導(dǎo)致 DNA 損傷。特別是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇航員存在染色體倒置現(xiàn)象,這是暴露輻射環(huán)境的顯著特征。據(jù)悉,當(dāng)同一條染色體內(nèi)發(fā)生兩次斷裂,斷裂之間的遺傳物質(zhì)被倒置時,染色體倒置就會發(fā)生。
蘇珊說:“由于長期暴露在太空輻射環(huán)境中,所有宇航員在太空飛行期間出現(xiàn)染色體倒置,而且太空飛行結(jié)束返回地面后體內(nèi)染色體倒置次數(shù)繼續(xù)增多,從而表明存在基因組不穩(wěn)定或者克隆性造血,這些因素將增大罹患癌癥風(fēng)險?!?/p>
太空任務(wù)對人體健康的長期影響將繼續(xù)是蘇珊的主要關(guān)注點,包括正在進(jìn)行的對端粒長度動態(tài)監(jiān)測(它是如何隨時間變化的)和持續(xù) DNA 損傷的調(diào)查,該研究也涉及到染色體倒置,這是與癌癥和心血管疾病相關(guān)的一種重要生物標(biāo)記。
為此該研究團(tuán)隊將參與美國宇航局 “一年太空任務(wù)計劃”,蘇珊將該項目稱為 “密碼(CIPHER)”。同時,蘇珊將繼續(xù)帶領(lǐng)研究團(tuán)隊展開類似的研究,監(jiān)測執(zhí)行長期太空任務(wù)的宇航員端粒長度動態(tài)和 DNA 損傷狀況。
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