Mikropainovoima ja säteily heikentävät paitsi lihaksia ja luita. Kansainvälisellä avaruusasemalla tehty koe osoitti, että avaruusmatkat muuttavat solujen RNA:ta, mikä on syvällinen muutos ja auttaa selittämään, miksi avaruus nopeuttaa eri sairauksiin liittyviä prosesseja.
Sisältö
Jo useiden vuosien ajan on keskusteltu siitä, miten avaruudessa eläminen vaikuttaa ihmiskehoon: lihasmassan menetys, luiden heikkeneminen, näön muutokset ja unihäiriöt. Uutta on se, että alamme ymmärtää, mistä kaikki alkaa: solujen sisällä.
Kansainvälisellä avaruusasemalla tehty tutkimus paljasti erityisiä muutoksia ihmisen solujen RNA:ssa, jotka olivat altistuneet mikropainovoimalle ja avaruussäteilylle. Nämä eivät ole pinnallisia tai väliaikaisia vaikutuksia, vaan molekyylimuutoksia, jotka liittyvät tunnettuihin sairauksiin, joita astronautit saavat pitkäkestoisten avaruuslentojen jälkeen.
Toisin sanoen: avaruus muuttaa meitä paitsi ulkoisesti myös sisäisesti. Se kirjoittaa osan solujemme sisäisestä kielestä uudelleen.
Ihmisen solujen viljely maapallon ulkopuolella.
Kuningas Faisalin erikoissairaalan ja tutkimuskeskuksen johdolla tehty tutkimus perustui yksinkertaiseen mutta havainnolliseen kokeeseen: ihmisen solujen kasvattamiseen suoraan kiertoradalla ja tapahtumien havainnointiin.
Tutkijat työskentelivät 16 THP-1-mielosyysolunäytteen kanssa, joita käytetään laajalti immunologiassa niiden kyvyn sopeutua erilaisiin ympäristöolosuhteisiin ansiosta. Näitä soluja viljeltiin avaruusasemalla lennon aikana ja verrattiin sitten identtisiin näytteisiin, joita säilytettiin maassa.
Tavoitteena oli havaita muutoksia RNA:ssa – molekyylissä, joka toimii välittäjänä DNA:n ja proteiinien välillä ja heijastaa erittäin nopeasti solun reaktion stressiin.
RNA todisteena näkymättömästä traumasta
Sekvensointitietoja analysoituaan tutkijat havaitsivat selkeän säännönmukaisuuden: avaruudessa kasvatetut solut osoittivat muutoksia geenien ilmentymisessä, jotka liittyvät munuaisten, lihasten, hermoston, aistien ja sydämen sairauksiin.
Tämä ei ole sattumaa. Juuri nämä kehon järjestelmät ovat alttiimpia astronauttien pitkäaikaisten avaruuslentojen vaikutuksille.
Lisäksi muutokset eivät olleet satunnaisia. Käyttämällä koneoppimismenetelmiä tiimi pystyi vertaamaan näitä RNA-muutoksia metabolisiin ja signalointiprosesseihin, jotka liittyvät näköön, liikkeeseen ja unirytmiin – toisin sanoen oireisiin, jotka ovat jo tunnettuja ihmisten kokemuksista avaruuslennoilla.
Mikropainovoima, säteily ja solustressi
Miksi näin tapahtuu? Avaruudessa yhdistyvät kaksi tekijää, jotka vaikuttavat erityisen haitallisesti maapallon biologiaan. Toisaalta mikropainovoima muuttaa solujen havaintoa perusvoimista. Toisaalta ionisoiva säteily on paljon voimakkaampaa maapallon ilmakehän ja magneettikentän suojaavan kerroksen ulkopuolella.
Yhdessä nämä olosuhteet aiheuttavat jatkuvaa stressiä, joka pakottaa solut sopeutumaan. Tämä sopeutuminen tallentuu RNA:han, ikään kuin molekyylinen päiväkirja elämästä kiertoradalla.
Tutkimus osoittaa, että nämä muutokset liittyvät, ainakin laskennallisella tasolla, sairauksiin, joiden oireet ovat samanlaisia kuin avaruuslentäjillä havaitut oireet ja joiden vakavuus riippuu tehtävän kestosta.
Avaruus biologisena kiihdyttimenä
Tämän riskin lisäksi tämän työn taustalla on mielenkiintoinen idea. Kirjoittajat olettavat, että avaruusympäristö voi toimia kiihdytettynä mallina ihmisen sairauksien tutkimiselle.
Jos muutaman viikon tai kuukauden kuluessa lennosta tapahtuu molekyylimuutoksia, joiden ilmeneminen maapallolla veisi vuosia, avaruus voi toimia äärimmäisenä laboratoriona sairauksien mekanismien tutkimiselle ja potentiaalisten lääkkeiden testaamiselle.
Ei siksi, että haluaisimme sairastua kiertoradalla, vaan siksi, että näiden nopeiden prosessien ymmärtäminen voi auttaa meitä ehkäisemään niitä paremmin täällä maapallolla.
Pitkien avaruuslentojen pohdinta sisältää pohdintaa syvällisistä biologisista prosesseista.
Tämäntyyppinen tutkimus on yhä tärkeämpää, kun puhutaan yhä useammin pitkäaikaisista lennoista Kuuhun tai Marsiin. Useita vuosia kestävä matka Maan ulkopuolelle on paitsi teknologinen myös biologinen haaste.
Ennen kuin lähetämme ihmisiä kotoa, meidän on ymmärrettävä, miten ihmiskeho reagoi perustasolla. Mitä muuttuu. Mikä menee epäkuntoon. Ja mitä voidaan suojella.
Tutkimus ei tarjoa välittömiä ratkaisuja, mutta se antaa jotain perustavanlaatuista: suoran näkemyksen siitä, mistä ongelmat alkavat. Solujemme RNA:ssa, kun ne lähtevät planeetalta, joka on ollut todistamassa niiden evoluutiota.
