Космические путешествия негативно влияют на производство энергии в клетках

Американские ученые выяснили, что пребывание в космосе пагубно сказывается на функции митохондрий, органелл, ответственных за производство энергии в клетке. Именно этот факт лежит в основе нарушений различных систем органов, иммунной системы и циркадных ритмов. Результаты работы помогут сделать безопаснее будущие космические полеты, а кроме того, улучшить существующие методы радиотерапии онкозаболеваний. Статья опубликована в журнале Cell.

Команда исследователей провела масштабное исследование тканей и клеток мышей и людей, находившихся в космосе. Исследователи проанализировали изменения, происходящие в различных тканях, и пришли к выводу, что условия космоса ухудшают функции митохондрий, органелл, в которых в клетках окисляются органические соединения и синтезируется молекулы АТФ, универсальные источники энергии для биохимических процессов.

Во время космических полетов живые организмы подвергаются воздействию гораздо более высокого уровня радиации, чем на Земле. Для успешного освоения космоса необходимо устранить основные проблемы со здоровьем, возникающие у космонавтов, в том числе потерю костной и мышечной массы, иммунную дисфункцию, проблемы с сердцем и печенью. Ученые уже давно заняты поиском универсального механизма, приводящего к этим последствиям. Кроме того, изучение влияния радиации на человека играет большую роль при лечении злокачественных опухолей и адаптации терапии для защиты здоровых тканей.

Ученые проанализировали данные NASA GeneLab (базы данных исследований животных в космосе), исследования NASA Twin Study (проекта по изучению близнецов-астронавтов Скотта и Марка Келли) и информацию, собранную у 59 космонавтов за десятилетия полетов. Данные включали в себя исследования изменений белков, метаболической и транскрипционной активности и эпигенетики, происходящих в клетках и тканях под воздействием космического излучения и микрогравитации.

Исследователи выяснили, что нарушение функций митохондрий может приводить к патологиям многих систем органов, а также к изменениям иммунной системы. Митохондриальная дисфункция также объясняет другую распространенную проблему, связанную с длительными космическими путешествиями: нарушение циркадных ритмов. Теперь, когда стало ясно, что проблемы с митохондриями являются причиной многочисленных сбоев здоровья, ученые планируют искать пути их решения. Уже сейчас существуют одобренные лекарства, исследователи также планируют испытать некоторые новые препараты на животных и клеточных моделях в условиях космоса.