Пациентом по галактике: как долгий космический перелет повлияет на наше здоровье?
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Страдают ли от насморка в космосе, почему после длительной командировки за пределы Земли могут понадобиться очки и как возникает «внеземной» недосып? Своей работой специалисты космической отрасли приближают будущее, в котором ответы на эти вопросы будут иметь прикладное значение не только для них, но и для обычных пользователей сервиса «Ответы Mail.ru» в разделе «Туризм». С помощью этой обзорной статьи, обобщающей результаты последних крупных биомедицинских исследований с участием космонавтов международных космических миссий, мы надеемся подготовить читателей к относительно скорому наступлению новой космической эпохи.
Параллельно с активно освещаемыми в СМИ испытаниями ракет-носителей проводятся исследования, часто более скромные по объемам финансирования, но в той же степени необходимые для выполнения космических программ. В случае пилотируемых миссий, по определению подразумевающих наличие экипажа из одного или нескольких космонавтов, на первый план выходят работы в области астробиологии и космической медицины, направленные на:
изучение факторов экстремальной космической среды и их влияния на организм;
определение скорости адаптации и предела адаптивных возможностей человека;
пути снижения негативных последствий пребывания в космосе, например, с помощью лекарств и адаптивных упражнений;
моделирование условий космического полета на Земле, проведение аналогий со схожими экстремальными условиями, включая полярные и спелеологические экспедиции.
Астробиология фокусируется на разнообразных формах жизни — например, ученые-астробиологи выдвигают гипотезы о жизни на других планетах [1] и исследуют физиологию растений в космосе [2]. Объектом выступает и человек — космонавты самостоятельно производят заборы биологических жидкостей и отправляют на Землю, рапортуют о состоянии своего здоровья, ведут учет лекарств на борту.
Обычно космонавты непрерывно находятся в космосе до полугода; в единичных случаях продолжительность полета составляет год или более. Однако в возможном недалеком будущем, где пилотируемые космические полеты на Марс из научной фантастики станут объективной реальностью, один только трансфер займет около трех лет. Организации-лидеры по размерам бюджета и штата специалистов планируют осуществить свои первые запуски на красную планету в ближайшее время: SpaceX, частная компания под руководством Илона Маска, — в 2024 году; пользующиеся государственной поддержкой ЕКА и НАСА ориентируются на 2030-е годы. В связи с этим особого внимания удостаиваются работы, анализирующие адаптивные изменения в организме человека при длительном пребывании в космосе.
В мире всего пара-тройка потенциальных объектов для исследований подобного рода, но иногда при невезении с количеством ученым невероятно везет с качеством. Например, у американского космонавта Скотта Келли, проведшего на МКС вместе с российским космонавтом Михаилом Корниенко рекордные для этой станции 340 суток, есть однояйцевый брат-близнец Марк Келли — тоже космонавт, который оставался на Земле во время миссии родственника (рис. 1). Генетическое сходство и одинаковая физическая подготовка братьев позволяют описать последствия влияний космических условий с большей точностью с использованием близнецовых методов [3].
«Опасность — неотъемлемая часть любой игры, милочка»*
* — А. Азимов «Звезды как пыль».
Кандидаты в космонавты неспроста проходят тщательный отбор — космос по праву считается особо агрессивной средой, встречающей представителей живой природы отсутствием кислорода, радиацией, невесомостью и низкой температурой космического пространства. Помимо самогó пребывания в космосе, опасными являются и перегрузки при взлете, и адаптации к нормальной гравитации после полета.
Экстремальность условий не ограничивается перечисленными факторами среды. Среди дополнительных рисков обычно называют следующие:
циркадные ритмы (наши внутренние «часы», регулируемые Солнцем) «сбиваются» в космосе, вследствие чего организм не понимает, когда происходит смена дня и ночи;
существуют определенные ограничения в движении и питании в условиях тесного внутреннего пространства корабля и его труднодоступности для транспортировки грузов с Земли;
ограниченность пространства, социальная изоляция и стрессовые ситуации также негативно влияют на психическое самочувствие, приводя к развитию депрессивных состояний, апатии и тревожности [4].
Во время длительных миссий некоторые изменения в физиологии выражены сильнее, и возвращение к исходному состоянию после космического полета занимает больше времени. К примеру, процесс уменьшения объема плазмы и количества красных клеток крови существенно не отличается в коротких и длительных миссиях, тогда как сердечно-сосудистые адаптации (например, увеличение массы левого желудочка и нарушения ортостатической толерантности) и потеря мышечной массы становятся более выраженными в длительных полетах [3].
Многие неблагоприятные последствия пребывания в космосе после возвращения на Землю исчезают с течением времени, однако ученые описывают все больше хронических «профессиональных» болезней космонавтов.
«Капитан, моя ДНК... с ней что-то не так...»
От космического излучения экипаж МКС частично защищен магнитным полем Земли, но при солнечных вспышках радиационные дозы возрастают. Межпланетные перелеты, таким образом, обладают еще большим радиационным риском, а с возрастанием их длительности будут возрастать и эффекты от влияния излучения.
Космическое излучение опасно тем, что оно нарушает стабильность генома, вызывает разного рода изменения в структуре хромосом, в самой последовательности ДНК. В космосе увеличенной частотой могут похвастаться такие хромосомные перестройки (аберрации), как инверсии, когда участок хромосомы поворачивается на 180 градусов, вследствие чего последовательность меняется на обратную. Увеличивается и частота транслокаций, в ходе которых участок с одной хромосомы переходит на другую [3].
Особенно интересно, что за время полета у Скотта увеличилась длина теломер. Теломеры — шестибуквенные повторы на концах хромосом, которые «колпачком» прикрывают концевые последовательности ДНК, тем самым предохраняя хромосомы от деградации и поддерживая стабильность генома. Укорочение теломер ассоциировано со старением и влиянием таких факторов, как стресс, загрязнение воздуха и радиация; их удлинение свидетельствует об активности фермента теломеразы, «накручивающей» дополнительные повторы на ДНК [5]. Теломеразная активность продлевает жизнь клетки, но излишнее и неконтролируемое клеточное деление приводит к появлению популяций раковых клеток. В космосе у Скотта изменилось метилирование ДНК в области промотора гена TERT, кодирующего регуляторную субъединицу теломеразы, а также сильнее экспрессировались гены, чьи продукты отвечают за упаковку теломер. Однако увеличенная за время полета длина теломер сократилась после двух суток, проведенных на Земле, и стабилизировалась на предполетных средних значениях в течение нескольких месяцев. Основные механизмы и потенциальные последствия такого кратковременного удлинения теломер пока неизвестны, так что говорить о «космическом омоложении» пока рановато. Более того, количество обнаруженных у Скотта теломер существенно уменьшилось, и в других исследованиях у космонавтов МКС, как правило, теломеры после полета были короче, чем до него [3].
Как было описано выше, меняться может не только сама последовательность ДНК, но и процесс перевода с языка ДНК на язык РНК и белков (непосредственный синтез продуктов генов, называемый экспрессией генов). Изменение в таком случае является не генетическим, а эпигенетическим. Экспрессия генов зависит от эпигенетических событий, одними из которых являются метилирование и деметилирование ДНК в промоторных областях генов. Благодаря «правильно» расставленному по геному метилированию ненужные нам гены «молчат» (их промоторы метилированы), а нужные «говорят», производя необходимое количество продуктов. «Неправильный» паттерн метилирования схож по эффектам с генетической мутацией, но сама последовательность ДНК при этом никак не меняется — например, метилирование ДНК в области промотора гена опухолевого супрессора («подавителя» опухолей) приводит к «молчанию» этого гена и, следовательно, к росту опухоли .
Об эпигенетических механизмах, передаче от поколения к поколению и прикладному значению для медицины и науки можно узнать больше в статьях «Развитие и эпигенетика, или История о Минотавре» [6], «Эпигенетика поведения: как бабушкин опыт отражается на ваших генах?» [7], «Эпигенетические часы: сколько лет вашему метилому?» [8], «Катится, катится к ДНК гистон» [9] и «Пилюли для эпигенома» [10].
В случае Скотта Келли показатели экспрессии большинства генов, изменившиеся во время космического полета, вернулись к нормальным диапазонам в течение полугода после возвращения на Землю. Несмотря на то, что при исследовании лимфоцитов Скотта были обнаружены изменения метилирования ДНК по всему геному, они находились в пределах диапазона изменений, наблюдаемых у его брата Марка. И хотя изменения были минимальными, исследователи пессимистично предположили, что во время полета не исключены локальные изменения, которые могут привести к негативным последствиям. После полугода на Земле в норму не пришла экспрессия всего ~9% генов, но многие из них связаны с иммунной функцией и исправлением ошибок (репарацией) в ДНК [3].
Гены иммунной системы не в полной мере восстанавливают свою изначальную функциональность, изменяются многие пути, включая путь адаптивной иммунной системы, врожденного иммунного ответа и иммунитета, опосредованного клетками-киллерами. У Скотта во время полета был зафиксирован сильный эпигенетический дисбаланс в области промоторов гена NOTCH3, одного из регуляторов дифференцировки Т-клеток, и гена SLC1A5, способствующего активации тех же клеток. Это может означать, что Т-клетки не смогут адекватно распределять между собой роли «наводчиков» (T-хелперы) и «пулеметчиков» (T-киллеры) и реагировать на вторжение «врагов» [3].
Другие исследования подтверждают сильное изменение количества, пропорций и функций лимфоцитов. В частности, Т-хелперы, так и Т-киллеры из крови, взятой у космонавтов во время полета, неэффективно реагируют на различные раздражители, и при нормальных обстоятельствах эти же стимулы вызвали бы более сильный ответ. Что касается естественных киллеров (natural killer cells, NK-клеток), уничтожающих вирусные частицы / инфицированные вирусом клетки, то в некоторых случаях изменяются как их функция, так и их количество [11].
Об изменениях в иммунной системе свидетельствуют и косвенные признаки. В течение полета и некоторое время после него соотношение соединений с омега-6-ненасыщенной кислотой и омега-3-ненасыщенной смещено в сторону первых; некоторые исследователи полагают, что омега-6 обладает провоспалительным действием, а омега-3 — противовоспалительным [3].
Изменяются и количественные пропорции цитокинов — сигнальных молекул, задействованных в иммунных клеточных взаимодействиях. Результаты исследований в этой области противоречивы из-за применения разных методов анализа и оценки, но уже точно известно об изменении в концентрации интерлейкина-6 (IL-6) в биологических жидкостях [12]. Особого внимания также заслуживает сдвиг в соотношении интерферона гамма (IFNγ) и интерлейкина-10 (IL-10). Интерферон гамма снижает активность Th2-клеток — подвида T-хелперов, которые ассоциированы с активацией гуморального иммунитета [13]. В результате космических перелетов у космонавтов соотношение IFNγ : IL10 снижается, что говорит о том, что, с одной стороны, происходит увеличение количества Th2-клеток, а с другой — понижение продукции T-хелперов первого типа (Th1-клеток), которые отвечают за развитие клеточного иммунитета. В условиях длительного космического полета этот сдвиг может оказывать существенное негативное влияние на здоровье: повышается риск развития Th2-ассоциированных аутоиммунных заболеваний и аллергий, а также увеличивается восприимчивость к болезням, связанным с ослаблением клеточного иммунитета .
Подробнее об иммунных процессах, T-лимфоцитах разных типов, цитокинах можно прочитать в статьях «Иммунитет: борьба с чужими и... своими» [14], «Т-лимфоциты: путешественники и домоседы» [15] и «Псориаз: Т-хелперы, цитокины и молекулярные шрамы» [16].
«Сэр, наших запасов супрастина не хватит на всех...»
Высыпания на коже космонавта
Рисунок 2. Высыпания на коже космонавта, находившегося в длительной космической миссии
[17]
Помимо бессонницы и усталости, которые будут описаны ниже, около половины космонавтов сообщает о других заметных ухудшениях самочувствия. В большинстве случаев они проявляются как сыпь или гиперчувствительность (рис. 2); за ними следуют заболевания верхних дыхательных путей, так что насморк в космосе — явление довольно частое.
Изначально исследователи выделили несколько возможных причин перевеса кожных заболеваний и гиперчувствительности:
гигиенические факторы (использование воды на станции ограничено, поэтому существует вероятность неполного смывания мыла и шампуня);
раздражение от специфического оборудования (скафандры для выхода в открытый космос, кислородные маски и прочее);
условия среды на борту станции: низкая влажность, ограниченность движения воздушных потоков и кондиционирование воздуха, длительный контакт с влагой от пота;
ранний этап адаптации к новым условиям среды;
стойкое ухудшение функционирования иммунной системы [17].
Все пункты могут вносить свою лепту в возникновение высыпаний и гиперчувствительности, но последний, судя по всему, является одним из самых существенных.
Антигистаминные препараты — одни из самых популярных на борту МКС. Развитие гиперчувствительности, до боли знакомой аллергикам и астматикам, связано с выработкой антител IgE, которые стимулируют синтез гистамина, серотонина и лейкотриенов. Предполагается, что в случае космонавтов гиперчувствительность вызывается упомянутым выше сдвигом в активации хелперных клеток Th2. Сверхактивация Th2 приводит к развитию IgE-опосредованной гиперчувствительности [18].
Молекулярные механизмы развития аллергенной гиперчувствительности и современные исследования в этой области хорошо описаны в статьях «Старые друзья — ключ к аутоиммунным заболеваниям» [19], «Как победить аллергию за четыре инъекции?» [20] и «Антитело: лучший способ распознать чужого» [21].
Гиперчувствительность такого типа относительно легко купируется однократным или курсовым приемом антигистаминных препаратов. Однако у связанных с иммунным дисбалансом высыпаний на теле может быть иная, более сложная и опасная природа.
Герпесвирусы наносят ответный удар
Наверняка в детстве вы уже переболели ветрянкой, и вас заверили, что больше такого кошмара с вами не произойдет. Не могли же они предположить, что вы отправитесь в межпланетный круиз?
Многие герпесвирусы, к которым принадлежит и возбудитель ветряной оспы HHV-3, эволюционировали вместе с нами, «изобретая» сложные стратегии для уклонения от реакции нашей иммунной системы. Они сохраняются в нашем организме в латентной фазе как затаившиеся в кустах тигры. Но стоит только иммунной системе расслабиться, как герпесвирусы реактивируются — тот же HHV-3 может вызвать опоясывающий лишай при изменениях в системе клеточного иммунитета.
Вирусная нагрузка (количество вирусных частиц) может быть высокой, но при этом не приводить к клиническим симптомам реактивации. Тем не менее было зарегистрировано несколько случаев, когда реактивация у исследователей космоса заканчивалась атопическим дерматитом (и другими последствиями вирусной инфекции), при этом частота репликации некоторых герпесвирусов во время космического полета напрямую коррелировала с его продолжительностью [22].
У космонавтов зарегистрированы реактивации таких герпесвирусов, как вышеупомянутый HHV-3, вирус простого герпеса HSV-1, вирус Эпштейна—Барр HHV-4 и цитомегаловирус HHV-5. Уже сейчас очевидно, что HHV-3 представляет собой серьезную опасность для здоровья членов экипажа — некоторые из них страдали от опоясывающего лишая, будучи на МКС. Это создает риск для благополучия не только космонавтов, но и не переболевших людей, контактирующих с ними на Земле, поскольку вирусная нагрузка HHV-3 сильно увеличивается со временем, а сам вирус присутствует в слюне около 60% космонавтов [22]. HHV-4 в условиях иммунодефицита приводит к мононуклеозу, имеющему серьезные последствия для многих систем организма; активно изучается HHV-4 и в контексте ассоциации с прогрессированием опухолей [23]. HHV-5 может быть иммуноподавляющим агентом и играть роль в хорошо задокументированной на МКС и шаттлах иммунной дисфункции, тем самым «открывая двери» для остальных латентных герпесвирусов и иных заболеваний [22].
«Если вам нравится лежать в ванной, вы полюбите невесомость»*
* — Космонавт В.В. Поляков, проведший на станции «Мир» 437 суток.
Описанные выше неполадки в иммунной системе могут вызываться не только мутагенным космическим излучением. Невесомость, очевидными способами влияющая на сердечно-сосудистую, мышечную и другие системы организма, на иммунитет действует более изощренно.
Космонавты подвергаются таким типам гравитационных воздействий, как гипер- и микрогравитация. Гипергравитация — это перегрузка, увеличение уровня гравитации во время взлетов и посадки космических аппаратов [24]. Микрогравитация — это небольшая сила тяжести, которая присутствует на околоземной орбите (однако физиологически организм воспринимает подобную микрогравитацию как полное отсутствие тяготения). Выработка упомянутого ранее цитокина IL-6 грависенситивна, то есть реагирует на изменения гравитации. Исследователи подвергали действию микро- и гипергравитации человеческие клетки (в частности, для оценки условий микрогравитации использовали мононуклеарные клетки периферической крови, а гипергравитации — хондроциты и раковые клетки щитовидной железы) и показали, что выработка IL-6 снижается в условиях микрогравитации, а в условиях гравитационной перегрузки, напротив, увеличивается. Конкретные механизмы действия микрогравитации на сигнальные пути пока не ясны, но известно, что она влияет на экспрессию некоторых факторов транскрипции, в том числе на транскрипционный ядерный фактор «каппа-би» (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells, NF-κB), контролирующий экспрессию генов иммунного ответа, апоптоза и клеточного цикла, в том числе генов, кодирующих цитокины (включая ген IL-6) [25].
IL-6 играет важную регуляторную роль во врожденном и адаптивном иммунитете, кроветворении, а также в костном, мышечном и метаболическом гомеостазе [25], [26]. Он способствует выработке других цитокинов, контролирует пролиферацию, созревание и выживание некоторых иммунных клеток, иногда инициирует выработку антител. IL-6 может выступать как про-, так и противовоспалительный цитокин, может вызывать аутоиммунные реакции, например, повреждение суставов при артрите.
Одним из критических факторов является то, что во время полета снижение секреции IL-6 может ассоциироваться с ускоренными потерями костной и мышечной массы и мышечной силы. Как это происходит? IL-6 повышает выносливость при физической нагрузке, активируя AMPK-опосредованное увеличение поглощения глюкозы и окисления жиров в мышечных клетках. AMPK — это АМФ-активируемая протеинкиназа (AMP activated protein kinase, AMPK); в исследованиях на мышах показано, что в условиях микрогравитации подавляется экспрессия этого фермента в сердечной мышце. Соответственно, это влечет за собой ухудшение работы мышц и снижает выносливость организма. IL-6 также восстанавливает чувствительность к инсулину и регулирует его секрецию, предотвращает ожирение, поэтому снижение выработки этого цитокина в космосе также может способствовать развитию субклинического диабета (преддиабета) [25].
Влияние невесомости на человека в целом подробно описано для сердечно-сосудистой, костно-мышечной и сенсомоторной систем. Сердечно-сосудистая адаптация включает:
нарушение сердечно-сосудистой реакции на ортостатический стресс, связанный с изменением положения тела в пространстве и влиянием физической нагрузки;
снижение сердечной функции — в космосе артериальное давление слегка снижается.
Также уменьшается объем плазмы крови, причем у женщин этот процесс происходит по непонятным причинам быстрее. Хорошо известен и эффект «пухлого лица» (puffy face) — перераспределение крови и других жидкостей организма в верхнюю часть тела (рис. 3) [27].
Наблюдается также увеличение в плазме крови отношения аполипротеина B, вызывающего накопление «плохого» холестерина, к аполипротеину А1, вызывающему накопление «хорошего» холестерина , на поздних этапах полета. Судя по всему, концентрация аполипротеина B с увеличением длительности полета будет только возрастать [3], что может привести к атеросклерозу и другим сосудистым заболеваниям.
Подробнее о составе «плохого» и «хорошего» холестерина и связи их метаболизма с болезнями сердечно-сосудистой системы можно узнать из статей «Холестериновая страшилка, которая правит миром» [28], «Хороший, плохой, злой холестерин» [29], «Наночастицами — по «плохому» холестерину!» [30].
За время пребывания на космической станции космонавты слегка худели не только за счет потери в костной массе, но и из-за уменьшения потребления пищи и воды. Такая «диета» может быть связана с уменьшением подвижности верхних и нижних отделов ЖКТ из-за пониженной силы тяжести. Микрогравитация также негативно влияет на реабсорбцию воды, в результате чего возрастает подверженность почечнокаменной болезни [3], [27].
Недавно у космонавтов, находившихся в длительных миссиях, нашли характерное только для них заболевание — появление хориоидальных складок и отек диска зрительного нерва, названные нейроокулярным синдромом, связанным с космическим полетом (space flight-associated neuro-ocular syndrome, SANS). Наиболее схожа с ним «земная» внутричерепная гипертензия, но в случае SANS головные боли отсутствуют, то есть субъективно космонавт сможет отследить прогрессирование заболевания только по ухудшению зрения [31].
Зрение может пропасть и в одно мгновение. Слезы не падают в невесомости, скапливаясь у глаза (рис. 4). При большом количестве жидкости образуется сильный отек, приводящий к слепоте, что испытал на себе канадский космонавт Крис Хэдфилд прямо в открытом космосе при выполнении работ на поверхности станции. В этом случае зрение возвращается довольно быстро при своевременно оказанной медицинской помощи (у Криса все хорошо!) [32].
«В космосе нет утра»*
* — Р. Брэдбери «То ли ночь, то ли утро».
Еще одним фактором, сильно ударяющем по иммунитету и здоровью в целом, является плохой по продолжительности и качеству сон космонавтов. Жалобы на сонливость и усталость обгоняют по частоте жалобы на гиперчувствительность и сыпь, а снотворные средства — единственные препараты, которые обгоняют антигистаминные по объемам употребления на МКС [33].
Общеизвестно, что хороший сон очень важен для поддержания как физического, так и психического здоровья, когнитивных способностей и производительности труда даже в условиях Земли. Недосыпания ухудшали эмоциональное состояние космонавтов, включая уровень энергии, состояние возбуждения, общую импульсивность, мотивацию и концентрацию; тесты на когнитивные способности свидетельствуют о потере скорости и точности ответов [34]. Депривация сна приводит к тому, что человек не может отличить характерную для гнева мимику от мимики удовольствия. Это может быть важной причиной проблем социальных отношений внутри экипажа в длительном космическом полете [35].
В среднем космонавты спят на два часа меньше, чем рекомендовано медицинскими организациями — шесть часов сна против рекомендованных восьми. Более того, сама структура сна изменяется во время космического полета: латентный период первой фазы быстрого сна (rapid eye movement, REM) слишком короткий, а медленный сон (non-REM) перераспределен между первым и вторым циклами сна. Общая продолжительность REM-сна в космосе сокращается до 50% по сравнению с пребыванием на Земле.
Сами космонавты называли несколько субъективных причин бессонницы: некомфортная температура окружающей среды, более высокий уровень шума, неудобное спальное место (рис. 5), отсутствие привычной гравитации и внезапное изменение рабочего расписания [36].
Темпы процессов жизнедеятельности меняются в течение суток. На наши «биологические часы» (циркадные ритмы) влияют как внешние, так и внутренние факторы; нарушения циклов сна и бодрствования ассоциированы с патологическими процессами и старением. Внешним фактором, негативно влияющим на сон, является отсутствие циркадных сигналов наподобие солнечных циклов или даже ослабленного света, что нарушает биологические ритмы человека [4]. В некоторых исследованиях установлено, что по сравнению с наземным контролем физиологические параметры, связанные с циркадным ритмом, такие как температура тела и уровень кортизола, снижались или отставали по темпу наращивания у космонавтов в космосе .
Циркадные ритмы — популярная тема современных исследований, с которой можно ознакомиться, прочитав статьи «Найдена связь между обменом веществ и циркадным ритмом» [37], «Тик-так по-шведски. Нобелевская премия за циркадные ритмы» [38], «Прообраз биологических часов» [39], «Скрытая наследственность» [40], «Молекулярные часы работают не так, как мы думали» [41], «Сон и старение I: «Часы в мозге» и влияние генов на ритм жизни» [42], «Сон и старение II: Чем отличается сон пожилых и больных от сна молодых и здоровых?» [43].
Космонавты, находящиеся в длительной миссии, в большей степени страдают от психологических и физиологических проблем. Физиологические и психологические проблемы, подразумевающие депрессию, тревогу и конфликты между членами экипажа, ведут к биологическому стрессу, в дальнейшем выражаясь в плохом качестве сна и снижении иммунной функции [44].
Соединения из групп глюкокортикоидов и катехоламинов часто называются «гормонами стресса». Хотя острые реакции на стресс могут быть полезны, длительный или хронически высокий уровень гормонов стресса может отрицательно влиять на здоровье. Чаще всего оценивают содержание в биологических жидкостях упомянутого выше глюкокортикоида кортизола. Во время полета его концентрация в слюне постоянно повышена, что свидетельствует о длительном стрессе. Высокие уровни кортизола не только сами влияют на разные системы организма, но и запускают другие системы реагирования на стресс, такие как эндоканнабиноидная система. Эндоканнабиноидная система также важна для реагирования на стресс, выполняя схожие с кортизолом функции в физиологических процессах стресса, метаболизме, в определении соотношения сна и бодрствования и в иммуномодуляции [45]. Таким образом, каскад реакций от начальных гормонов стресса до конечных приводит к постоянному наращиванию концентраций этих же гормонов, а возникающая бессонница запускает эти каскады заново.
И что же теперь, не лететь?
Исследователи постоянно придумывают новые решения, способные облегчить жизнь космонавтами и приоткрыть для обывателей дверцу космических путешествий. Некоторые меры уже были применены, хоть и с переменным успехом.
Со многими недомоганиями, как уже было сказано выше, справляются медикаментозным путем [11], [33]. Антигистаминные и снотворные препараты принимаются регулярно; если космонавт сонлив, но его работа по обслуживанию станции безотлагательна, то в бой идут стимуляторы. Космонавты принимают различные добавки с витаминами и минералами. Аптечка космической станции полна разнообразных лекарств, но сложные заболевания на МКС не лечат — протокол предписывает эвакуировать космонавта в случае серьезных симптомов. Пока неизвестны даже действие и последствия анестезии в условиях невесомости [46].
НАСА обновляет рекомендации по питанию и упражнениям во время миссии, и, судя по всему, упражнения действительно могут помочь не одним только замедлением потери мышечной массы. Известно, что на Земле уровни IL-6 в плазме увеличиваются при физических упражнениях, и если увеличение происходит и при занятиях в космосе, то это один из способов компенсации дефицита IL-6 [25]. Тем не менее пока непонятно, какой набор упражнений более выгоден для организма в условиях космоса, и не приносят ли они какого-либо вреда [47]. К тому же самим космонавтам регулярные упражнения кажутся скучными и занимающими много времени; из-за монотонности и трудоемкости физкультуры в условиях микрогравитации они не особо горят заниматься спортом на МКС [3].
В 2016 году на станции сменили освещение — теперь оно позволяет имитировать ход светового дня на Земле для поддержания адекватных циркадных ритмов у экипажа. Исследователи предлагают различные способы для улучшения среды МКС для сна и психического самочувствия: сделать спальные боксы удобнее, обеспечить тишину и приемлемую температуру, обеспечить психологическую поддержку и обучать экипаж мерам психологической самопомощи [36].
Судя по всему, прожить и три года на МКС возможно, но это не аналогично трехгодичному полету до Марса и тем более не аналогично пешей прогулке по нему. Но наука и медицина не останавливаются на достигнутом, и в космос уже отправляются очень разные люди разных возрастов, прошедшие не такой жесткий отбор по здоровью, как Юрий Гагарин [48].
Российский космонавт Михаил Корниенко, «напарник» Скотта Келли в 340-суточном пребывании на МКС, затруднился ответить на вопрос о примерной дате высадки на Марс. По его мнению, если будет такая политическая задача, то в течение десяти лет человека высадят на красную планету. Однако для этого нужна серьезная кооперация всех стран-участниц космического клуба, которым надо преодолеть свои проблемы и попытаться найти общий язык между собой [49].
https://biomolecula.ru/articles/patsien ... he-zdorove