Пока человечество не построило лабораторию в открытом космосе, исследователи воспроизводят космические условия на Земле. Сотрудники Медицинского колледжа Висконсина (США) провели такой эксперимент на крысах, чтобы понять, чем обернётся для будущих путешественников длительная экспедиция на Марс. Результаты опубликованы в журнале PLoS ONE.

В качестве модели невесомости использовали метод, разработанный NASA: задние лапы животных поднимали под углом 30 градусов с помощью специальной упряжи, прикреплённой к хвосту. Так продолжалось 30 дней. Крыс выбрали среднего возраста - примерно такого же, как у большинства профессиональных астронавтов. Радиацию воссоздали на ускорителе в Брукхейвенской национальной лаборатории: установка имитировала космические лучи, включая протоны и тяжёлые ионы кремния и железа, способные проникнуть сквозь обшивку корабля.

Сначала животных пять дней держали в "подвешенном" состоянии, затем в течение нескольких минут облучали в дозе, которая должна была соответствовать многомесячному воздействию. После этого крысы ещё 25 дней оставались с приподнятыми задними лапами, а потом жили обычной жизнью под наблюдением около года - это сопоставимо с примерно 25 годами человеческой жизни.

Главной неожиданностью стали изменения в сердце. При дозе 1,5 грэя (единица поглощённой радиации) у крыс развился периваскулярный фиброз - рубцовая ткань, которая обволакивает коронарные сосуды, питающие сердечную мышцу. К 270-му дню после облучения рубцы удвоились в размерах и сдавили сосуды настолько, что риск сердечного приступа резко возрос. Имитация невесомости, как ни странно, на этот процесс почти не повлияла - всё определялось радиацией.

При меньшей дозе, близкой к той, что астронавт получил бы за трёхлетнюю миссию на Марс, рубцы появились не сразу. Однако через год после облучения фиброз обнаружили у 83% крыс. Это значит, что последствия могут проявиться спустя десятилетия.

Пострадал и иммунитет. Спустя месяцы после воздействия в селезёнке крыс сохранялась лишь треть естественных киллеров - клеток, которые уничтожают заражённые вирусами и, что особенно важно, раковые клетки. Невесомость сама по себе не мешала восстановлению, но в сочетании с облучением клеточный состав так и не вернулся к норме: космические лучи, по-видимому, подавили способность костного мозга реагировать на стресс.

Наконец, анализ генома белых кровяных клеток выявил стойкие мутации в ряде генов. Некоторые из них связаны с клональным гемопоэзом неопределённого потенциала (CHIP) - состоянием, при котором одна мутировавшая клетка крови начинает вытеснять соседние. На Земле такое случается с возрастом, но несёт повышенный риск лейкемии и вчетверо увеличивает вероятность инфарктов и инсультов из-за воспаления стенок артерий. У облучённых крыс эти изменения возникли гораздо раньше обычного для их вида срока.

Авторы признают ограничения работы. Радиацию давали разово, а не растягивали на месяцы или годы, поэтому неизвестно, успели бы клеточные механизмы починки справиться с повреждениями. Кроме того, в эксперименте участвовали только самцы - возможно, женский организм отреагировал бы иначе. Так что до первого полёта на Марс учёным предстоит ответить ещё на многие вопросы.

Источник: Phys.org