暴露在外太空的宇航員會加速衰老!
2020年11月30日10:24
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)艱難地裝著送達國際空間站的水果。林德格倫是一項研究長期任務影響的10名受調宇航員之一。最新研究表明,長期太空任務將導致宇航員加速衰老。
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)艱難地裝著送達國際空間站的水果。林德格倫是一項研究長期任務影響的10名受調宇航員之一。最新研究表明,長期太空任務將導致宇航員加速衰老。

  新浪科技訊 北京時間11月30日消息,據國外媒體報導,正如我們所瞭解的那樣,太空對於弱小的人類而言真的很糟糕!最新研究報告表明,長期太空任務將對人體帶來各種健康風險,其中包括:暴露外太空可能加速人體衰老,輻射導致DNA損傷等。

  在太空環境中,不存在地球上的重心引力,也沒有保護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,例如:骨質密度減少、肌肉質量下降,出現心血管和神經系統問題,甚至出現視力紊亂。這意味著人類在太空環境的時間越長,遭受的影響就越嚴重。這可能對我們征服外太空的宏偉計劃帶來嚴重的麻煩,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的太空區域旅行。

  遺憾的是,風險還不止於此,近日,多篇科學研究長篇報導長期太空任務潛在出現健康問題,依據美國科羅拉多州立大學一份新聞稿,這些研究報告了提供迄今為止最多的一組關於太空生物學和宇航員健康影響的數據資料。

  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:氧化應激(自由基和抗氧化劑不平衡導致組織損傷)、DNA損傷、線粒體功能障礙(線粒體是人體細胞的能量包)、端粒長度發生改變、基因組和表觀基因組的變化(即受環境影響的基因表達)、微生物組(人體內部和外部微生物總和)產生的變化。

  其中兩個潛在有害因素引起了科學家的關注——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生深遠影響,但端粒長度改變和DNA損傷尤其與衰老過程有關。

  端粒是位於染色體末端的保護帽(細胞核中攜帶基因的螺紋結構),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為是衰老加速或者與衰老相關疾病(癌症、心血管疾病、癡呆症等)風險增大的標誌。

  暴露在太空中會改變端粒長度,這並不足為奇。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,結果顯示,斯科特在國際空間站期間白血細胞端粒被延長,但他返回地面後基本恢復正常狀態。

  科羅拉多州立大學生物學家蘇珊·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,發表在《細胞》雜誌上。她和同事對其他10位曾在空間站長期執行任務的宇航員進行了研究(這裏所指的長期任務通常是指持續6個月或者更長時間的任務)。

  研究人員對宇航員往返空間站前後進行了血液采樣分析,就像雙胞胎宇航員研究一樣,他們發現長期暴露太空會導致端粒延長。在這種情況下,研究人員還發現宇航員在完成任務後,端粒總體長度會縮短。生物學家將該現象稱為“端粒交替延長現象(ALT)”,這與他們的預期不同,因為這在癌症病例或者發育胚胎中很常見。令人不安的是,他們研究的10名宇航員都出現了“端粒交替延長現象”。

  就延長壽命而言,端粒延長可能是一個“好消息”,但事實並非如此。蘇珊說:“短端粒和長端粒都與疾病風險增加有關,短端粒與加速衰老以及與心血管疾病、某些癌症等退行性疾病密切相關。”

  長端粒可能與長壽有關,卻潛在誘發癌症,因為突變細胞會活得更久,從而增大了風險。隨著時間推移,10名宇航員端粒長度出現了顯著變化,但研究人員還不知道潛在的健康影響。

  蘇珊總結稱,在太空環境中宇航員端粒變長,返回地面後端粒迅速縮短。總地來講,宇航員最終端粒長度比最初更短。當然端粒長度變化也存在個別現象,至少端粒長度不穩定的原因,很可能與慢性氧化應激有關。電離輻射的急性暴露現已被證實會導致氧化應激反應。在太空輻射環境中,慢性暴露與慢性應激反應有關,而端粒非常容易受到氧化損傷。

  這項最新研究還表明,暴露在太空中會導致DNA損傷。特別是科學家發現宇航員存在染色體倒置現象,這是暴露輻射環境的顯著特徵。據悉,當同一條染色體內發生兩次斷裂,斷裂之間的遺傳物質被倒置時,染色體倒置就會發生。

  蘇珊說:“由於長期暴露在太空輻射環境中,所有宇航員在太空飛行期間出現染色體倒置,而且太空飛行結束返回地面後體內染色體倒置次數繼續增多,從而表明存在基因組不穩定或者複製性造血,這些因素將增大罹患癌症風險。”

  太空任務對人體健康的長期影響將繼續是蘇珊的主要關注點,包括正在進行的對端粒長度動態監測(它是如何隨時間變化的)和持續DNA損傷的調查,該研究也涉及到染色體倒置,這是與癌症和心血管疾病相關的一種重要生物標記。

  為此該研究團隊將參與美國宇航局“一年太空任務計劃”,蘇珊將該項目稱為“密碼(CIPHER)”。同時,蘇珊將繼續帶領研究團隊展開類似的研究,監測執行長期太空任務的宇航員端粒長度動態和DNA損傷狀況。(葉傾城)

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