DNA損傷、患癌風險增加，原來太空人身體毛病這麼多

2020-12-01 健康界國際

在聽到別人吹牛，特別是不靠譜時，我們往往喜歡補一句：你咋不上天呢？

說實話，這「天」可不能隨便上。

相信有人還記得美國宇航局在2019年進行的雙胞胎研究（2019 NASA Twins Study）。這項研究綜合分析了人類在太空中待上近一年對人體的影響。在這項研究中，美國宇航局太空人斯科特·凱利（Scott Kelly）在國際空間站生活了340天，而他的同卵雙胞胎兄弟生活在地球，研究人員最後對比了兩人的身體變化。

現在，美國宇航局的科學家等研究人員收集了由世界各地200多名研究人員撰寫的30項研究，包括NASA雙胞胎研究以及對其他生物（如老鼠和昆蟲）的體徵分析研究，形成了迄今為止最大的一組太空生物學數據，並確定了6種人類在太空中生活後可能對健康產生重大影響的關鍵分子變化。

基於30項研究形成的新研究成果——The Biology of Spaceflight已於11月25日發表在《細胞》等雜誌上。

圖片來源：圖蟲創意

氧化應激及其一系列後果

該新研究顯示，在太空飛行過程中，生物體發生的6種分子變化包括DNA損傷、氧化應激、端粒長度改變、微生物組變化、線粒體功能障礙和基因調控。

在太空環境的促進作用下，人體內自由基數量可能會遠大於細胞中的抗氧化劑，這時就會產生氧化應激。研究人員發現，這種壓力主要與研究人員觀察到的其他分子變化有關。

這些細胞和分子水平的變化可能對太空人在任務期間和之後的健康狀況產生重大影響，包括已觀察到的對心血管、中樞神經、肌肉骨骼、免疫和胃腸系統的影響，以及導致晝夜節律的中斷和視力的改變。

癌症風險的增加也與這些變化有關。

30項研究中有一項新研究還發現，克隆性造血（攜帶突變的血細胞比其他細胞複製得更快）是太空人患心血管疾病、淋巴瘤和白血病的潛在風險。在與157名癌症患者的對比中，癌症患者平均在70歲左右才會診斷出克隆性造血，然而太空人提早了整整20年。

目前為止，太空人還沒有執行過超一年的空間站任務。不過未來前往火星的太空任務或將持續長達5年。

研究人員表示，了解這些特徵對健康的影響，並制定和建立有效的對策和衛生系統，是使人類進入下一階段太空探索的關鍵步驟。

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DNA損傷和端粒長度改變

端粒就像染色體末端的帽子，對染色體起保護作用。隨著年齡的增長，端粒會變短。

在美國宇航局的雙胞胎的研究中，太空人斯科特體內白血球中的端粒在太空中變得更長，回到地球後又恢復到正常長度。

一項新研究對10名太空人在在太空前後採集的血液樣本進行了研究，並與美國宇航局的雙胞胎研究結果進行了比較。

這些太空人在空間站生活了6個月，雖然由於他們處於近地軌道，太空輻射程度會降低，但研究人員發現了他們DNA受損的證據。

太空人的端粒在太空中被拉長，這是由於在太空中持續的慢性氧化應激所致。當他們返回地球後，端粒長度會比在太空中要短。

研究DNA和端粒輻射損傷的專家、美國宇航局雙胞胎研究調查員、科羅拉多州立大學教授蘇珊·貝利（Susan Bailey）說：「我們現在有了這樣一個研究基礎，未來可以在太空人身上進一步對端粒長度變化和DNA損傷反應進行探究。目標是更好地了解潛在機制、人體在長時間太空飛行期間會發生何種變化以及不同人的不同變化。」

在太空中端粒會更長聽起來似乎是「太空之旅」帶來的一個優勢，但在貝利看來，這種變化可能會導致其他風險，而非使人「青春永駐」。

貝利說：「由太空輻射引起的DNA損傷（如染色體倒置）的細胞延長壽命或永生，是增加癌症風險的推手。端粒會真實反映我們的生活方式-無論是在地球上還是在地球外。我們對生活方式的選擇確實會影響我們衰老的速度和程度。保護好端粒十分重要。」

關鍵在於線粒體功能障礙

太空人身上出現的健康問題還包括肌肉和骨骼消失、心臟和肝臟問題以及免疫系統功能障礙。

研究人員認為這些問題根源於線粒體功能障礙。

線粒體是產生細胞所需化學能量的動力室。當它們暴露在變化的重力或輻射環境下時，它們基本上就失靈了。

「我們首先要清楚，在太空中，人體內是否存在某種可以解釋我們所觀察到的現象的普遍機制。」一項研究的第一作者、首席研究員兼生物信息學家阿夫申·貝赫什提（Afshin Beheshti）說，「我們多次發現，在線粒體調節出現狀況後人體一切都失去正常。」

當線粒體受到抑制時，可以在肝臟、其他器官和免疫系統中觀察到漣漪效應。研究人員認為，這種功能障礙也可以解釋太空人的晝夜節律（生物鐘）甚至心血管問題。

貝赫什提表示，目前已經有許多用於治療各種線粒體疾病的藥物，應對太空中出現的線粒體功能障礙問題將更容易，而現在最容易實現的是在太空中用動物和細胞模型來測試其中部分藥物。

圖片來源：圖蟲創意

太空環境下的心臟壓力

一項研究表明，在太空中出生的果蠅的心臟較小，而且泵血的效率較低。如果太空人在月球或火星表面進行長期任務，可能會出現類似情況。

「這是首次在研究中發現太空人的心臟疾病背後可能存在細胞和分子變化。」該研究的共同第一作者、斯坦福·伯納姆·普裡比斯醫學發現研究所的衰老與再生項目助理教授卡倫·奧科爾（Karen Ocorr）說，「我們發起這項研究是為了解微重力對心臟的影響，現在我們可以開始制定策略，以保護太空人心臟健康。」

果蠅和人類在子宮裡時的心臟很相似。研究人員通過觀察被送回地球的果蠅爬上試管側面的情況，來測試它們的心臟功能。

「在正常的果蠅心臟裡，肌肉纖維的工作模式就像你用手指擠壓牙膏時一樣。」奧科爾說，「在太空飛行中，心臟收縮方式就像試圖通過按壓而不是擠壓的方式把牙膏擠出管體一樣。對人類來說，這可能會成為一個大問題。」

了解人類心臟在太空中的運作方式可能對有心臟問題的人以及計劃未來進行太空執行任務的人員提供一些幫助。

該研究報告作者、美國宇航局高級科學家沙米拉·巴塔查裡亞（Sharmila Bhattacharya）說：「隨著我們繼續推進在月球上建立僑居地的工作以及將首批太空人送上火星，了解人體在微重力環境下過長時間對人體的影響至關重要。現在的研究結果表明，微重力對心臟會產生巨大的影響，這也說明了長期太空飛行可能需要醫療幹預，同時也明確了具體治療的幾個方向。」

原文來源：CNN

原文標題：Astronauts experience these key changes in space that could impact their health, new research shows

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