太空生(nián)活如何改变人(rén)体?NASA双胞胎研究揭示基因与身体变化
如果我(wǒ)们(men)生(nián)活在(zài)太空中(zhōng),我(wǒ)们(men)的(de)身体会(huì)发生(nián)什么变化?他(tā)会(huì)长高吗?会(huì)变轻吗?我(wǒ)的(de)视力会(huì)好(hao)起来(lái)吗?细胞会(huì)发生(nián)什么变化?
为(wéi / wèi)了弄清楚这(zhè)一点,美国(guó)国(guó)家(jiā)航空航天(tiān)局(NASA)对(duì)一对(duì)双胞胎兄弟进行(xíng)了相应的(de)研究。两兄弟中(zhōng)的(de)一个(gè)完成了近一年(nián)的(de)太空任务,而(ér)另一个(gè)则在(zài)地(dì)球上(shàng)度过(guò)了这(zhè)段时(shí)间。
斯科特·凯利 (Scott Kelly) 于(yú) 二0一五 年(nián)至 二0一六 年(nián)间在(zài)国(guó)际空间站度过(guò)了 三四0 天(tiān)(大(dà)多数宇航员在(zài)太空工作 五 至 六 个(gè)月),身体和(hé)基因发生(nián)了许多变化,而(ér)他(tā)的(de)孪生(nián)兄弟返回地(dì)球对(duì)于(yú)马克·凯利 (Mark Kelly) 来(lái)说(shuō),这(zhè)是( shì)一件很重要(yào)的(de)事(shì)情。通常。
该研究的(de)首席研究员克里斯·梅森在(zài)一份声明中(zhōng)说(shuō):“通过(guò)观察太空中(zhōng)的(de)基因表达,我(wǒ)们(men)看到()了一些令人(rén)兴奋的(de)事(shì)情。” “一旦进入太空,你(nǐ)的(de)身体就(jiù)会(huì)发生(nián)真正的(de)变化。”
▲ 右边是( shì)斯科特·凯利
克里斯·梅森说(shuō),这(zhè)项研究发现数千个(gè)基因改变了它们(men)开启和(hé)关闭的(de)方式。 “一旦宇航员进入太空,这(zhè)种情况就(jiù)会(huì)发生(nián),其中(zhōng)一些活动在(zài)返回地(dì)球后(hòu)会(huì)暂时(shí)继续。”
在(zài)太空度过(guò)了三四0天(tiān)的(de)斯科特·凯利的(de)身体经历了许多变化,包括颈动脉和(hé)视网膜增厚、体重减轻、肠道(dào)微生(nián)物变化、认知能(néng)力下(xià)降、DNA损伤、基因表达变化以(yǐ)及染色体端粒延长等。 。总体而(ér)言,斯科特·凯利没有(yǒu)任何改变。
端粒延长
这(zhè)项研究最令人(rén)兴奋的(de)事(shì)情是( shì)人(rén)类端粒在(zài)太空中(zhōng)延长的(de)发现。在(zài)这(zhè)项研究中(zhōng),NASA首次测量了宇航员的(de)端粒长度,并惊讶地(dì)发现斯科特·凯利的(de)端粒在(zài)太空中(zhōng)变长了。
端粒是( shì)染色体末端的(de)保护帽,随着人(rén)类年(nián)龄的(de)增长,端粒会(huì)变短。
斯科特·凯利的(de)端粒延长震惊了美国(guó)宇航局人(rén)类研究计划的(de)科学家(jiā)。尽管尚不(bù)清楚为(wéi / wèi)什么斯科特·凯利的(de)端粒在(zài)太空中(zhōng)会(huì)变长,但科学家(jiā)们(men)将继续研究找出(chū)原因。目前,科学家(jiā)正在(zài)研究延长端粒长度以(yǐ)逆转衰老或战胜癌症的(de)方法。
但端粒的(de)变化并不(bù)是( shì)永久性的(de)。斯科特·凯利返回地(dì)球两天(tiān)后(hòu),他(tā)拉长的(de)端粒开始收缩,而(ér)且收缩后(hòu)的(de)端粒甚至比开始执行(xíng)任务前还要(yào)短。
端粒缩短与衰老和(hé)疾病有(yǒu)关。当延长的(de)端粒缩短或消失时(shí),这(zhè)可(kě)能(néng)会(huì)对(duì)宇航员的(de)细胞健康产生(nián)一些负面影响。
认知能(néng)力下(xià)降
进入太空一年(nián)后(hòu),斯科特·凯利的(de)认知能(néng)力也(yě)有(yǒu)所下(xià)降。然而(ér),当比较在(zài)太空生(nián)活六个(gè)月和(hé)一二个(gè)月的(de)宇航员时(shí),科学家(jiā)们(men)也(yě)发现他(tā)们(men)的(de)认知能(néng)力没有(yǒu)显着差异。
换句话说(shuō),太空中(zhōng)认知能(néng)力的(de)下(xià)降可(kě)能(néng)与在(zài)太空中(zhōng)停留的(de)时(shí)间长短无关。
骨密度降低
研究员斯科特·史密斯的(de)研究发现,斯科特·凯利的(de)骨密度在(zài)任务的(de)后(hòu)半段有(yǒu)所下(xià)降。当宇航员返回地(dì)球时(shí),他(tā)体内炎症的(de)生(nián)化标志物增加。
基因表达变化
斯科特·凯利的(de)另一个(gè)重要(yào)发现可(kě)能(néng)与我(wǒ)们(men)所说(shuō)的(de)“太空基因”有(yǒu)关。着陆后(hòu),斯科特·凯利 九三% 的(de)基因恢复正常。剩下(xià)的(de)七%可(kě)能(néng)经历了长期的(de)变化,与免疫系统、DNA修复和(hé)高碳酸血症相关的(de)基因发生(nián)了不(bù)可(kě)逆转的(de)变化。
少数与免疫系统和(hé) DNA 修复相关的(de)基因未能(néng)恢复正常,也(yě)表明长期生(nián)活在(zài)太空可(kě)能(néng)对(duì)人(rén)类基因造成持续损害。
▲ 左边是( shì)斯科特·凯利
研究人(rén)员确定了基因变化的(de)五个(gè)可(kě)能(néng)方向,包括辐射和(hé)太空失重环境。
斯科特·凯利居住的(de)空间站位于(yú)范艾伦带下(xià)方的(de)轨道(dào)上(shàng)。针对(duì)这(zhè)一发现,美国(guó)宇航局负责人(rén)类研究项目的(de)副首席科学家(jiā)认为(wéi / wèi),“火星上(shàng)的(de)辐射比我(wǒ)们(men)预期的(de)要(yào)低得多”。
颈动脉和(hé)视网膜增厚,体重减轻
在(zài)太空中(zhōng),宇航员斯科特·凯利的(de)颈动脉和(hé)视网膜变厚,他(tā)的(de)肠道(dào)微生(nián)物群和(hé)体重也(yě)发生(nián)了变化。肠道(dào)的(de)变化可(kě)能(néng)是( shì)由于(yú)饮食和(hé)环境的(de)差异,视网膜增厚可(kě)能(néng)会(huì)影响宇航员的(de)视力,但这(zhè)些变化在(zài)太空中(zhōng)很常见。
▲ 右边是( shì)斯科特·凯利
有(yǒu)一些表述被确认会(huì)发生(nián)变化,有(yǒu)一些系统被确认不(bù)会(huì)受到()影响。
在(zài)这(zhè)项研究中(zhōng),美国(guó)宇航局发现人(rén)类免疫系统在(zài)太空中(zhōng)不(bù)会(huì)受到()影响。
研究人(rén)员观察了宇航员双胞胎在(zài)注射流感疫苗前后(hòu)的(de)身体变化。接种疫苗后(hòu),双胞胎的(de) T 细胞受体水平都有(yǒu)所增加,这(zhè)是( shì)正常的(de)免疫反应。换句话说(shuō),斯科特·凯利的(de)免疫系统在(zài)太空中(zhōng)工作得很好(hao),在(zài)太空中(zhōng)注射流感疫苗的(de)效果与在(zài)地(dì)球上(shàng)一样好(hao)。
作为(wéi / wèi)这(zhè)项研究的(de)观察对(duì)象,斯科特·凯利在(zài)接受媒体采访时(shí)表示:“这(zhè)次返程飞行(xíng)比适应太空中(zhōng)的(de)太空环境差很多,我(wǒ)感觉很累很累,我(wǒ)感觉得到()了流感。”
科学家(jiā)认为(wéi / wèi),这(zhè)项研究揭示了人(rén)体如何适应太空以(yǐ)及如何从太空飞行(xíng)的(de)后(hòu)遗症中(zhōng)恢复。这(zhè)项研究还可(kě)以(yǐ)帮助我(wǒ)们(men)了解身体如何应对(duì)其他(tā)压力源。正如美国(guó)宇航局人(rén)类研究计划首席科学家(jiā)詹恩所说(shuō),“对(duì)双胞胎的(de)研究表明,一个(gè)人(rén)的(de)身体能(néng)够多么灵活和(hé)强壮地(dì)适应太空环境。”
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