Длительные космические полёты: структурный риск для человеческого мозга⁠⁠

Мы благодарны нашим читателям за голосование за лучшую новость в прошлом дайджесте, — публикуем материал, как и обещали. Результаты исследования на основе данных, полученных при обследовании пяти российских космонавтов после завершения полугодовых экспедиций на МКС, были опубликованы 11 октября в журнале JAMA Neurology.

Учёные обнаружили в крови космонавтов изменение уровня некоторых нейроспецифических белков, являющихся прогностическими биомаркерами серьёзных дегенеративных заболеваний, таких как, например, болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз. Есть среди авторов исследования и Галина Васильева, сотрудник Института медико-биологических проблем Российской академии наук, у которой мы запросили комментарий.

У российских космонавтов брали для анализа кровь из вены за 20 дней до старта на МКС и через 1 день/1 неделю/3 недели после возвращения на Землю. Проводили анализ пяти ключевых биомаркеров, которые обычно ассоциируются с повреждениями мозга. Учёные смотрели, прежде всего, на концентрацию двух типов бета-амилоидных белков (amyloid-beta proteins Aβ40 и Aβ42). Именно они образуют амилоидные бляшки в тканях мозга людей, страдающих болезнью Альцгеймера.

«Это вязкий белок, тканям мозга очень важно избавляться от него. У молодых и здоровых он естественным образом быстро вымывается», — отмечают авторы исследования в материале для space.com.

Ещё два биомаркера — это легкий белок нейрофиламентов NfL, чья концентрация повышается при повреждении аксонов (длинные цилиндрические отростки нервных клеток) и глиальный фибриллярный кислый протеин (GFAP), помогающий формированию астроцитов. Эти звездообразные нейроглиальные клетки участвуют в удалении из мозга токсинов и защищают ткани мозга от повреждений. Рост концентрации белка GFAP означает, что клетки мозга работают в авральном режиме, работая над вымыванием токсинов. У космонавтов также определяли концентрацию общего Тау-белка (T-tau), участвующего в сохранении стабильности цитоскелета нейронов.

Однако, негативный эффект не кажется критическим и является обратимым — в течение трёх недель после посадки показатели возвращались к исходным (фоновым) значениям. Концентрация белков NfL, GFAP и одного из бета-амилоидов была у космонавтов выше после посадки, сохраняясь и через неделю, но начинала снижаться к третьей неделе. Концентрация другого бета-амилоида была лишь незначительно выше. Концентрация T-tau после незначительного повышения быстро снижалась до предполётного уровня.

В настоящий момент, в связи с небольшим количеством наблюдений (только пять космонавтов) учёные не могут сделать однозначных выводов о точной причине повышения уровня этих белков. Авторы исследования предполагают, что основной причиной может быть вызываемое микрогравитацией перераспределение жидкости в краниальном направлении.

«Кажется, что на орбите система просто перестаёт работать из-за аномального воздействия микрогравитации на движение жидкости в головном мозге. Но система запускается вновь по возвращению на Землю, белки-биомаркеры снова начинают вымываться кровью и их уровень снижается», — отмечают авторы исследования в материале space.com.

«Этот паттерн изменений нейроспецифических белков выявляет ранее недооцененный структурный риск для человеческого мозга при длительных космических полетах. Полученные в этом исследовании результаты подчеркивают важность дальнейшего совершенствования профилактических мер для смягчения негативных эффектов перераспределения жидких сред организма в головном направлении в условиях микрогравитации. Продолжение этих исследований крайне необходимо в свете возможных в будущем длительных межпланетных экспедиций и работе космонавтов на других космических объектах в условиях измененной гравитации», — комментирует Галина Васильева, один из авторов исследования, зав. лабораторией Исследования костных и метаболических эффектов микрогравитации ИМБП РАН, канд. мед. наук.