Ett team av forskare från Ryssland och Kanada har analyserat effekten av rymdförhållandena på proteinsammansättningen i blodprover från 18 ryska kosmonauter. Resultaten indikerar att många betydande förändringar i människokroppen orsakas av rymdfärd. Dessa förändringar är avsedda att hjälpa kroppen att anpassa sig och äga rum i alla större typer av mänskliga celler, vävnader och organ. Resultaten av forskningen har publicerats i den prestigefyllda vetenskapliga tidskriften Vetenskapliga rapporter . Skoltech och MIPT Professor Evgeny Nikolaev ledde studien och är motsvarande författare.

Effekterna av rymdfärder på människokroppen har studerats aktivt sedan mitten av 1900-talet. Det är allmänt känt att rymdförhållanden påverkar ämnesomsättningen, termoreglering, hjärtbiorytmer, muskeltonus, andningsorganen och andra fysiologiska aspekter av människokroppen. Dock, de molekylära mekanismerna som driver dessa fysiologiska förändringar är fortfarande okända.

Forskarna fokuserade på proteiner, nyckelspelare i de adaptiva processerna i en organism. För att få en djupare förståelse av förändringarna i människans fysiologi under rymdresor, forskargruppen kvantifierade koncentrationer av 125 proteiner i blodplasman hos 18 ryska kosmonauter som hade varit på långvariga uppdrag till den internationella rymdstationen. Blodet togs 30 dagar före deras flygningar, och igen omedelbart efter deras återkomst till jorden, och ett sista prov sju dagar efter det. Denna tidpunkt valdes för att identifiera trender i proteinkoncentrationsförändringar och se hur snabbt proteinkoncentrationerna återgick till sina normala nivåer före flygningen.

Proteinkoncentrationer mättes med användning av en masspektrometer. Denna teknik gör det möjligt att identifiera en viss molekyl och utföra en kvantitativ analys av en blandning av ämnen. Forskarna hittade proteiner vars koncentrationer förblev oförändrade, såväl som de vars koncentrationer förändrades, men återhämtade sig snabbt till sina nivåer före flygningen, och de vars nivåer återhämtade sig mycket långsamt efter kosmonautens återkomst till jorden.

"För forskningen, vi tog en uppsättning proteiner – biomarkörer för icke-infektionssjukdomar. Resultaten visade att i viktlöshet, immunsystemet fungerar som det gör när kroppen är infekterad, eftersom människokroppen inte vet vad den ska göra och försöker slå på alla möjliga försvarssystem. För denna studie, vi började med att använda kvantitativ proteomik för att studera kosmonauternas blodindikatorer, så vi upptäckte inte bara närvaron av ett protein utan dess mängd, också. Vi planerar att använda ett riktat tillvägagångssätt i framtiden för att upptäcka mer specifika proteiner som är ansvariga för människans reaktion på rymdförhållanden. Att göra detta, kosmonauterna måste ta blodprov medan de är i omloppsbana, sa professor Nikolaev.

De faktorer som påverkar människokroppen under rymdfärd skiljer sig från de som påverkar människans evolution på jorden. Det är inte känt om människokroppen har mekanismer som är ansvariga för att snabbt anpassa sig till sådana stora förändringar. Resultaten av studien indikerar att sådana mekanismer förmodligen inte existerar, eftersom under rymdfärd, dessa anpassningar sker i alla huvudtyper av mänskliga celler, vävnader, och organ. Detta indikerar att människokroppen inte vet vad de ska göra och försöker göra allt som står i dess makt.