186 суток на орбите (спросите у космонавта) - Тим Пик Страница 22

Обратной стороной постоянного участия в экспериментах была необходимость часто сдавать на анализ мочу, кал, кровь, слюну и т. д. Эти исследования проводятся не только в космосе, но, бывает, начинаются задолго до запуска и могут продолжаться в течение двух или более лет после возвращения на Землю, чтобы полностью изучить воздействие космического полета на наше тело. Один эксперимент требовал биопсии мышц до и после полета, а это весьма болезненная процедура.

Также на МКС проводились эксперименты, в которых пригодился мой опыт работы пилотом-испытателем – например, в оценке управления «марсоходом» на Земле с МКС. Моя задача состояла в том, чтобы использовать «марсоход» для изучения темной пещеры, которая была построена в Стивенидже, Англия. Я должен был распознать различные камни и другие особенности пещеры, используя интерфейс «человек – машина» и линию связи. Дистанционное управление транспортными средствами поможет подготовиться к высадке космонавтов на Марс; также это будет полезным при изучении Луны – космонавты смогут управлять «луноходами» с ее орбиты.

Если бы мне пришлось выбирать один, самый любимый эксперимент, я бы выбрал эксперимент ЕКА «Мониторинг дыхательных путей». Он довольно сложный, но длился всего пару дней. В этом исследовании впервые шлюз МКС использовался в качестве гипобарической камеры. Космонавты подвергаются воздействию повышенного содержания пыли в воздухе, так как в космосе она не оседает на поверхность, и это опасно. Например, очень вредным может быть воздействие пыльных бурь на Марсе, как и вдыхание тонкого реголита с поверхности Луны (острые, зубчатые края лунного грунта будут наносить неописуемый вред легким при вдохе). В космосе, как и на Земле, мелкая пыль может вызвать раздражение слизистой оболочки глаз, воспаление легких и астму. Каждый раз при выдохе выделяется небольшое количество оксида азота (NO), который синтезируется нашим организмом для регуляции работы кровеносных сосудов и действует как антибактериальный агент. Врачи могут использовать количество выдыхаемого NO как индикатор воспаления дыхательных путей. В эксперименте по мониторингу дыхательных путей мы анализировали количество NO, выделяемого в различных условиях, в том числе и при пониженном давлении в шлюзовом отсеке.

Результаты этого новаторского исследования будут использоваться не только для дальнейших исследований космоса, но и для лечения миллионов людей на Земле, страдающих астмой. Этот эксперимент я считаю лучшим, а сейчас давайте плавно перейдем к следующему вопросу…

В: Какие достоинства имеют исследования, проведенные в космосе?

О: У врачей были реальные опасения по поводу влияния невесомости на здоровье Юрия Гагарина, когда 12 апреля 1961 года он отправился в космос. Вероятных сценариев катастрофы было предостаточно – возможные проблемы с сердцем, легкими, головным мозгом и т. д. С тех пор люди научились не только переносить невесомость, но и адаптироваться и успешно развиваться в таких условиях в течение длительного времени. За это время было получено большое количество информации, касающейся самых различных областей. И это не только финансируемые правительством исследования. Все больше коммерческих компаний осознают преимущества космических исследований, и МКС растет как платформа для инноваций в промышленности и в частном секторе. Я надеюсь, вам будет интересно прочитать о некоторых из исследований, которые радикально поменяли жизнь людей на Земле.

Строение белка. Наше тело содержит десятки тысяч различных белков. Эти трехмерные сложные структуры составляют почти 17 % общей массы тела. Белки не только формируют наши тела, но и играют важную роль в процессах жизнеобеспечения. Ошибка в синтезе белка может привести к развитию тяжелых заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, паркинсонизм, болезнь Хантингтона и даже губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота, или «коровье бешенство».

Принцип действия большинства лекарств, используемых для лечения этих заболеваний, основан на доставке молекул, предназначенных для встраивания в структуру патогенных белков и ингибирования их функции. Но для того, чтобы эффективно работать, молекула лекарственного средства должна точно соответствовать «неправильному» белку, как будто это две части трехмерного паззла. И здесь требуется подробное знание структуры белка. Чтобы ее изучить, можно вырастить кристаллы белка. Исследователи обнаружили, что легче всего такие кристаллы выращивать в невесомости, где отсутствуют эффекты гравитации и конвекции, искажающие или разрушающие тонкую структуру кристаллов. Космические кристаллы оказались более крупными и совершенными, чем любые из полученных на Земле, и уже позволили получить ценную информацию о лечении мышечной дистрофии Дюшенна.

В настоящее время в космосе проводятся эксперименты по изучению таких болезней, как гепатит С, болезнь Хантингтона, некоторые виды рака и кистозный фиброз. И это лишь первые маленькие шаги к использованию потенциала подобных исследований. В природе насчитывается десять миллиардов белков, причем структура каждого из них уникальна и содержит важную информацию, связанную с нашим здоровьем и глобальной средой, – это одна из самых интересных областей исследований, проводимых на МКС.

Создание вакцин. Космическая среда вызывает множество изменений в микробных клетках. Самый простой пример – изменение устойчивости к антибиотикам и скорости проникновения в ткани хозяина.

Особый интерес для исследователей инфекционных заболеваний представляет вирулентность (способность микроба вызывать заболевание). Было показано, что в условиях микрогравитации вирулентность увеличивается. Это позволило ученым выявить и идентифицировать те вирусы, которые обладают низкой вирулентностью, чтобы использовать их в качестве основы для производства вакцин.

Одной из наиболее распространенных причин пищевого отравления является заражение организма сальмонеллами, вызываемая ими диарея остается одной из трех основных причин смертности младенцев во всем мире. Финансируемое коммерческой корпорацией Astrogenetix космическое исследование привело к открытию потенциальной вакцины против этих бактерий, сейчас она находится на этапе одобрения и коммерческого внедрения.

Эксперименты на МКС были также посвящены изучению вирулентности устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus, более известного как MRSA.

На МКС также стремятся улучшить существующие вакцины против стрептококковых бактерий, которые вызывают такие опасные заболевания, как пневмония, менингит и бактериемия.

И это лишь часть результатов, подтверждающих перспективы создания вакцин в условиях микрогравитации.

Процесс старения. Быстрые изменения, которые происходят с человеческим организмом после адаптации к невесомости, представляют собой уникальную модель для изучения процессов старения. Проводятся исследования потери костной ткани, сердечно-сосудистой дегенерации и изменения состояния кожи; ученые ищут пути поддержания равновесия иммунной системы. Исследования уже привели к разработке нового препарата для лечения остеопороза (ProliaTM от Amgen), и в настоящее время многие эксперименты МКС ориентированы на эту область исследований.

Количество пожилых людей стремительно растет, в настоящий момент более 8,5 % всех людей на Земле находится в возрасте 65 лет и старше. Только в США число людей в этой возрастной группе удвоится в течение следующих