Космические путешествия ослабляют нашу иммунную систему: теперь ученые знают почему

Микрогравитация в космосе влияет на физиологию человека и вредит здоровью астронавтов. Об этом начали говорить еще во время полетов астронавтов в рамках миссии "Апполон". У астронавтов после полетов были зафиксированы нарушения в работе внутреннего уха, сердечная аритмия, низкое кровяное давление, обезвоживание и потеря кальция в костях, сообщает Phys.org

Также чуть более половины астронавтов тогда заболели простудой или подхватили другую инфекцию в течение недели после возвращения на Землю. У некоторых даже произошла повторная активация "спящих" вирусов, таких как ветрянка. Все это стимулировало исследования влияния микрогравитации на иммунную систему человека.

В последнем исследовании, под руководством одной из первых женщин-астронавтов, доктора философии Милли Хьюз-Фулфорд, ученые из Калифорнийского и Стенфордского университетов доказали, что ослабление иммунной системы астронавта во время космических путешествий, вероятно, частично связано с аномальной активацией иммунных клеток, называемых регуляторными Т-клетками.

Т-клетки обычно запускаются для снижения иммунных ответов, когда инфекция больше не угрожает, и являются важными регуляторами иммунных ответов при различных заболеваниях, от рака до COVID-19. Однако в условиях микрогравитации ученые обнаружили изменения в Т-клетках, которые приготовились к работе еще до того, как иммунная система была подорвана. Когда ученые стимулировали иммунный ответ в человеческих иммунных клетках из образцов крови в условиях микрогравитации с помощью химического вещества, которое часто используется в исследованиях для имитации патогена болезни, они обнаружили, что Т-клетки помогают подавить вызванный иммунный ответ.

Джордан Спатц, доктор философии из Калифорнийского университета, который стал одним из руководителей исследования после смерти в феврале этого года Хьюз-Фулфорд, говорит, что по мере развития космических путешествий, которые становятся все более коммерческими, забота о здоровье астронавтов становится все более актуальной.

"С коммерциализацией космических полетов будет гораздо больше пожилых и менее здоровых людей, испытывающих микрогравитацию. Микрогравитация приносит много вреда человеческому телу, и мы надеемся найти ответ, как смягчить некоторые эффекты микрогравитации во время космических путешествий", — говорит Спатц.

Ранее Хьюз-Фулфорд обнаружила более слабые ответы Т-лимфоцитов иммунной системы, некоторые из которых напрямую атакуют определенные патогены, а некоторые помогают управлять иммунным ответом.

"Это двойной сглаз", — говорит Брис Годильер, доктор медицинских наук, доцент кафедры анестезии Медицинской школы Стэнфордского университета. "Происходит ослабление иммунных реакций активации Т-лимфоцитов, но также обострение иммуносупрессивных реакций со стороны Т-клеток". Ученые также обнаружили, что лимфоциты "прирожденные киллеры" были менее активны в условиях симулированной микрогравитации, в то время как В-клетки, вырабатывающие антитела, не пострадали.

Исследователи смоделировали микрогравитацию в образцах крови с помощью специального цилиндрического сосуда для культивирования клеток с моторным вращением, давно зарекомендовавшего себя прибора для исследования микрогравитации, но метод анализа отдельных клеток был уникальным.

Ученые идентифицировали отдельные иммунные клетки по конкретному типу и использовали металлические метки и масс-спектроскопию для одновременного обнаружения и количественной оценки десятков белков, которые играют роль в работе иммунной системы, в дополнение к подтверждению ранее идентифицированных схем активации измененных генов.