宇宙飛行は人体に2つの大きな特異な影響を与える

地球の悩みから逃れて今すぐ火星へ行きたい理由はいくつかあるかもしれない。しかし宇宙は過酷だ。放射線、無重力、孤立、乱れた睡眠スケジュールが身体に負担をかける可能性がある。地球人が赤い惑星、あるいは他の天体への7か月の旅に出発する前に、宇宙の過酷な環境が身体にどのような影響を与えるかを理解する必要がある。

科学の出番だ。Cell Press 誌に発表された一連の研究で、200 人以上の研究者が、宇宙飛行が人体に与える影響の基本についてこれまでにわかったことを概説し、国際宇宙ステーションを超えてより過酷な人類の冒険に乗り出す NASA の計画を後押ししている。この一連の研究は、NASA の双子研究の続編であり、スコット・ケリーが 1 年の大半を宇宙で過ごした際、彼と地球にいる一卵性双生児の兄弟で同じ宇宙飛行士のマーク・ケリーを比較した。

最新の研究では、研究者らは血縁関係のない宇宙飛行士 10 名のグループを調査しました。彼らは、ISS での約 6 か月の宇宙飛行の前後に宇宙飛行士の血液サンプルを検査し、彼らの染色体を研究しました。科学者らが特に興味を持ったのは、染色体の末端にある保護 DNA 配列であるテロメアです。これは靴ひもの端のキャップのような役割を果たします。

研究リーダーの一人でありコロラド州立大学の放射線生物学者スーザン・ベイリー氏によると、テロメアは一般的に加齢とともに短くなり、心血管疾患やある種の癌などの加齢に伴う疾患のリスクが高まるという。そのため、宇宙飛行のストレスの多い環境では、テロメアが縮むことが予想される。しかし、ベイリー氏のチームは、軌道上の実験室にいる宇宙飛行士は宇宙にいる間、テロメアの長さが不可解に長くなることを発見した。これは、最初の双子研究の結果と一致する。その後、宇宙飛行士が地球に戻った後、テロメアはほぼ正常の長さに戻った。

宇宙飛行士に対するストレスの多い環境の影響についてさらに情報を集めるため、研究者らはエベレスト（ベイリー氏によると地球上の宇宙環境「のようなもの」である極限環境）を登頂した双子の登山家から採取したサンプルも研究した。「（宇宙飛行士の実験と）ほぼ同じ設計です」とベイリー氏は言う。「驚いたことに、登山中の双子のどちらもテロメアが伸びているのがわかりました」

ベイリー氏によると、研究はテロメアの延長が酸化ストレス、つまり登山家と宇宙飛行士の両方が経験する体内の細胞内のフリーラジカルの過剰な蓄積によって影響されることを示しているようだ。「正常な血液細胞は死につつあり、生き残ろうとしています」と彼女は言う。「新しい環境に適応しています。一部の細胞はテロメアを維持するために代替経路を活性化します。これは一部の腫瘍で起こることと似ています。一部の細胞はそのプロセスから生まれます。宇宙飛行中にもそれが見られるのではないかと考えています。」

研究者たちは、これから、これらの分子変化が何によって起こるのかを突き止めることに注力する。ベイリー氏と他の多くの研究者は、宇宙でのさまざまな活動が私たちの生物学的特性にどのような変化をもたらすかを調べるため、一連の今後のミッションで NASA と協力する。「最終的には、さまざまな期間のミッションに合計 30 人以上の宇宙飛行士が参加することになり、非常によく似た研究ができるようになるでしょう。」

他の研究者にも、やるべきことは山ほどある。例えば、NASAの研究者アフシン・ベヘシュティは、このパッケージで、宇宙飛行士特有の健康問題（骨や筋肉量の減少、臓器の合併症、概日リズムの変化）がミトコンドリアの損傷に起因していることを明らかにした論文を発表した。

「私たちは、宇宙空間の体内で、私たちが観察した現象を説明できるような普遍的なメカニズムが起こっているかどうかを考えることから始めました」とベヘシュティ氏はプレスリリースで述べた。「私たちが何度も発見したのは、ミトコンドリアの調節に何かが起きていて、それがすべてを狂わせているということでした。」

ミトコンドリアは、細胞の発電所として有名です。エネルギーを生成するこれらの器官は、重力の変化や放射線にさらされると、基本的に機能不全に陥ります。幸いなことに、ミトコンドリアの機能不全に対する治療法はすでにいくつかあるため、論理的に次のステップは、それらの治療法が宇宙飛行士にどのような影響を与えるかをテストし始めることです。

宇宙飛行の身体的要求を解明することは、研究者が宇宙旅行のストレス要因に対する医学的対策を設計するのに役立つ可能性があるため、今こそますます重要だとベイリー氏は言う。結局のところ、宇宙機関は宇宙の遥か遠くの目的地へのミッションに常に目を向けている。「宇宙機関がますます多くの人々を宇宙ステーションやその先へ打ち上げているので、私のような宇宙オタクにとっては本当にエキサイティングな時代です」と彼女は付け加える。