Космическое пространство является крайне неблагоприятной средой для жизни человека, при этом галактическое космическое излучение и микрогравитация представляют собой наибольшую опасность для здоровья космонавтов. Как влияют микрогравитация и радиация на женскую репродуктивную систему? Увеличивает ли космический полет канцерогенный риск?
Пилотируемые космические полеты и исследование дальнего космоса являются приоритетной деятельностью многих национальных космических агентств. Исследования по определению долгосрочных физиологических реакций и адаптации к космической среде и дальнейшей реадаптации к условиям окружающей среды на Земле имеют решающее значение для безопасности и здоровья космонавтов [1]. Влияние космического полета и космической среды на системы органов, необходимые для выполнения задач в космосе и по возвращении на Землю, получили наибольшее внимание, поскольку они относятся к исследованиям здоровья космонавтов. Со времени первого полета в космос в 1961 г. было выявлено пять основных угроз для длительных космических путешествий: удаленность от Земли, изоляция, закрытая/враждебная окружающая среда, гравитация (или ее отсутствие) и радиация [2].
Микрогравитация
Микрогравитация приводит к сложным биологическим изменениям [2]. Эффекты от воздействия измененной гравитации можно разделить на краткосрочные и долгосрочные. В течение нескольких минут космического полета астронавты могут испытывать укачивание [3]. В течение более длительного периода может происходить ремоделирование сердечно-сосудистой и опорно-двигательной систем [4]. Влияние микрогравитации на физиологические процессы исследуется для разработки адекватных контрмер и минимизации рисков, связанных с длительным космическим полетом. Было показано, что эффекты микрогравитации усиливаются с увеличением продолжительности миссии и расстояния от Земли. В частности, эффекты, связанные с сердечно-сосудистой, опорно-двигательной, нервной и иммунной системами, диагностируются и клинически наблюдаются по возвращении из космоса. Однако исследования половых/гендерных различий в реакции и адаптации к космическим полетам, а также влияния микрогравитации на женскую репродуктивную систему ограничены [5].
Космическое излучение
Излучение (в виде волн или частиц) представляет собой энергию, которую можно классифицировать как неионизирующую или ионизирующую. Однако наиболее биологически активным является ионизирующее излучение, которое может воздействовать на клетки напрямую, когда частицы воздействуют на жизненно важную молекулу-мишень и передают свою энергию, или косвенно, когда частицы воздействуют на другие молекулы (например, молекулы воды), что приводит к образованию реактивных свободных радикалов. Воздействуя на ДНК, ионизирующее излучение может вызвать одноцепочечные или двухцепочечные разрывы ДНК, что может привести к гибели клетки или различным мутациям. Космическая радиация оказывает комплексное воздействие на ткани человека и является этиологическим агентом онкологических, сердечно-сосудистых заболеваний, поражений центральной нервной системы, лучевой болезни и других состояний [6]. Магнитное поле Земли является важнейшим защитным элементом. Учитывая природу ионизирующего космического излучения, повышенная скорость канцерогенеза является одной из основных проблем для длительных космических полетов [7]. У женщин-космонавтов еще не было выявлено увеличения риска рака половых органов [8, 9]. Однако космические экспедиции будут проводиться за пределами низкой околоземной орбиты и будут все более продолжительными, поэтому вызывают опасения последствия влияния космического излучения [10].
Научная литература по репродуктивным изменениям у женщин-астронавтов во время и после космического полета или воздействия имитации микрогравитации остается скудной [5, 9, 11]. Хотя женщины-космонавты успешно зачали и родили детей после космического полета, подробная информация о фертильности после космического полета, осложнениях беременности и исходах родов у женщин отсутствует.
Хотя ионизирующее излучение является известным канцерогеном, облучение частицами в космосе количественно и качественно отличается от γ-излучения или рентгеновских лучей [12]. Это ограничивает понимание риска канцерогенеза, который может быть ассоциирован с космической радиацией. Известны биологические эффекты облучения тяжелыми ионами, приводящие к повреждению и репарации ДНК, нестабильности генома, мутагенезу, хромосомным аберрациям и неопластической трансформации [13]. Мышиные модели обычно использовались для изучения радиационно-индуцированного канцерогенеза, но они не отражают весь спектр сложности патогенеза рака у людей [14].
Действительно, одним из основных ограничений для количественной оценки риска рака, ассоциированного с воздействием космического пространства, является отсутствие данных о лицах, подвергающихся длительному воздействию космической радиации [15]. Исследования в этом направлении будут содействовать разработке мер по защите космонавтов на пути к новым космическим открытиям.
Литература
