Lidé se připravují na dlouhodobý let a pobyt na planetě Mars. Vědci se proto intenzivně zajímají o účinky dlouhého pobytu ve vesmíru na lidské zdraví. Skvělým zdrojem informací jsou vesmírné stanice obíhající okolo Země, na kterých někteří obyvatelé nepřetržitě pobývali i déle než rok.

Jejich imunitní systém však z toho příliš nadšený nebyl. Jedná se o možnou hrozbu pro dlouhodobé mise?.

Když začali ruští kosmonauté s dlouhodobými pobyty na vesmírných stanicích Saljut, zaznamenali u nich vědci zvýšený výskyt drobných respiračních onemocnění v porovnání s kolegy záložní posádky, kteří zůstali na Zemi.

Jednoduše řečeno trpěli téměř neustále rýmou. Tento stav byl přičítán stísněnému prostředí na stanici, recirkulaci vzduchu a pobytu ve stále stejném oblečení, které zejména při propocení může vést ke snazšímu nachlazení.

Vesmírná rýma

Pravidelné šestiměsíční střídání posádek na Mezinárodní vesmírné stanici ISS pak přineslo další materiál pro studium reakcí lidského organismu na pobyt ve vesmíru. Vyšší náchylnost astronautů k virovým onemocněním během pobytu na stanici se stala obecně uznávaným faktem a muselo se ji přizpůsobit i dostupné lékařské vybavení přímo na stanici.

Jedná se o méně závažná virová onemocnění, která je obvykle možné zvládnout symptomatickou léčbou, ale pro astronauty jsou nepříjemná. Vedle běžný rýmy a nachlazení se jedná například i o pásový opar způsobený virem varicella zoster.

V uzavřeném prostředí vesmírné stanice je pak dalším problémem snadné šíření virové nákazy mezi členy posádky, které není možné snadno izolovat. Zvýšený výskyt onemocnění tohoto typu bychom na Zemi přičetli snížené imunitě daného pacienta.

Všichni astronauté ale prochází před misí dlouhodobým a pravidelným sledováním a do vesmíru se dostanou pouze v případě, že je jejich zdraví stoprocentní. Nemělo by se tedy jednat o jedince se sníženou imunitou.

Odvážná hypotéza

Navíc výskyt těchto onemocnění ve vesmíru je obvykle sledovatelný až při pobytu překračujícím 7 dnů. Vědci z univerzity v kanadské Ottawě proto vyslovili hypotézu, že delší pobyt ve vesmíru snižuje imunitní reakci lidského organismu.

A díky dlouhodobému projektu s americkou NASA dostali příležitost svoji hypotézu ověřit na krevních vzorcích 14 astronautů, kteří dlouhodobě pobývali na vesmírné stanici.

Svá zjištění nyní publikovali v odborném žurnálu Frontiers. Studie se účastnilo celkem 11 můžu a 3 ženy. Vědci jim pravidelně odebírali krev před startem, během pobytu ve vesmíru a následně ještě pětkrát v průběhu 1 roku po návratu na Zemi.

Odběry potvrdily dříve známou skutečnost, že již během prvních několika dnů pobytu na stanici dochází v průměru k 17% zvýšení objemu bílých krvinek v organismu astronautů. Nyní však kanadští vědci u všech vzorků provedli také sekvenování RNA těchto bílých krvinek, aby zjistili, zda se během pobytu mění její struktura a jaký to má případně vliv na obranyschopnost.

Geny řídí obranyschopnost

Změna struktury genu následně ovlivňuje schopnost organizmu syntetizovat konkrétní bílkovinou, která dále řídí procesy v lidském těle. Vědci porovnávali celkem 59 901 genových znaků v každém vzorku. Identifikovali celkem 276 společných genů, jejichž struktura se změnila během sledování u všech astronautů.

Tyto geny byly shluknuty do dvou nápadných skupin, takzvaných clusterů. 247 genů ve větším z clusterů má přitom přímý vliv na imunitní reakci lidského organismu. Již během prvního týdne pobytu ve vesmíru dochází k útlumu jejich činnosti a v některých případech až úplnému „vypnutí“.

Po návratu na Zemi se přitom stav v řádu jednotek dnů obnovuje opět do normálu. Kanadští vědci tak byli schopni potvrdit, že i u zcela zdravých jedinců dochází při dlouhodobém pobytu ve vesmíru k potlačení reakcí jejich imunitního systému, čímž se stávají náchylnějšími k virovým onemocněním.

Zbývala však otázka, proč dochází k potlačení imunitní reakce. Podle vytvořeného modelu je to přirozená reakce lidského těla na pobyt v mikrogravitaci, kdy dochází k redistribuci tekutin v těle.

Gravitace klíčem ke zdraví

Tekutiny, které jsou na Zemi vlivem gravitace zadržovány v dolních končetinách, se v prostředí mikrogravitace nahrnou i do ostatních částí těla a způsobí astronautům například nepříjemné otoky hlavy a obličeje.

V reakci na to sníží tělo během několika prvních dnů celkový objem krve a krevní plazmy o zhruba 10-15 %. To také vede k zvýšení objemu bílých krvinek a podle zjištění, potvrzených touto studií, i ke změně jejich genetické informace, a tedy snížení imunitní reakce organismu.

Pro dlouhodobé mise k jiným planetám z toho plyne, že kosmická loď s umělou gravitací bude přispívat nejen k většímu pohodlí cestujících, ale také zvýší jejich obranyschopnost vůči různým patogenům.