NASA tiết lộ sự thay đổi của con người sau khi sống một năm trên vũ trụ

Theo kết quả của dự án nghiên cứu “Sinh đôi” mà NASA tiến hành, sức khỏe con người được đảm bảo trong vòng khoảng một năm sống trên vũ trụ.

Dự án “Sinh đôi”

“Sinh đôi” là dự án do Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) tiến hành, nghiên cứu hai anh em sinh đôi Scott Kelly và Mark Kelly, cùng là nhà du hành vũ trụ. Theo đó, ông Scott đã thử sống trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) trong vòng 340 ngày để xem cơ thể và sức khỏe của ông thay đổi như thế nào so với người anh em song sinh là Mark sống ở Trái đất. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cân nặng và gen của ông Scott đều bị thay đổi.

May mắn thay, phần lớn những thay đổi xảy ra trong cơ thể của phi hành gia Scott đã trở lại bình thường sau một thời gian trở về Trái đất. Các kết quả nghiên cứu công bố hôm 11/4 cho thấy sức khỏe của con người có thể "chủ yếu được duy trì" trong vòng một năm sống trong không gian.

Thật trùng hợp, kết quả được công bố đúng vào dịp kỷ niệm 58 năm chuyến bay vũ trụ có người lái đầu tiên của nhà du hành Liên Xô Yuri Gagarin.

Tuy nhiên, nghiên cứu cũng dẫn đến lo ngại rằng con người cần chuẩn bị nhiều hơn cho các biện pháp bảo vệ, đối phó với môi trường mới khi tiến hành những nhiệm vụ không gian dài hơn hoặc các nhiệm vụ đến không gian sâu như Sao Hỏa.

Những thay đổi về phân tử, sinh lý và hành vi được chia thành các nhóm nguy cơ thấp, trung bình và nguy cơ cao. Sự thay đổi của phi hành gia Scott về khối lượng cơ thể và hệ gen được coi là nguy cơ thấp. Những thay đổi trong điều hòa collagen và quản lý chất lỏng của mạch máu ở mức độ trung bình và sự mất ổn định bộ gen được coi là có nguy cơ cao.

Nghiên cứu có sự tham gia của 84 nhà khoa học chia thành 10 nhóm từ 12 trường đại học ở 8 tiểu bang của Mỹ, tập trung vào các khía cạnh khác nhau của cơ thể con người trong không gian. Dữ liệu bao gồm các phép đo nhận thức, dữ liệu sinh lý và mẫu vật của cả hai anh em bao gồm máu, huyết tương, nước tiểu và phân. Tuy nhiên, vẫn có những yếu tố hạn chế trong nghiên cứu.

Công trình chỉ so sánh hai đối tượng là Scott và Mark Kelly nên kết quả sẽ không được chứng thực với các phi hành gia khác. Bên cạnh đó, ông Scott cũng vẫn ở trong lá chắn bảo vệ của từ trường Trái đất trên trạm vũ trụ, không bị bắn phá bởi bức xạ không gian sâu.

Các nhà khoa học coi công việc của họ là" tạo giả thuyết và xác định khung”, chuẩn bị cho nhiều nghiên cứu trong tương lai. Mặc dù vậy họ vẫn tin rằng đó là "bình minh của bộ gen người trong không gian", theo Tiến sĩ Andy Feinberg, nhà nghiên cứu chính và giáo sư y khoa tại Trường Johns Hopkins.

"Nghiên cứu Sinh đôi là một bước quan trọng để tìm hiểu biểu sinh và biểu hiện gen trong không gian của con người", J.D. Polk, giám đốc y tế và y tế tại Trụ sở NASA cho biết. "Điều này đã giúp làm rõ sự cần thiết của y học cá nhân hóa và vai trò của nó trong việc giữ gìn sức khoẻ cho các phi hành gia trong quá trình thám hiểm không gian sâu khi NASA tiến lên Mặt trăng và hành trình lên sao Hỏa".

Sức khoẻ con người thay đổi trong không gian như thế nào?

Một năm trong không gian khiến động mạch của phi hành gia Scott dày lên, tổn thương ADN, thay đổi biểu hiện gen, võng mạc dày lên, thay đổi vi khuẩn đường ruột, giảm khả năng nhận thức và thay đổi cấu trúc ở đầu nhiễm sắc thể gọi là telomere. May mắn thay, ADN của ông đã không bị biến đổi.

Tiêm phòng cúm trong không gian cũng có tác dụng như trên Trái đất. Dinh dưỡng và tập thể dục khi ở trên ISS gây giảm cân và tăng axit folic, từ đó tạo ra sự sản xuất quan trọng của các tế bào hồng cầu. Hơn 1.000 gen đã thay đổi ngay khi ông Scott đến không gian. Một số thay đổi đã được dự kiến, như những thay đổi liên quan đến sự hình thành xương hoặc thay đổi một phần ADN, nhưng đã những thay đổi đối với các gen của ty thể và hệ thống miễn dịch, giúp tạo ra năng lượng và bảo vệ cơ thể, cho thấy rằng các chuyến bay vũ trụ dài hạn làm tăng căng thẳng trên cơ thể. Cũng có bằng chứng về sự căng thẳng của tế bào.

Điều này cho thấy hệ thống miễn dịch của ông Scott đã “cảnh giác cao độ” để đối phó với sự thay đổi môi trường sống.

"Biểu hiện gen đã thay đổi đáng kể", Christopher Mason - một trong những tác giả nghiên cứu và phó giáo sư sinh lý học tại Weill Cornell Medicine cho biết. "Mặc dù nhiều thay đổi đã phục hồi sau khi Scott trở lại Trái đất, một số thay đổi còn lại, bao gồm thiếu hụt nhận thức, tổn thương ADN và một số thay đổi trong kích hoạt tế bào T vẫn tồn tại. Chúng tôi chưa biết những thay đổi này là tốt hay xấu, cơ thể phản ứng thế nào nhưng chắc chắn các gen bị nhiễu loạn. Vì vậy, chúng tôi muốn tìm hiểu xem tại sao và theo dõi chúng để làm rõ".

Tốc độ nhận thức của phi hành gia Scott đã giảm trong các bài kiểm tra, dù là 6 tháng sau khi trở về.  Scott cho biết bản thân cảm thấy như bị cúm trong vài ngày đầu tiên trở lại Trái đất. Ông bị đau khớp và cơ, sưng ở chân dưới, nổi mề đay và nổi mẩn bất cứ nơi nào da va chạm với bất cứ thứ gì, chóng mặt, buồn nôn và mệt mỏi.

Ông tin rằng tất cả là do sự trở lại của trọng lực, tiếp xúc với những người khác nhau và hệ thống miễn dịch của đối phương. Hiện nay, ông Scott đã trở lại “gần như bình thường", Tiến sĩ Mike Snyder – một trong những nhà nghiên cứu và giám đốc của Khoa Di truyền Đại học Stanford nói.

Bảo vệ sức khỏe phi hành gia

Sau 60 năm khám phá không gian, các nhà nghiên cứu của NASA vẫn luôn biết rằng có một số rủi ro với cơ thể con người khi vào môi trường không trọng lực. Các phi hành gia phải đối phó với một môi trường căng thẳng, tiếng ồn, sự cô lập, nhịp sinh học bị gián đoạn, tiếp xúc với bức xạ và sự thay đổi chất lỏng đầu xảy ra khi nổi trên mặt đất cứng.

Bệnh chuyển động không gian cũng xảy ra trong 48 giờ đầu tiên, tạo cảm giác chán ăn, chóng mặt và nôn mửa.

Theo thời gian, các phi hành gia ở lại 6 tháng trở lên trên ISS có thể trải qua sự suy yếu và bị teo xương, teo cơ. Họ cũng bị mất thể tích máu, hệ thống miễn dịch suy yếu và vấn đề tim mạch. Ông Scott và các phi hành gia khác cũng nói về việc tầm nhìn của họ bị thay đổi một chút. Thậm chí, một số người trong số họ đã yêu cầu được mang kính trong chuyến bay.

Để tiếp tục phát triển, NASA tập trung vào việc giải quyết các mối đe dọa chính đối với con người du hành trong không gian: bị cô lập và giam cầm, bức xạ, khoảng cách từ Trái đất, môi trường thù địch hoặc khép kín và trọng lực dao động.

"Kết quả nghiên cứu đóng góp lớn cho những nghiên cứu khác về không gian y sinh trong tương lai, cho phép chúng ta có một hành trình an toàn hơn đến và đi từ sao Hỏa", tiến sĩ Steven Platts, phó giám đốc khoa học cho Chương trình nghiên cứu con người của NASA nhận định.

Ý nghĩa nghiên cứu với con người trên Trái đất

Công trình của NASA không chỉ có ý nghĩa đối với các phi hành gia vì trên thực tế, bệnh nhân ung thư cũng trải qua những thay đổi di truyền và phơi nhiễm phóng xạ. Nghiên cứu cho thấy cách một cơ thể khỏe mạnh phản ứng và thích nghi với căng thẳng như thế nào, có thể suy ra cách cơ thể phản ứng với các yếu tố gây căng thẳng, ung thư hoặc nhiễm trùng khác.

"Khoa học mà chúng ta làm trong không gian tác động đến cơ thể con người qua nhiều thế hệ", phi hành gia Mark Kelly nói. Ngoài ra, nghiên cứu cũng làm sáng tỏ các phản ứng cá nhân đối với vắc-xin cúm, thay đổi liên quan đến môi trường trong biểu hiện gen, các bệnh liên quan đến áp lực nội sọ, suy giảm hệ thống thị giác và các bệnh tim mạch như xơ vữa động mạch.

PHƯƠNG PHƯƠNG (Theo CNN)