Az űrutazás és a hosszabb űrbeli tartózkodás számos veszélyt rejt az űrhajósok számára. A legfőbb kockázatok közé tartozik a magas sugárzás okozta megnövekedett rákkockázat, az ideiglenes látásromlás, valamint a gyors ütemű izom- és csontvesztés.
Mindezek ellenére mérnökök, biológusok, orvosok és más szakemberek folyamatosan keresik a megoldásokat az űr okozta egészségügyi problémák enyhítésére, illetve a káros biológiai folyamatok lassítására vagy megelőzésére. A feladat azonban nem egyszerű, hiszen az űrbeli tartózkodás újabb és újabb kockázatait ismerjük fel.
Az űrutazás komoly kihívások elé állítja az emberi szervezetet, és az egyik legfontosabb kérdés, hogy milyen hatással van az immunrendszerre. Egy 2024 nyarán publikált kutatás során a SpaceX Inspiration4 (I4) küldetés négy űrhajósának biológiai mintáit elemezték, hogy jobban megértsék az űrrepülés immunrendszerre gyakorolt hatását. Korábbi kutatások már kimutatták, hogy az űrben az immunválaszok megváltozhatnak: egyes védelmi mechanizmusok lelassulnak, míg mások túlzottan aktiválódhatnak.
A NASA Twins Study – amely egy földön és egy űrben tartózkodó egypetéjű ikerpárt vizsgált – már korábban is rámutatott arra, hogy az immunrendszer jelentős változásokon megy keresztül az űrrepülés alatt. A SpaceX Inspiration4 (I4) küldetés immunológiájának vizsgálata ennél egy kicsivel továbbment.
A SpaceX Inspiration4 küldetés tanulságai
A SpaceX Inspiration4 küldetés különlegessége, hogy négy civil űrhajós vett részt benne, akik különböző életkorúak és eltérő egészségügyi háttérrel rendelkeztek. A kutatók rendkívül részletes elemzéseket végeztek a legénység immunrendszeréről, többek között génexpressziós és biokémiai vizsgálatokat. Az eredmények szerint az űrrepülés egy jellegzetes „űrrepülési immunválaszt” vált ki, amelyben:
- Megváltozik az immunsejtek aktivitása: A T – sejtek – ben megnőtt a FOXP3 gén aktivitása, ami a szervezet immunreakcióinak szabályozásában játszik szerepet.
- Csökken a fertőzések elleni védekezés hatékonysága: Az MHC I – es osztályú gének, amelyek a vírusok és baktériumok elleni védekezéshez szükségesek, hosszú távon elnyomott állapotba kerültek.
- A mikrobiom átalakul: A bőrön, a szájüregben és az orrban található baktériumok összetétele megváltozott, ami összefüggésbe hozható az immunrendszer működésével.
A kutatás során az űrhajósok vérmintáiban 18 olyan fehérjét (citokin – t és kemokin – t) azonosítottak, amelyek az öregedéshez, a gyulladásos folyamatokhoz és az izomvesztéshez kapcsolódnak. Ez megerősíti azt az elméletet, hogy az űrben töltött idő bizonyos szempontból felgyorsítja az öregedéshez hasonló biológiai folyamatokat.
Két küldetés, egy közös cél?
NASA Twins Study volt az első olyan tanulmány, amely során egypetéjű iker űrhajósok molekuláris profilját vetették össze. A szóban forgó ikerpár Scott Kelly (Orange, New Jersey, 1964. február 21.–) amerikai villamosmérnök, űrhajós a Nemzetközi Űrállomás (International Space Station) fedélzetén tartózkodott, miközben ikertestvére Mark Kelly (Orange, New Jersey, 1964. február 21. –) amerikai pilóta, űrhajós, kapitány és politikus, Arizona szenátora (2020 –) a Földön maradt.
Scott három egymást követő évben kapott influenza elleni védőoltást: az elsőt a Földön, a másodikat az űrben (ez volt az első alkalom, hogy egy űrhajós oltást kapott a világűrben), a harmadikat pedig ismét a Földön. A vizsgálat kimutatta, hogy Scott szervezete megfelelő immunválaszt adott az oltásra. Az eredmények igazolták, hogy az immunrendszere az űrben is megfelelő választ adott az oltásra, ami megerősítette, hogy az immunrendszer képes alkalmazkodni a világűr extrém környezetéhez.
Az Inspiration4 küldetés pedig ennél részletesebb képet adott az immunválaszok változásairól, kimutatva, hogy az immunsejtek aktivitása módosul, a gyulladásos válaszok felerősödhetnek, és a mikrobiom összetétele is jelentősen megváltozhat.
Miért fontos ez a kutatás?
Az űrutazás immunológiai hatásainak megértése kulcsfontosságú a hosszú távú űrmissziók, például egy Mars, vagy Hold utazás szempontjából. Ha az immunrendszer legyengül az űrben, az növeli a fertőzések és más egészségügyi problémák kockázatát, ami egy több hónapos vagy több éves expedíció során végzetes lehet. Ezért a kutatók olyan ellenintézkedéseket keresnek, amelyek segítenek az immunrendszer egyensúlyának fenntartásában.
Miért kutassuk az űr betegségeit, ha a Földön is van belőlük elég?
Ezek a vizsgálatok és kutatások az űrhajósok egészségének védelme mellett, a földi orvoslás számára is hasznosak.
Ennek oka nagyon egyszerű: Az űrrepülés során tapasztalt immunológiai változások sok szempontból hasonlítanak az öregedéssel járó immunrendszeri elváltozásokhoz. Ha sikerül megérteni, hogyan lehet ezek ellen védekezni, az új terápiás lehetőségeket nyithat meg az immunrendszert érintő betegségek kezelésében.
Bárány András Adorján
