> ## Content Index
> Fetch the complete content index at: https://www.toest.bg/llms.txt
> Use this file to discover other available public pages before exploring further.

# Близнаците от NASA и ключът към живота ни в Космоса
- URL: https://www.toest.bg/bliznatsite-ot-nasa-i-klyuchut-kum-zhivota-ni-v-kosmosa/
- Published: 2025-02-06T12:07:23.000Z
- Updated: 2025-02-06T12:57:16.000Z
- Description: NASA събира десет изследователски екипа, които проучват промените в човешкото тяло след продължителен престой в Космоса. В изследването участват и еднояйчните близнаци Кели. Скот престоява в Космоса една година, а брат му Марк остава на Земята. Анастасия Орманджиева разказва повече.
- Author: Анастасия Орманджиева
- Tags: общество, молекулярна биология, NASA, близнаци, космос

### Изследването с близнаците

Засега познанията ни за взаимодействията на човешкото тяло с космическата околна среда на молекулярно ниво са сравнително ограничени. [Космическата радиация](https://www.nasa.gov/humans-in-space/space-radiation-is-risky-business-for-the-human-body/), специфичната [диета в Космоса](https://shorturl.at/ZIsxT), намалената [физическа активност](https://www.nasa.gov/general/astronaut-exercise/), нарушеният [биологичен часовник](https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20030068197/downloads/20030068197.pdf) и [безтегловността](https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/glenn/what-is-microgravity/) влияят на [имунитета](https://www.nasa.gov/missions/station/iss-research/science-in-space-week-of-sept-8-2023-the-immune-system-in-space/#:~:text=Space%20missions%20impose%20environmental%20challenges,to%20simulated%20microgravity%20or%20confinement.) и [метаболизма](https://www.frontiersin.org/journals/physiology/articles/10.3389/fphys.2017.00547/full) на човека. 

Информация за здравословното състояние на астронавтите биха дали биомаркерите (​​гени, свързани с функциите на имунната система, с поправката на ДНК, с развитието на рак – т.нар. протоонкогени, и др.). Биомаркерите, които представляват научен интерес, са част от генома, епигенома и метаболома. Освен за здравето на астронавтите, те биха могли да дадат и насоки за изготвяне на [персонализирани планове](https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2021.739747/full) за превенция на заболявания, свързани със средата в Космоса.

Въпреки че познанията ни за последствията от престоя в Космоса на физиологично ниво се увеличават непрекъснато през последните над 20 години, те са в резултат на [краткосрочни мисии](https://www.nasa.gov/reference/international-space-station/#hds-sidebar-nav-4) – 4 до 6 месеца престой на Международната космическа станция (МКС). До момента само четирима души са участвали в [космически мисии с голяма продължителност](https://www.nasa.gov/history/space-station-20th-long-duration-missions/) (една година и повече). Погледът към бъдещето предполага по-дълги космически мисии (до три години), [включително и до Марс](https://www.nasa.gov/humans-in-space/humans-to-mars/#preparing), за които е необходима сериозна подготовка.

*NASA* избира еднояйчните близнаци Скот и Марк Кели за [уникална мисия](https://www.nasa.gov/humans-in-space/twins-study/), за да се проучи влиянието на околната среда в Космоса (микрогравитацията и радиацията) при дълги космически полети (над една година). [Двамата близнаци](https://explore.britannica.com/explore/space/mark-kelly-and-scott-kelly/) са астронавти на *NASA*, но не са били изпращани на мисии в Космоса четири години преди проучването. Скот е избран да престои една година на [Международната космическа станция](https://www.nasa.gov/international-space-station/), а неговото генетично копие – брат му Марк, е т.нар. контрола на експеримента и остава на Земята. [Мисията](https://www.nasa.gov/humans-in-space/twins-study/about/) е с продължителност почти година – от 27 март 2015 г. до 1 март 2016 г.

Биологичните проби от близнаците, събрани за периода на експеримента са 317 (кръв, урина, изпражнения). Проведени са изследвания, свързани с епигенетични промени, и са подложени на молекулярна диагностика на различни [омикс нива](https://en.wikipedia.org/wiki/Omics) – метаболом, транскриптом, протеом, микробиом и геном (виж фиг. 1). Освен това Скот и Марк Кели са били тествани преди и след космическата мисия.

![](https://lh7-rt.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXds6OfXP6WOk45tcDMIXK6ObSU6HI9L_aWAJXHApEcf-DNmbnH7X6Zfbb3mlBXb1ioqRhuklrNVfGQHL-tC6mzIU1l8hDHd8Ue4TkpNx0G0povpLIoOMuZdvQxtnB_GGuzGM4F_?key=77HZEwGvMw8HJmJiSgNiDGcm)

Фигура 1\. Мултидисциплинарно изследване на NASA с близнаци. Еднояйчните близнаци са изследвани на 10 биологични нива преди, по време и след космическия полет на единия близнак (другият служи за контрола). Източник: Francine E. Garrett-Bakelman et al. ,The NASA Twins Study: A multidimensional analysis of a year-long human spaceflight. Science 364, eaau8650(2019). DOI:10.1126/science.aau8650

### Човешкият геном в космически условия

Част от изследванията са фокусирани върху [нарушения в хромозомите](https://www.nature.com/articles/d41586-019-01149-y) в резултат на излагане на [йонизираща радиация](https://www.nasa.gov/missions/analog-field-testing/why-space-radiation-matters/) по време на полет в Космоса. Нарушенията могат да бъдат [транслокации](https://www.genome.gov/genetics-glossary/Translocation) вътре в хромозомата (пренареждане на сегменти от хромозомите) и [инверсии](https://www.genome.gov/genetics-glossary/Inversion) (сегменти от хромозомата с обърната посока). Транслокациите са отговорни за развитието на заболявания като рак, стерилитет, синдром на Даун и др. Инверсиите могат да доведат до промени в експресията на гените, например някои протеини да не се произвеждат, както и до генетични заболявания, като хемофилия.

[Резултатите от изследването сочат](https://www.science.org/doi/10.1126/science.aau8650), че при Скот Кели (близнака в Космоса) инверсиите се увеличават в сравнение с транслокациите. Тези данни съвпадат със силата на излагането на радиация в Космоса, тоест знаем, че при излагането на космическа радиация се случва именно това.

Наблюдават се и [промени в експресията на някои гени](https://www.nasa.gov/humans-in-space/nasas-twins-study-results-published-in-science-journal/). С повишена експресия са [гените, отговорни за поправка на ДНК](https://www.nature.com/articles/s41392-021-00648-7). Причината е, че е необходимо да произвеждат повече белтъци, които отговарят за поправката на ДНК при възникнали грешки. Това означава, че тялото е изложено на по-голямо количество мутагенни фактори. Честотата на хромозомните инверсии се повишава дори и след полета, което би могло да се обясни с повреди в ДНК на стволовите клетки след излагане на космическа радиация. [Други данни от изследването](https://www.nasa.gov/humans-in-space/fireworks-in-space-nasas-twins-study-explores-gene-expression/) сочат, че втората половина на полета (от 6-тия до 12-тия месец) води до увеличаване на промените в генома.

Част от гените не възстановяват нормалната си експресия шест месеца след връщането на Скот на Земята. [Тези гени](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8508777/) (811 на брой в различни видове клетки) са свързани с функциите на имунната система и поправката на ДНК.

### Стареенето на Земята и в Космоса

[Теломерите](https://www.genome.gov/genetics-glossary/Telomere) са повтарящи се структури в краищата на хромозомите. Те са изключително важни за поддържането на целостта на генома, тъй като защитават физическите краища на ДНК от разграждане. [Теломерите се скъсяват](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3370421/#:~:text=Key%20points.-,Telomere%20length%20shortens%20with%20age.,risk%2C%20and%20pace%20of%20aging.) с клетъчното делене и с възрастта, както и при различни фактори на начина на живот, като стрес, замърсяване на въздуха и радиация.

В изследването на близнаците от *NASA* [средната дължина на теломерите](https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33347069/) е оценена преди, по време и след космическия полет на Скот Кели. Най-съществено увеличение на дължината на теломерите се наблюдава по време на космическия полет (в сравнение с дължината им преди и след него, както и в сравнение с теломерите на Марк, който остава на Земята). Изненадващо, при завръщането на Скот [дължината на теломерите](https://kids.frontiersin.org/articles/10.3389/frym.2024.1191969) се скъсява до средните стойности преди полета само за 48 часа. С други думи, в Космоса стареенето се е забавило и после за 48 часа се е върнало към обичайното за Земята, което при всички положения е страшно интересно, и предстои да научим защо става точно така.

[Специфичното за космическите полети удължаване на теломерите](https://www.nature.com/articles/s41526-023-00303-1#:~:text=Spaceflight%20elongates%20human%20telomeres%20in,cells%20of%20astronauts%20remain%20unexplored.), наблюдавано в това проучване, е в съответствие с подобни открития при астронавти, които са имали по-кратък престой (около 6 месеца) на МКС. Въпреки това механизмите и последиците от удължаването на теломерите в космически условия не са изяснени. С по-дълги теломери се свързват здравословният начин на живот, включващ състоянието на метаболизма, диетата, физическата активност и телесното тегло. В тази връзка, по време на полета Скот Кели е бил с намалено телесно тегло и повишени нива на [фолат](https://www.nhs.uk/conditions/vitamin-b12-or-folate-deficiency-anaemia/) в серума, което може да обясни удължаването на теломерите.

### Изводи от проучването и поглед към бъдещето

Установените промени в човешкото тяло на молекулярно ниво при продължителен престой в Космоса биха могли да дадат насоки за предпазване на здравето при дълги мисии. Недостатък на изследването с близнаците е, че не e статистически значимо, защото в него участват само един обект и една контрола и не е изключено установените различия да се дължат на случайни събития.

[Изследването е първа крачка](https://www.nasa.gov/humans-in-space/twins-study/faqs-nasa-twins-study/) към още подобни проучвания с други астронавти. От *NASA* планират да изпращат по десет астронавти за различни периоди (шест месеца, една година), а на Земята да има контролни индивиди в изолирана среда.

Междувременно Скот Кели ще бъде наблюдаван и тестван веднъж годишно, докато е жив, с надеждата да получим отговор на непрекъснато възникващите въпроси, свързани с живота на човека в Космоса.