宇宙は常に人類の好奇心を刺激してきました。宇宙論の最初の理解から月への着陸、スターウォーズのような古典的な映画まで、私たちは常にそこに誰が何をしているのか疑問に思ってきました.今のところ、SpaceX が惑星間種としての人類のビジョンの一部としてテスラ車を火星の軌道に送った方法についてのトレンド ニュース記事があります (Musk, 2017)。しかし、多くの宇宙空間の状態が人間の健康に悪影響を及ぼすため、宇宙は人間にとって居心地の良い場所ではありません。
宇宙への冒険を決意した宇宙飛行士は、できる限りの準備を整えるために集中的な訓練を受けなければなりません。それでも、私たちの最愛の地球の外の条件は、重力、利用可能な酸素、温度、および放射線の点で非常に異なります.このような状態は、さまざまな方法で人体に影響を与える可能性があります。無重力によって上半身の体液が増加し、視神経の位置が変化するため、視力が大幅に変化します (Kramer et al., 2012)。その他の結果は、味覚が変更されたり、ミッション中に部分的に失われたりするなど、単純に「楽しい」ものです。機内食を食べたことがある人なら経験済み！高度 10,000 メートルでは、私たちの味蕾と嗅覚が変化します。機内食の味を責めることはもうありません!
しかし、宇宙環境に関連する他のタイプのより深刻な健康問題があります。例えば、骨密度の低下や筋萎縮は、宇宙での無重力状態が原因です。真空状態でのガス交換が制限されているために体内の組織の酸素量が減少している状態である低酸素症は、別の例です。長引く微生物、ストレス、睡眠サイクルの変化、放射線、および隔離は、宇宙飛行士の弱い免疫反応と関連しています (Crucian et al., 2015; Crucian et al., 2016)。その結果、より長い深宇宙ミッションを計画する際には、この種の要因を常に考慮する必要があります。
科学者や宇宙飛行士は、宇宙環境が人間の健康に与える影響を認識し始めていますが、宇宙飛行の環境条件の背後にある生物学的影響を特定することは、特にテストされた環境の範囲が限られているため、困難でした.宇宙空間を探索し続けるためにこれらの問題に対処することは重要ですが、人間の被験者を使ってそのような状況を研究することは非倫理的です.そのため、科学者は、実験生物として知られる、単純だが強力な動物や微生物の使用に目を向けています。
ハエ、ミミズ、バクテリア、マウスなどの実験生物は、宇宙の状態が人間の健康に及ぼす影響をよりよく理解するのに役立ちます。彼らは遺伝的に人間の対応物に似ています。さらに、これらの実験生物は、特定の遺伝子が宇宙条件によってどのように影響を受けるか、およびそのような影響から人体を保護する方法についての洞察を科学者に提供する高度な遺伝的および分子生物学的ツールを持っています。最も重要なことは、これらの生物の使用は、体重、身長、および遺伝的背景の点で異なる可能性がある人間の被験者とは異なり、科学者に同様のサンプルグループを提供します.したがって、研究者はそれらを使用して、宇宙飛行士が経験した条件を再現したり、より幅広い環境を評価したりする実験を慎重に設計できます。
最近の研究では、アポロ ミッションに参加した宇宙飛行士は、非飛行ミッションと低軌道飛行ミッションの宇宙飛行士よりも心血管疾患を発症する可能性が高いことが示されています。無重力状態と宇宙放射線がこれらの発見に関連するかどうかをテストするために、科学者はマウスを両方の条件に 6 ～ 7 か月間さらし、実験中の血管反応を監視しました。マウスを宇宙放射線にさらすと、動脈の容積増加、つまり血管拡張を仲介するメカニズムが損なわれました。血管拡張が損なわれると、動脈が詰まる可能性があり、心臓に流れる酸素が少なくなり、心臓発作や脳卒中を引き起こす可能性があります.研究者は、宇宙放射線が、地球の軌道を離れた宇宙飛行士の心血管疾患のリスク増加の主な要因であると結論付けました (Delp, et al., 2016)。
さらに、心血管系の機能と発達に対する宇宙飛行の影響に関する現在の研究は、HEART FIES プログラムでショウジョウバエを使用して実施されています。過去の実験では、国際宇宙ステーションでのハエのゲノムの個体差の影響をテストしました。研究者たちは、さまざまな生物学的プロセスに重要な電気信号を伝達するイオン チャネルが宇宙で影響を受けることを発見しました。特に、地球の 3 倍の重力は、これらのタンパク質を生成するために使用される遺伝子の調節や、他の細胞プロセスに影響を与えます (Hateley, et al., 2016)。さらに、他の研究では、成虫のミバエの翅の発達に関与する遺伝子が地上対照と比較してダウンレギュレートされていることを説明しており、生物が宇宙飛行に適応できることを示唆しています (Parsons-Wingerter et al., 2015)。これらの結果は、将来の宇宙飛行士が地球とは異なる重力を持つ惑星に定住した直後に直面するリスクと、宇宙飛行士が時間の経過とともにどのように適応するかをよりよく理解するのに役立ちます.
人類が初めて月面に着陸した 1969 年まで、人々を宇宙に送ることは夢でした。宇宙に行けるようになった今、問題はどうやってそこに住むことができるのか、そして宇宙が私たちの健康にどのような影響を与えるのかということです。科学者たちは、実験生物を宇宙に送り、宇宙飛行士の体に起こる細胞および分子の変化を理解するのに役立つ宇宙飛行士の健康に対する宇宙の影響を調査しています。これらの実験を通じて得られた知識は、さらに宇宙に進出するリスクに関する貴重な発見を提供します。やがて、これらの要因に対処することが宇宙探査の新時代に貢献し、さまざまな科学分野で多くの刺激的な進歩がもたらされるでしょう。
参考文献:
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