 |
Статьи по астрономии
|
|
|
|
Рассылка
|
|
|
Голосование
|
|
|
|
Реклама
|
|
|
|
|
|
|
Главная
Статьи
Статьи NASA на русском
|
Ошибался ли Эйнштейн насчет космических путешествий?
|
26 04/06
|
|
Рубрика:
Статьи NASA на русском
Автор:
NASA
|
Просмотров: 313
Оригинальная версия»
|
|
|
|
Парадокс Близнецов Эйнштейна – все ли предвидел великий физик? Возьмем двоих братьев, идентичных близнецов. Допустим, один из них стал астронавтом и отправился в далекое космическое путешествие. Второй же остался на Земле. Когда близнец-путешественник вернется домой, то обнаружит, что он моложе своего брата.
|
|
Это Парадокс Близнецов Эйнштейна, и хотя это звучит странно, тем не менее, это абсолютно верно. Теория относительности гласит, что чем быстрее вы движетесь в пространстве, тем медленнее вы движетесь во времени. Полет в систему Альфа Центавра — это уже большая сдвижка во времени, пожалуй — это неплохой способ сохранить молодость.
Или нет?
Некоторые исследователи начинают полагать, что космическое путешествие может иметь обратный эффект. Оно может привести к преждевременному старению.
Специальная Теория Относительности Альберта Эйнштейна гласит, что время замедляет свой ход для путешественников, быстро перемещающихся в пространстве, сохраняя их молодость. Космическая радиация, воздействуя на теломеры, может вызывать обратный эффект. [Подробнее]
“Проблема парадокса Эйнштейна заключается в том, что он не учитывает биологический фактор — а именно, космическую радиацию и биологию старения”, отмечает Фрэнк Кучинотта (Frank Cucinotta), руководитель исследовательских работ по изучению радиации NASA из космического центра Джонсона (Johnson Space Center).
В то время, как близнец-астронавт мчится в космическом пространстве, объясняет Кучинотта, его хромосомы подвергаются воздействию проникающих космических лучей. Это может разрушать его теломеры — небольшие молекулярные “насадки” на концах его ДНК. Здесь, на Земле, потеря теломеров связана со старением.
До сих пор этот риск не вызывал серьезных опасений: подобное воздействие на астронавтов, совершающих полет на космическом корабле многоразового использования или находящихся на космической станции, будет незначительным, если вообще будет иметь место. Эти астронавты движутся по орбите внутри защитного магнитного поля Земли, которое отражает большинство космических лучей.
Но к 2018 г., NASA планирует отправить людей за пределы этого защитного купола, чтобы вновь посетить Луну и, в конце концов, достигнуть Марса. Астронавты, которые примут участие в этих миссиях, могут находиться под воздействием космических лучей в течение недель или месяцев за один раз. Как и следовало ожидать, NASA стремится выяснить, существует ли на самом деле опасность “радиационного старения”, и, если это так, то как справиться с этим.
Наука только сейчас приступает к рассмотрению данной проблемы. “Реальность заключается в том, что у нас очень мало информации о радиации и потере теломеров [о связи между этими двумя явлениями]”, отмечает Джерри Шей (Jerry Shay), клеточный биолог из Юго-Западного медицинского центра Университета Техаса в Далласе. При поддержке NASA, Шей и другие исследуют данную проблему. То, что они узнают о старении, может принести пользу всем, как на Земле, так и космосе.
Зажженный фитиль
Подобно фитилю бомбы замедленного действия, теломеры представляют собой длинные цепочки повторяющейся ДНК, которые укорачиваются каждый раз при делении клетки. Когда теломеры становятся слишком короткими, срок жизни клетки заканчивается: она теряет способность к делению, наступает так называемое “репликативное старение”.
Без этого встроенного фитиля клетки человеческого организма обладали бы способностью расти и делиться бесконечно. Фактически, ученые считают, что клетки образовали теломеры в качестве средства предотвращения бесконтрольного клеточного роста раковых опухолей. Из-за теломеров большинство клеток человеческого организма могут делиться только 50 - 100 раз до того момента, когда бомба замедленного действия взорвется.
Теломеры (белый цвет) находятся на концах хромосом человека (серый цвет). Автор снимка: Департамент Энергетики США, Программа генома человека. [Подробнее]
Согласно одной из современных теорий старения, когда клетки человеческого организма приближаются к исчерпанию лимита, обусловленного теломерами, недостаток свежих молодых клеток способствует появлению типичных признаков старения: морщинистая кожа, отказ различных органов, ослабление иммунной системы и т. д.
Вопрос о том, вызывает ли потеря теломеров старение или нет, все еще остается предметом споров, отмечает Шей. Тот факт, что укороченные теломеры идут рука об руку с процессом старения, подтвержден документально. Известно, что люди, теломеры которых короче, например, живут в среднем меньше тех людей, теломеры которых длиннее. Однако простая корреляция не доказывает, что именно теломеры являются причиной старения.
“Доказать причину и следствие в таких вещах непросто. Но, тем не менее, я считаю, что достаточное количество соотносительных исследований, проведенных множеством различных ученых позволяет нам принять тот факт, что короткие теломеры служат признаком старения”, говорит Шей.
Недавние исследования, проведенные Фрэнком Кучиноттой и его коллегами, показали, что радиация, состоящая из ядер железа (основного компонента космических лучей), в действительности повреждает теломеры клеток человеческого организма: ссылка.
Чтобы доказать это, они подвергли облучению ядрами железа и гамма лучами лабораторные чаши, в которых находились кровяные клетки человека, называемые лимфоцитами. До недавнего времени такой тщательный анализ повреждения теломеров занял бы чрезмерно много времени. Однако новый метод окрашивания клеток, который называется RxFISH (Радужная межвидовая флуоресцентная in Situ гибридизация), позволил Кучинотте и его коллегам наблюдать за множеством теломеров одновременно.
Хромосомы человека, обнаруженные с помощью RxFISH. Автор снимка: NASA/Лаборатория Реактивного Движения. [Подробнее]
“Мы получили удивительный результат, который заключается в том, что частицы железа наносят теломерам намного больший ущерб, чем гамма лучи”, отмечает Кучинотта. Он предполагает, что эта разница может быть вызвана более широким путем повреждения, причиняемого ядрами железа. Цепочки теломеров сворачиваются в продолговатые петли, словно небольшие узелки на концах хромосом. Гамма лучи могут наносить удар либо с одной, либо с другой стороны таких петель, тогда как ядра железа могут воздействовать на обе стороны одновременно, нанося теломеру длительное повреждение — и, возможно, вызывая его полное уничтожение. Хотя это объяснение, тем не менее, является лишь гипотетическим.
На сегодняшний момент ставится задача измерить риск, который может представлять повреждение теломера для астронавта, с тем, чтобы руководители миссии и сами астронавты могли принимать обоснованные решения относительно рисков, с которыми они могут столкнуться. По всей вероятности, такой риск будет умеренным, отмечает Шей.
“Мы говорим о коварных вещах. Эти люди, вероятно, не собираются разъезжать в инвалидных колясках или в чем-то подобном, после возвращения из космоса”, говорит Шей.
Например, астронавты, которые подверглись наибольшему воздействию космической радиации, такие как астронавты Аполлона, летавшие на Луну, в среднем, заболевают катарактой приблизительно на 7 лет раньше, чем остальные астронавты. Катаракта является характерным симптомом старения.
Ядра железа наносят особенно большой вред теломерам. [Подробнее]
Серьезные опасения вызывает возможное старение головного и спинного мозга. Эксперименты на крысах показали, что мозговая ткань подвержена “старению” под воздействием облучения ядрами железа – эти выводы были сделаны в результате исследований, проведенных Джимом Джозефом (Jim Joseph) из Университета Тафтс и Берни Рабином (Bernie Rabin) из Университета Мериленда. (См. ссылки ниже).
“Нам все больше и больше кажется, что это может стать серьезной проблемой для длительного космического полета”, говорит Кучинотта.
Однако если ученые смогут изменить направление, по которому излучение элементарных частиц железа воздействует на теломеры, то это позволит им найти способ, как избежать такого воздействия или скорректировать его. Решение могло бы быть таким же простым, как таблетка, содержащая молекулы для восстановления ДНК. “Существует множество путей, которые мы могли бы использовать”, отмечает Шей.
Так или иначе, но NASA собирается сделать все для того, чтобы астронавты чувствовали себя молодыми.
Переводчик: Пшеничникова Елена (Бюро переводов "Гольфстрим")
Права на статью, а также фотографические и иные материалы к ней принадлежат NASA
Перевод статьи осуществлен Бюро переводов "Гольфстрим" и размещен на сайте с разрешения NASA
Права на перевод принадлежат ООО "Гольфстрим+"
Копирование перевода статьи, а также фотографических и иных материалов к ней, в целях размещения на иных сайтах в сети интернет, а также для издания и распространения в бумажном варианте, в том числе, но не исключая иного, в журналах, газетах, книгах и прочее, возможно только с разрешения ООО "Гольфстрим+", по согласованию с NASA. |
|
Читать другие Статьи на данную тему
| 22.02.2006 |
Лунные Олимпийские Игры |
| |
Если бы зимние Олимпийские Игры проводились на Луне, где бы именно они бы проходили? Конечно, в лунных Альпах.Это лишь вопрос времени. Однажды зимние Олимпийские Игры будут проведены на Луне. |
| |
|
| 22.02.2006 |
На лыжах по Луне |
| |
А сейчас представляем вашему вниманию сводку погоды для лыжников: «Небо безоблачное, погода безветренная, удобные склоны и глубокий рассыпчатый снег, который, как ожидается, не растает в ближайшие как минимум пять миллиардов лет. Захватите лыжные палки и соберите вещи. |
| |
|
|
|
|