1

وقتی به فضا فکر می‌کنیم معمولاً تصویر موشک‌ها، فضانوردان و سیاره‌های دور در ذهنمان نقش می‌بندد. اما واقعیت این است که برخی از مهم‌ترین کشفیات علمی نه در اعماق کیهان، بلکه در کوچک‌ترین بخش‌های بدن ما یعنی سلول‌ها رخ می‌دهند.

دانشمندان در حال بررسی این هستند که سلول‌های ما چگونه به فضا – به‌ویژه تغییرات گرانش – واکنش نشان می‌دهند و این موضوع چه معنایی برای مأموریت‌های آینده و حتی سلامت انسان روی زمین دارد.

تحقیقات سلولی در فضا

بخش بزرگی از این پژوهش‌ها در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) انجام می‌شود. در این ایستگاه، پژوهشگران آزمایش‌های مبتنی بر سلول را برای درک بهتر اثرات فضا بر سیستم‌های زنده اجرا می‌کنند.

این مطالعات تاکنون بینش‌های ارزشمندی درباره پوکی استخوان، تحلیل رفتن عضلات، بیماری‌های قلبی و موارد دیگر ارائه کرده‌اند.

همکاری با آژانس فضایی ژاپن (JAXA)

شناسایی حس گرانش در سلول‌ها

یکی از پروژه‌ها با نام Cell Gravisensing بر درک نحوه تشخیص سلول‌های حیوانی نسبت به تغییرات گرانش تمرکز داشت. هنوز بسیاری از جنبه‌های این فرآیند ناشناخته است، اما پتانسیل آن بسیار بزرگ است.

اگر بتوانیم بفهمیم سلول‌ها چگونه گرانش را حس می‌کنند، می‌توانیم روش‌هایی برای درمان تحلیل عضلانی و از دست رفتن استخوان‌ها هم در فضا و هم روی زمین پیدا کنیم.

قلب در فضا سریع واکنش نشان می‌دهد

برخی فضانوردان در طول مأموریت فضایی تغییرات قابل توجهی در سیستم قلبی‌عروقی خود تجربه می‌کنند: حجم خون کاهش می‌یابد و قلب کمتر پمپاژ می‌کند.

در مطالعه‌ای به نام STaARS Bioscience-3 مشخص شد که تنها پس از سه روز در مدار، سلول‌های رگ‌های خونی تغییراتی در بیان بیش از ۱۱ هزار ژن نشان دادند.

سلول‌های مغزی در ریزگرانش

آزمایش STaARS BioScience-4

این پروژه روی سلول‌های بنیادی عصبی تمرکز داشت؛ سلول‌هایی که بعدها بخشی از مغز و نخاع می‌شوند.

در شرایط ریزگرانش، این سلول‌ها به شیوه‌ای متفاوت انرژی تولید و مصرف کردند. همچنین اجزای سلولی بیشتری را تجزیه نمودند که احتمالاً نوعی سازگاری با محیط جدید بود.

نویسندگان این پژوهش تأکید کردند که موضوع کلیدی برای مأموریت‌های طولانی مدت انرژی است:
«یافته‌ها نشان می‌دهد که تأمین انرژی کافی برای عملکرد شناختی و فیزیولوژیک فضانوردان در مأموریت‌های آینده بسیار حیاتی است.»

فلس‌های ماهی قرمز و تغییرات استخوان

شاید ماهی قرمز انتخاب عجیبی برای تحقیقات فضایی به نظر برسد، اما فلس‌های آن‌ها منبعی عالی برای مطالعه استخوان‌ها هستند. این فلس‌ها شامل پروتئین‌ها، مواد معدنی و سلول‌هایی مشابه با استخوان انسان‌اند.

در تحقیق JAXA Fish Scales فلس‌های ماهی قرمز در شرایط شبیه‌سازی‌شده ریزگرانش، ریزگرانش واقعی و حتی سه برابر گرانش زمین بررسی شدند.

نتیجه نشان داد فلس‌های ماهی قرمز می‌توانند مدلی برای درک واکنش استخوان‌های انسانی به شرایط فضایی باشند. این امر می‌تواند به طراحی راهکارهای مقابله‌ای برای فضانوردان و بیماران مبتلا به بیماری‌های استخوانی کمک کند.

سلول‌های موش و پرتوهای کیهانی

جوندگان نیز در زیست‌شناسی فضایی ارزش بالایی دارند. در آزمایش Stem Cells، دانشمندان بررسی کردند که سلول‌های بنیادی جنینی موش در فضا چگونه واکنش نشان می‌دهند.

برخی از این سلول‌ها طبیعی باقی ماندند و برخی دیگر برای حساس‌تر بودن نسبت به پرتوها دچار تغییر شدند.

• سلول‌های طبیعی: تفاوت کروموزومی بین نمونه‌های زمینی و فضایی مشاهده نشد.
• سلول‌های حساس به پرتو: ناهنجاری‌های DNA بیشتری گزارش شد.

پژوهشگران گفتند:
«این نتایج می‌تواند درک ما از اثرات پرتو بر سرطان انسان را افزایش دهد و به بهبود ارزیابی ریسک مأموریت‌های طولانی مدت به ماه و مریخ کمک کند.»

سازگاری سریع عضله قلب

در پژوهشی دیگر، با استفاده از داده‌های ماموریت Rodent Research-1 (RR-1) و پایگاه GeneLab ناسا، دانشمندان دریافتند که عضله قلب تنها در ۳۰ روز با استرس فضا سازگار می‌شود.

تغییرات ژنتیکی نشان دادند که این سازگاری می‌تواند به بقای بدن در فضا کمک کند و حتی به توسعه درمان‌های جدید برای بیماری‌های قلبی روی زمین بینجامد.

چرا تحقیقات فضایی اهمیت دارد؟

فضا فقط یک مقصد نیست، بلکه آزمایشگاهی عظیم است که مرزهای علم را فراتر از توانایی‌های زمینی گسترش می‌دهد. محیط منحصر‌به‌فرد ریزگرانش به پژوهشگران این فرصت را می‌دهد تا رفتار سلول‌ها، اندام‌ها و سیستم‌های بدن را در شرایط استرس بررسی کنند.

آزمایش‌های انجام‌شده در ISS نه تنها ما را برای سفرهای طولانی‌تر به ماه و مریخ آماده می‌کند، بلکه ایده‌های تازه‌ای برای درمان بیماری‌ها، افزایش طول عمر سالم و بهبود کیفیت زندگی روی زمین به همراه دارد.

فضا یادآور این حقیقت است که کشف علمی تنها در میان ستارگان رخ نمی‌دهد، بلکه در درون بدن ما و در هر سلول کوچک نیز اتفاق می‌افتد.