وجد باحثون عرّضوا نموذجاً حيوانياً لظروف تحاكي رحلة إلى المريخ التهاباً وتندباً وخلايا هرمة في الكبد. بعض التغيرات الجينية تشبه تلك الموجودة في عينات دم رواد الفضاء، لكن لا يزال من غير الواضح كيف تُترجم هذه التغيرات إلى مخاطر صحية لدى البشر.
التعرض لـالإشعاع الكوني وبالنسبة للظروف التي تحاكي انعدام الجاذبية تسببت في تغييرات جزيئية في كبد الحيوانات مشابهة لتلك التي تحدث في العمليات شيخوخةهذا وفقًا لدراسة أجراها باحثون من جامعة سنترال فلوريدا ومؤسسات أخرى، ونُشرت في مجلة جيروساينس.
وجد الباحثون زيادة في علامات الشيخوخة الخلوية والالتهاب والتليف - تراكم النسيج الندبي - بعد التعرض لظروف مصممة لمحاكاة بعض البيئة التي قد تواجهها بعثة في طريقها إلى المريخ.
بعض التغيرات الجينية التي تم العثور عليها في الكبد كانت مشابهة للبصمات الجزيئية المسجلة في عينات الدم من رواد الفضاءومع ذلك، فقد أُجري البحث بشكل رئيسي على نماذج حيوانية وفي ظروف المختبر، وبالتالي لا يثبت ذلك.رحلة فضائية يسبب الشيخوخة عند البشر الكبد أو للجسم كله بنفس الطريقة.
يقول الباحثون إن هذه النتائج قد تساعد في تحديد المسارات البيولوجية التي يجب حمايتها خلال مهمات الفضاء طويلة الأمد. كما أنها قد توفر طريقة أسرع لدراسة العمليات المتعلقة بالشيخوخة والأمراض المرتبطة بها على الأرض.
لماذا ركز الباحثون على الكبد؟
يُعد الكبد أحد الأعضاء المركزية في عملية التمثيل الغذائي. فهو يشارك في تنظيم مستويات السكر والدهون، وتكسير المواد السامة، ومعالجة الأدوية، وإنتاج البروتينات الضرورية لأنشطة الجسم.
يمكن أن تؤثر التغيرات في وظائف الكبد على العديد من أجهزة الجسم الأخرى. إضافةً إلى ذلك، فإن الكبد عرضة للالتهاب والإجهاد التأكسدي واضطرابات التمثيل الغذائي، وهي عمليات قد تتفاقم بسبب ظروف رحلات الفضاء.
قال البروفيسور ميخال ماسترانيك، الذي يقود الأبحاث في مجال الشيخوخة وطب الفضاء في كلية الطب بجامعة سنترال فلوريدا، إن العديد من التغيرات الجينية ظهرت في وقت مبكر يصل إلى 24 ساعة بعد التعرض للإشعاع.
وقال إن التغيرات تشبه إلى حد كبير العمليات التي تُلاحظ أثناء الشيخوخة. ومع ذلك، أكد أن التعرض في مهمة فضائية طويلة الأمد سيكون أكثر تعقيدًا واستمرارية مما يمكن تحقيقه في تجربة قصيرة.
محاكاة رحلة إلى أعماق الفضاء
لاختبار التأثير المشترك لظروف الفضاء، أنشأ الباحثون بيئة مختبرية تحاكي عاملين رئيسيين من عوامل الخطر: الجاذبية الصغرى والإشعاع.
تم الاحتفاظ بالنموذج الحيواني لمدة 14 يومًا في ظروف تحاكي تأثيرات انعدام الجاذبية. ثم تم تعريضه للإشعاع في مختبر الإشعاع التابع لناسا، بطريقة مصممة لمحاكاة الأشعة الكونية المجرية وأحداث الجسيمات القادمة من الشمس.
تتكون الأشعة الكونية المجرية من جسيمات عالية الطاقة قادمة من خارج النظام الشمسي. وعلى الأرض، يوفر الغلاف الجوي والمجال المغناطيسي حماية كبيرة منها، لكن رواد الفضاء خارج مدار الأرض المنخفض سيكونون أكثر عرضة لها.
يمكن أن تُطلق أحداث الجسيمات من الشمس كميات كبيرة من البروتونات وجسيمات أخرى في فترة وجيزة. وفي مهمة إلى المريخ، لن يتمكن الطاقم من العودة إلى الأرض بسرعة، لذا يلزم توفير الحماية المناسبة، والمراقبة الدقيقة، والحلول الطبية اللازمة.
يؤثر انعدام الجاذبية علينا بطريقة مختلفة. ففي غياب الحمل الجاذبي الطبيعي، تتغير أنشطة العضلات والعظام، وتوزيع السوائل في الجسم، والجهاز المناعي، وبعض العمليات الأيضية.
أراد الباحثون دراسة كيفية عمل عاملين من عوامل الإجهاد معًا، لأنه في رحلات الفضاء الحقيقية، لا يتعرض رواد الفضاء لكل منهما على حدة.
الخلايا التي لا تنقسم ولكنها لا تختفي أيضاً
ومن بين النتائج التي تم التوصل إليها زيادة في شيخوخة الخلايا، والمعروفة أيضاً باسم شيخوخة الخلايا. وهي حالة تتوقف فيها الخلية عن الانقسام، لكنها لا تموت ولا يتم بالضرورة التخلص منها من النسيج.
تستطيع الخلايا الهرمة إفراز جزيئات تعزز الالتهاب وتؤثر على الخلايا المجاورة. وقد رُبط تراكمها بشيخوخة الأنسجة والعديد من الأمراض، على الرغم من أنها تلعب أيضاً أدواراً مفيدة في التئام الجروح وحماية الأورام.
كما وجد الباحثون علامات التهاب وتليف في الكبد. والتليف هو عملية تتراكم فيها مواد زائدة بين الخلايا ونسيج ندبي في الكبد. وإذا استمرت هذه العملية، فقد تُخلّ ببنية الكبد ووظيفته.
لا يعني هذا أن الحيوانات في التجربة أصيبت بفشل كبدي. ترتبط النتائج بالبصمات الجزيئية والتغيرات المبكرة التي رُبطت في دراسات أخرى بتطور أمراض الكبد.
مقارنة بدم رواد الفضاء
بعد تحليل أنسجة الكبد، قارن الباحثون النتائج بالبيانات المنشورة من الدراسات البشرية، بما في ذلك دراسة التوائم التابعة لناسا ومهمة الفضاء الخاصة Inspiration4.
في دراسة أجرتها وكالة ناسا على التوأم، أمضى رائد الفضاء سكوت كيلي قرابة عام على متن محطة الفضاء الدولية، بينما بقي شقيقه التوأم مارك كيلي على الأرض. وقد أتاحت المقارنة بينهما دراسة التغيرات الجينية والأيضية والفسيولوجية المرتبطة برحلات الفضاء المطولة.
كانت مهمة "إلهام 4" مهمة تجارية مأهولة حملت أربعة ركاب لمدة ثلاثة أيام تقريبًا في مدار حول الأرض. وخلال المهمة، جُمعت عينات بيولوجية سمحت للباحثين بدراسة استجابة الجسم حتى خلال رحلة فضائية قصيرة.
في بيانات دم رواد الفضاء، حدد الباحثون العديد من التغيرات الجينية المشابهة لتلك الموجودة في النموذج المختبري.
يعزز هذا التشابه احتمال أن تكون المسارات البيولوجية المكتشفة ذات صلة برحلات الفضاء. مع ذلك، فإن الدم ونسيج الكبد ليسا متطابقين، ولا تثبت المقارنة حدوث التغيرات نفسها في أكباد رواد الفضاء.
دور الحمض النووي الريبي الميكروي
ركز البحث، من بين أمور أخرى، على الحمض النووي الريبوزي الميكروي (microRNA) - وهو جزيئات قصيرة من الحمض النووي الريبوزي تساعد في تنظيم نشاط الجينات. ولا تعمل هذه الجزيئات عادةً كقوالب لإنتاج البروتين، بل ترتبط بجزيئات أخرى من الحمض النووي الريبوزي ويمكنها تقليل إنتاج بعض البروتينات.
يمكن أن تؤثر التغيرات في الحمض النووي الريبي الميكروي في وقت واحد على شبكات الجينات المرتبطة بالالتهاب والشيخوخة الخلوية والتليف.
درس الباحثون على وجه التحديد العلاقة بين الحمض النووي الريبوزي الميكروي ومسار إشارات TGF-β. يشارك هذا المسار في تنظيم النمو، وإصلاح الأنسجة، ونشاط الجهاز المناعي، وتكوين النسيج الندبي. ويمكن أن يساهم ازدياد نشاطه أو عدم السيطرة عليه في حدوث التليف.
حدد الفريق جزيئات محتملة من مجموعة مضادات الميكرو آر إن إيه. مضادات الميكرو آر إن إيه هي تسلسلات اصطناعية مصممة للارتباط بميكرو آر إن إيه محدد ومنع نشاطه.
من حيث المبدأ، قد يؤدي هذا الانسداد إلى تغيير المسارات الجينية المرتبطة بالالتهاب وشيخوخة الخلايا. مع ذلك، لا تقدم الدراسة دواءً معتمدًا لرواد الفضاء، وهناك حاجة إلى مزيد من التجارب لاختبار الفعالية والجرعة والسلامة.
الفضاء كنموذج متسارع لدراسة الشيخوخة
تتطور عمليات الشيخوخة عادةً على مدى سنوات وعقود، مما يجعل من الصعب فحص بدايتها وتسلسل الأحداث التي تؤدي إلى تراجع وظائف الأعضاء.
يمكن أن تُحدث ظروف الفضاء تغييرات مشابهة لبعض هذه العمليات في فترة زمنية قصيرة نسبيًا. ولذلك، ينظر الباحثون إلى رحلات الفضاء وتجارب التصوير كوسيلة لدراسة الإجهاد الخلوي والالتهاب وفقدان كتلة العضلات والعظام والتغيرات في الجهاز المناعي بشكل أسرع.
أكد ماسترانيك أن الشيخوخة لا تقتصر على التجاعيد أو التغيرات الخارجية، بل تشمل تدهوراً تدريجياً وتراكمياً في وظائف الأعضاء والعديد من الأنظمة البيولوجية.
إن فهم نقطة انطلاق هذه العملية والمسارات التي تقودها قد يُسهم في تطوير طرق مستقبلية لتأخير الأمراض المرتبطة بالشيخوخة. مع ذلك، لا ينبغي استنتاج أن رحلات الفضاء تُحاكي بدقة أو بشكل كامل عملية الشيخوخة الطبيعية على الأرض.
ما الذي يجب عليّ التحقق منه أيضاً؟
تثير الدراسة العديد من الأسئلة التي ستحتاج إلى دراسة قبل أن يتم ترجمة النتائج إلى حماية طبية لرواد الفضاء.
أولًا، من الضروري تحديد أي من هذه التغيرات قابلة للعكس بعد العودة إلى الجاذبية الأرضية الطبيعية والتوقف عن التعرض للإشعاع. وقد أظهرت الدراسات التي أُجريت على رواد الفضاء أن بعض التغيرات الفسيولوجية تتلاشى بعد العودة إلى الأرض، بينما قد تستمر تغيرات أخرى لفترة أطول.
ثانياً، من الضروري دراسة تأثير التعرض لفترات طويلة وبجرعات مختلفة. رحلة إلى المريخ قد يستمر الأمر لأشهر، وستعتمد جرعة الإشعاع على مدة المهمة والمدار والنشاط الشمسي ودرجة حماية المركبة الفضائية.
ثالثًا، ثمة اختلاف بين الأفراد في حساسيتهم للإشعاع، وأنماطهم الأيضية، واستعدادهم للإصابة بأمراض الكبد. وقد يؤثر العمر والجنس والنظام الغذائي والحالات الصحية الموجودة مسبقًا على الاستجابة.
وأخيرًا، يبقى أن نرى ما إذا كان حجب المسارات المرتبطة بالحمض النووي الريبوزي الميكروي سيمنع الضرر دون التأثير على العمليات الأساسية الأخرى. إذ يمكن لجزيء واحد أن يؤثر على العديد من الجينات، لذا قد يُحدث العلاج آثارًا جانبية غير مرغوب فيها.
لا تُشير الدراسة إلى أن الشيخوخة المتسارعة نتيجة حتمية للسفر إلى الفضاء، بل تُحدد مسارات بيولوجية قد تكون مهمة، وتقترح أهدافًا محتملة لمزيد من البحوث الطبية، سواء لرواد الفضاء أو لكبار السن من البشر على الأرض.
שאלות ותשובות
هل يؤدي السفر إلى الفضاء إلى تسريع شيخوخة رواد الفضاء؟
قد تُسبب ظروف الفضاء تغيرات خلوية وفسيولوجية تُشبه بعض عمليات الشيخوخة. مع ذلك، لا يعني هذا أن جسم رائد الفضاء يشيخ بمعدل ثابت، أو أن مدة المهمة يُمكن ترجمتها إلى عدد محدد من "سنوات الشيخوخة".
ما هي الجاذبية الصغرى؟
انعدام الجاذبية هو حالة يكون فيها المركبة الفضائية وركابها في حالة سقوط حر مستمر حول الأرض أو خلال مدار آخر. ويشعر المرء بانعدام الوزن تقريباً، على الرغم من أن الجاذبية لا تزال تعمل.
لماذا يُعد الإشعاع في الفضاء أكثر خطورة؟
خارج نطاق حماية الغلاف الجوي للأرض ومجالها المغناطيسي، يتعرض رواد الفضاء لجزيئات ذات طاقة أعلى. يمكن لهذه الجزيئات أن تُلحق الضرر بالحمض النووي ومكونات خلوية أخرى.
ما هو شيخوخة الخلايا؟
هذه حالة تتوقف فيها الخلية عن الانقسام لكنها تبقى في النسيج. وقد تفرز هذه الخلايا مواد تعزز الالتهاب وتؤثر على الخلايا المجاورة.
ما هو التليف؟
التليف هو تراكم مفرط للأنسجة الندبية في العضو. إذا استمرت هذه العملية، فقد تؤدي تدريجياً إلى تلف بنية العضو ووظيفته.
ما هي الميكرو آر إن إيه؟
تُعدّ الميكرو آر إن إيه تسلسلات قصيرة من الحمض النووي الريبي (RNA) تُنظّم نشاط الجينات. ويمكن لجزيء واحد أن يؤثر على إنتاج العديد من البروتينات وعلى مسارات بيولوجية كاملة.
هل توصل الباحثون بالفعل إلى علاج لرواد الفضاء؟
لا. لقد حدد الباحثون مضادات الميكروبات والمسارات الجزيئية التي قد تُستخدم كأهداف للعلاجات المستقبلية. ولا تزال هناك حاجة إلى مزيد من التجارب لإثبات فعاليتها وسلامتها.
هل يمكن أن تساعد هذه النتائج أيضاً الناس على الأرض؟
ربما. ترتبط المسارات المدروسة أيضاً بالالتهاب والتليف وشيخوخة الخلايا على الأرض. قد تساعد هذه الدراسة في فهمها، لكن تطوير علاج عملي سيتطلب المزيد من البحث.
المقال العلمي
تاريخ نشر المقال: 23 يونيو 2026
