据澳大利亚每日航天网站2013年12月16日报道,目前,执行过两周航天飞机任务中超过30%的航天员和驻守国际空间站6个月60%的航天员都被诊断出眼部问题。2011年3月航天飞机STS-133任务商业生物医学试验模块-2(CBTM-2)和2011年7月STS-135 CBTM-3开展了搭载小鼠实验,对微重力对肌肉和骨骼的影响进行了研究。最新的研究使用了来自这两次实验的小鼠眼组织。
NASA约翰逊航天中心的航天联合研究科学家苏珊娜•萨内略(Susana Zanello),对小鼠眼组织中视网膜感觉组织内基因表达的变化进行了研究。该研究在《重力和空间研究》(Gravitational and Space Research)杂志上发表了题为“航天飞行对小鼠眼部的影响和分子反应:航天飞机任务STS-133后的初步观察资料”的论文。加利福尼亚罗马林达大学和医学中心辐射研究部的医学博士毛晓薇(Xiao W. Mao)团队对第二次飞行的小鼠眼组织的研究结果发表在《辐射研究》(Radiation Research)杂志上,论文题目是“航天飞行环境导致的眼组织内线粒体氧化损伤”。
两项研究都提出了眼部损伤的氧化压力问题。航天飞行中航天员(小鼠)都会遭受辐射、体温降低、组织缺氧和重力变化的问题,继而会成为组织损伤(特别是氧化压力)的诱因。氧化压力反映出常规细胞代谢的氧化反应和细胞处理代谢有毒副产品能力之间的不平衡,导致了过氧化物和自由基,从而产生了大量的退化状态,其中包括老化,还会导致DNA、蛋白质、细胞膜和细胞器官的损害。这些细胞器官包括将氧气和营养物质转换为能量的线粒体。线粒体对氧化压力特别敏感,因此对空间微重力和辐射的影响也比较敏感。
毛晓薇等对小鼠眼组织内的线粒体相关基因表达进行了研究,并发现有几种氧化压力反应相关的基因发生了明显变化。她指出,通过对84组基因进行的检测发现,有9组对这些变化的发展和相关损害非常关键。这些变化在短期飞行时就会发生,可能是可逆的,也可能会恶化。
萨内略发现,在STS-133的样本中出现与视网膜组织内氧化压力相关的基因表达增加。萨内略等发现这种影响在着陆后会即刻发生,她认为这意味着对氧化反应的防御性增加。值得注意的是,航天飞行一周后反应就会减少,这标志着损伤是可逆的。萨内略认为这就为建立对抗措施(例如抗氧化营养剂)提供了可能性。
这两位研究人员称还需要更多的工作来确定这些结果,并开发航天员眼部和视力防护的有效措施(比如药物或饮食补剂)。随后的研究工作还需要来自生物体模型和更长时间暴露在太空的更多数量的样本。此外,这些研究所得到的研究成果有助于地面上由于衰老导致的眼部问题(例如黄斑变性)和疾病(例如糖尿病青光眼)的治疗。(管春磊 编译)