Ученые нашли «лекарство» для защиты мышц от воздействия невесомости
Американские исследователи нашли способ предотвратить атрофию мышц космонавтов в условиях микрогравитации. В ходе эксперимента, проведенного на Международной космической станции, им удалось выявить набор из гормонов и белков, которые могут восстанавливать мускулы. Полученные результаты пригодятся не только экипажам на орбите, но и на Земле – для лечения возрастной потери мышечной массы.
После долгого пребывания в космосе, у членов экипажей орбитальных станций наблюдается атрофия мышц, поскольку они активно не используются. Чтобы понять, какой эффект микрогравитация оказывает на мышцы, группа исследователей во главе с Нган Хуан из Стэнфордского университета, отправили на МКС биологические микрочипы. Это специальные пластинки из стекла, пластика, либо ткани, на которых размещаются различные молекулы. В данном случае это были мышечные клетки на основе биоматериалов, имитирующих структуру человеческих мышц. В течение семи дней космонавты на борту орбитального комплекса следили за их ростом и развитием, после чего образцы вернули на Землю.
Сравнивая клетки, выращенные в условиях микрогравитации с их земными аналогами, исследователи обнаружили у первых нарушение формирования мышечных волокон. Различались они также активностью генов и белковым составом. Так, гены, отвечающие за функцию митохондрий, из которых мышцы получают энергию, были нарушены, а гены, отвечающие за образование жира, наоборот активизировались. Это говорит о том, что микрогравитация может мешать регенерации мышц.
Биологи отметили, что активность генов в побывавших в космосе мышцах напоминает такое заболевание, как саркопения. Она характеризуется мышечной недостаточностью – потерей мышечной массы и обычно встречается у пожилых людей в возрасте 60 лет и старше. «Космос - это уникальная среда, которая ускоряет процессы, связанные со старением, а также нарушает многие здоровые процессы», - отметила Хуан. Ученые считают, что проведенный эксперимент позволит найти лечение этой болезни.
Во время эксперимента на МКС, им удалось протестировать на биочипах препараты для снятия симптомов саркопении и усиления регенерации мышц. Клетки периодически получали набор из белков и гормонов, в том числе пептида IGF-1 и вещества 5-PDGH-i, которые стимулируют рост мускулов и улучшают работу их митохондрий. Это частично помогло смягчить негативное воздействие микрогравитации, предотвратив метаболический сдвиг в сторону образования жира. В результате обработанные лекарством искусственные мышцы стали больше похожи на земные образцы.
Исследователям удалось отправить в космос лишь ограниченное количество биочипов. Однако на этом они не планируют останавливаться и хотят отправить новую партию на МКС в 2025 году, чтобы продолжить эксперимент и разработать эффективное средство для лечения различных нарушений регенерации мышц, в том числе вызванных микрогравитацией. Авторы работы также отмечают, что использование в условиях невесомости специальных чипов – платформ с молекулами, отличный вариант для изучения различных заболеваний и испытаний препаратов без участия людей и животных. Полученные результаты, как надеются ученые, позволят замедлить ослабление мышц космонавтов во время космических полетов.
Ранее ученые из Австралии выяснили, с чем связан пресный вкус еды в космосе. Эксперимент показал, что на восприятие вкуса и запаха могут влиять определенные химические вещества, а также стресс из-за одиночества и изоляции.
