Прыжковые тренировки: найден способ сохранить здоровье будущих покорителей Марса
Американские ученые предложили способ противодействия разрушению хрящей коленных суставов космонавтов во время длительных космических полетов, в том числе на Луну и Марс. Проведенный на грызунах эксперимент показал, что справиться с проблемой помогут регулярные физические тренировки, а именно — прыжки. Активность сделала соединительную ткань суставов толще, при этом увеличилась и плотность самих костей.
По мнению исследователей из Университета Джона Хопкинса (США), повреждение хрящей во время космических полетов может стать серьезной проблемой, которая сделает невозможным длительное пребывание человека на Луне и Марсе. «Представьте себе, что вы отправляете кого-то в путешествие на Марс, он попадает туда и не может ходить, потому что у него развился остеоартрит коленей или бедер, и его суставы не функционируют», — сказал руководитель научной группы Марко Чиабердж.
Хрящ в коленном суставе представляет собой гладкую и упругую соединительную ткань, которая покрывает концы костей в суставе и помогает им плавно скользить относительно друг друга при движении. Основная его функция — обеспечивать мягкое и безболезненное движение сустава, распределять нагрузку при ходьбе, беге и других физических активностях, а также защищать кости от износа и повреждений. Во время длительных периодов бездействия во время постельного режима, травм или космических путешествий происходит разрушение хряща.
Ускорить негативный эффект во время длительных космических полетов также может радиация. Ученые Европейского космического агентства (ЕКА) ранее фиксировали признаки деградации хрящей у астронавтов, которые провели несколько месяцев на борту Международной космической станции (МКС).
Предыдущие эксперименты американских специалистов с грызунами показали, что упражнения на беговой дорожке могут помочь замедлить разрушение хрящей животных. Новое исследование дополняет полученные данные, показывая, что предотвратить разрушение хряща коленного сустава, в частности, помогут прыжки.
В ходе исследования было установлено, что у мышей, которые в течение девяти недель были ограничены в движении, происходило истончение хрящевой ткани на 14% и образование определенных клеточных кластеров, что является характерными признаками артрита на ранних стадиях. В то же время у грызунов, которые выполняли прыжковые тренировки три раза в неделю, наблюдался противоположный эффект — их хрящи стали на 26% толще, при этом клеточная структура сохранялась в пределах нормы. Таким образом, у «прыгающих» испытуемых хрящ был на 110% толще, чем у группы с ограниченной подвижностью.
Прыжки также увеличивали прочность костей. Результаты эксперимента показывают, что у мышей, которые регулярно занимались физическими упражнениями, минеральная плотность костей голени была на 15% выше. Кроме того, у активных грызунов губчатая костная ткань, которая амортизирует удары и равномерно распределяет нагрузку, была более плотной и крепкой.
Исследователи отмечают необходимость дополнительных исследований, чтобы убедиться в том, что наблюдаемые свойства применимы к людям. Кроме того, им предстоит определить оптимальный объем и частоту необходимых физических нагрузок. В будущей работе они также планируют выяснить, смогут ли тренировки предотвратить деформацию хрящевой ткани и способны ли они помочь экипажам укрепить суставы и восстановить их после космических полетов.
Полученные результаты дают важную информацию о том, как защитить хрящевую и костную ткани космонавтов во время длительных экспедиций. По мнению авторов работы, прыжковые упражнения можно было бы включить в предполетную подготовку, а специально разработанные тренажеры могли бы помочь интегрировать подобные тренировки в повседневную деятельность в космосе.
