Viens no šķēršļiem ilgstošām kosmosa misijām ir muskuļu zaudēšana, no kuras cieš astronauti. To sauc par atrofiju, un NASA saka, ka astronauti var zaudēt līdz pat 20% muskuļu masas misiju laikā tikai no 5 līdz 11 dienām. Šis muskuļu zaudējums ietekmē tā sauktos “antigravitācijas muskuļus”, ieskaitot teļa muskuļus, četrgalvu muskuļus un muguras un kakla muskuļus.
Šis muskuļu zaudējums apgrūtina astronautu uzdevumu izpildi, it īpaši, ja notiek misijas uz Marsu. Tas var būt arī ļoti bīstams astronautiem, jo, atgriežoties uz Zemes, viņi ir novājināti. Ja atkārtotas ieceļošanas laikā rodas problēmas un viņiem jāveic sarežģītas ārkārtas procedūras, muskuļa trūkums var būt atšķirība starp dzīvību un nāvi.
Muskuļu zudums rodas, strādājot mikrogravitācijas vidē. Šajā vidē astronauta antigravitācijas muskuļi parastās aktivitātes laikā nav aktīvi. Astronauti Starptautiskajā kosmosa stacijā vingro līdz 2,5 stundām dienā, lai apkarotu muskuļu atrofiju, braucot ar nekustīgu velosipēdu, ejot vai skrienot pa skrejceliņu, kā arī izmantojot RED (pretestības vingrinājumu ierīci).
NASA nesen finansēja 70 dienu pētījumu par muskuļu zaudēšanu, lai izpētītu, kā astronautiem varētu samazināt muskuļu zaudējumu. Pētījums tiek publicēts PLOS One, un tā nosaukums ir pārāk garš, lai šeit varētu atkārtoties. Tā vietā, lai par testa subjektiem izmantotu faktiskos astronautus, ko nebūtu iespējams izdarīt, pētījumā tika izmantoti subjekti, kuriem HDBR (galvas leju gultas režīms) tika pavadītas 70 dienas. HDBR tiek uzskatīts par labu aizstājēju tam, ko astronauti iziet mikrogravitācijas vidē.
Pētījumu veica Teksasas Universitātes Medicīnas filiāle (UTMB) liela pētnieku grupa. Visi testa subjekti bija brīvprātīgie vīrieši vecumā no 35 gadiem, plus vai mīnus 8 gadi. Bija kontroles grupa, kura uzturējās HDBR 70 dienas bez vingrinājumiem vai piedevām, cita grupa, kas saņēma placebo un vingrošanu, un vēl viena grupa, kas saņēma testosterona injekcijas un vingrošanu. Pavisam piedalījās 24 testa subjekti.
Pētījuma laikā pētnieki veica muskuļa, ko sauc par Vastus lateralis, biopsijas. Tā ir lielākā četrgalvu muskuļa daļa augšstilbā. Šajos audu paraugos tika analizētas olbaltumvielas.
Ko viņi atrada?
Pētnieki atklāja vairākas izmaiņas Vastus lateralis muskuļu olbaltumvielās, kuras tika apgrieztas vai vismaz iztukšotas ar vingrinājumu palīdzību. Šie vingrinājumi nodrošināja veselīgāku olbaltumvielu organizāciju muskuļu šķiedrās. Ārstēšana ar testosteronu izraisīja papildu olbaltumvielu izmaiņas, kas veicināja muskuļu augšanu, pārsniedzot tikai vingrinājumus.
Tas, iespējams, neizklausās pārāk pārsteidzoši, jo vairums no mums zina, ko dara testosterons. Bet pētījumā ir vēl kas. Komanda pārbaudītajos subjektos identificēja bio marķierus, kas potenciāli paredz muskuļu zaudējumu. Pastāv arī paredzamie biomarķieri, kas norāda uz spēcīgu reakciju uz vingrošanu un ārstēšanu, lai neitralizētu muskuļu zaudējumu.
“… Precīzu prognozējošu modeļu izstrāde, iespējams, ietvers algoritmus, kas satur vairāku olbaltumvielu un faktoru paneļus.”
No pētījuma “Cilvēka skeleta muskuļa proteomātiskā izpēte pirms un pēc 70 dienu gulēšanas pēc galvas gulēšanas ar vingrošanu vai bez tās un testosterona pretpasākumiem”
Kā viņi saka savā pētījumā, “jutīgu proteomisko biomarķieru atklāšana nākotnē var ļaut izmantot personalizētas medicīnas pieejas, palīdzot izstrādāt mērķtiecīgākus pretpasākumus, kuru pamatā ir sākotnējie proteomu profili.” Tātad, jo labāk viņi pazīst astronautu, jo labāk viņi var paredzēt un novērst muskuļu zaudēšanu.
"Unikālās atziņas, ko esam ieguvušas par muskuļu olbaltumvielām pagarinātas gultas režīma laikā, kādreiz varētu izmantot, lai paredzētu muskuļu masas / spēka izmaiņas dažādās situācijās un pēc tam izstrādātu personalizētu vingrinājumu un hormonālo pretpasākumu programmu," sacīja vecākais autors E. Lichars Dilons. , UTMB docents iekšējo medicīnas katedrā.
"Pētījums mums deva iespēju identificēt biomarķierus, kas paredz, cik katrs indivīds ir jutīgs pret muskuļu funkcijas pasliktināšanos un cik efektīvi dažādas vingrošanas un hormonu terapijas var apkarot atrofiju," sacīja vecākais autors Randall Urban, UTMB galvenais pētnieks un profesors. internās medicīnas nodaļa.
Kā atzīst pētījuma autori, šī ir diezgan vienkārša pieeja problēmai, bet svarīgs pirmais solis. Lai gan viņi ir identificējuši dažus proteīnus, kas kalpo par biomarķeriem muskuļu atrofijai un ārstēšanai, iespējams, ka liels skaits olbaltumvielu darbojas kopā.
"Kā jau varēja gaidīt, neviens mūsu identificētais atsevišķais proteīns nebija pilnīgi paredzams katram subjektam vai izmērītajai fizioloģiskajai funkcijai, un precīzu prognozēšanas modeļu izstrādē, iespējams, būs nepieciešami algoritmi, kas ietver vairāku olbaltumvielu un faktoru paneļus," teikts pētījumā.
Uz Marsu
Mēs bez šaubām dosimies uz Marsu. Daudzi virsraksti par šiem centieniem koncentrējas uz tehnoloģijām, lai paveiktu darbu. Tiek izstrādātas jaudīgas raķetes, piemēram, Kosmosa palaišanas sistēma, un kosmosa kuģi, piemēram, Orion, lai nokļūtu astronauti uz Marsu un pēc tam atkal mājās.
Bet paši astronauti ir tie, kuriem darbs ir jādara. NASA velta daudz resursu, lai saprastu, kā viņi var izturēt šīs garās misijas. Šis un vēl turpmākais pētījums būs veiksmīgu Marsa misiju galvenā sastāvdaļa.
Vairāk:
- Preses relīze: UTMB pētnieki uzzināja, kā labāk apkarot muskuļu zaudēšanu kosmisko lidojumu laikā
- Pētniecības raksts: Cilvēka skeleta muskuļa proteomātiskā izpēte pirms un pēc 70 dienu gulēšanas pēc galvas gulēšanas ar vingrinājumu vai bez tā un testosterona pretpasākumiem
- NASA: Muskuļu atrofijas faktu lapa
- NASA: Jūsu ķermenis kosmosā: izmantojiet to vai pazaudējiet to
- Kanādas kosmosa aģentūra: kas notiek ar muskuļiem kosmosā?
- Sidneja Rīta vēstnesis: astronauts Skots Kellijs par gada postošo ietekmi kosmosā
- Žurnāls Kosmoss: Cik spēcīga ir smaguma pakāpe uz Marsa?
