Ничего страшного: черви космической станции помогают бороться с мышечной массой и потерей костной массы

Два исследования, проведенных Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) на Международной космической станции, помогают исследователям искать ключи к физиологическим проблемам, обнаруживаемым у астронавтов, путем изучения Caenorhabditis elegans – круглого червя миллиметровой длины, который, как и плодовая муха, широко используется в качестве модели для более крупных животных. организмы. Результаты исследования могут привести к новым методам лечения потери костей и мышц у людей, живущих в космосе. Результаты также могут быть полезны для людей на Земле, страдающих заболеваниями мышц и костей.
«Изменения здоровья, вызванные космическими полетами, такие как уменьшение мышечной и костной массы, являются серьезной проблемой, с которой сталкиваются наши астронавты», – сказала Джули Робинсон, главный научный сотрудник НАСА в программном офисе Международной космической станции в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне. «Мы изучаем решения на станции не только для сохранения здоровья астронавтов, поскольку агентство рассматривает более длительные космические миссии, но и для помощи тем на Земле, у кого ограниченная активность в результате старения или болезни."

Мы полагаемся на силу тяжести для развития более сильных мышц и костей. Спортсмены будут поднимать тяжести, сопротивляясь силе тяжести, чтобы сделать свое тело еще сильнее. Когда гравитация сильно уменьшается – как в космическом полете – мы не используем эти мышцы для сопротивления силе тяжести, и мышцы и кости могут медленно начать разрушаться. Даже при назначенных ежедневных упражнениях тела космонавтов в условиях микрогравитации теряют костную и мышечную массу.

Это та же проблема, с которой сталкиваются люди, находящиеся на длительном постельном режиме. Бездействие, даже если оно исключает простое ежедневное движение, может негативно сказаться на костях и мышцах немощных или пожилых людей. Пациенты, находящиеся на длительном постельном режиме, испытывают атрофию мышц, потерю плотности костной ткани и изменения в метаболизме, аналогичные последствиям длительного космического полета.

Одно расследование, запланированное к запуску на станцию ​​в рамках шестой миссии по пополнению запасов космической станции SpaceX в 2015 году, называется "Изменения C". elegans мышечные волокна в условиях микрогравитации (мышцы нематоды). Он будет изучать мышечные волокна и цитоскелет круглого червя, чтобы выяснить, как эти физиологические системы изменяются в ответ на микрогравитацию. Члены экипажа космической станции будут выращивать этих червей в условиях микрогравитации, а также еще одну партию за один g с помощью центрифуги.

Это будет имитировать силу тяжести, пока C. elegans физически остаются на орбите, что позволяет напрямую сравнивать влияние различных уровней гравитации на организмы в космосе.
Другое расследование JAXA, которое в настоящее время ведется на станции, уделяет гораздо более пристальное внимание C. elegans, исследуя их ДНК. Эпигенетика в космосе C. elegans (эпигенетика) исследование запущено на космическую станцию ​​в рамках миссии по пополнению запасов SpaceX CRS-5. Космонавтам в орбитальной лаборатории необходимо вырастить четыре поколения червя, при этом взрослые особи и личинки каждого поколения сохраняются в разные моменты жизни.

Черви вернутся на Землю в космическом корабле SpaceX Dragon в январе.
«Астронавты будут выращивать несколько поколений организмов, чтобы мы могли исследовать организмы на разных стадиях развития», – сказал Ацуши Хигаситани, главный исследователь обоих исследований в Университете Тохоку в Мияги, Япония. «Наши исследования помогут прояснить, как и почему эти изменения в здоровье происходят в условиях микрогравитации, и определить, передаются ли адаптации к космосу от одного поколения клеток к другому без изменения основной ДНК организма. Затем мы можем выяснить, можно ли вылечить эти эффекты с помощью различных лекарств или методов лечения."
Черви, выращенные в каждом исследовании, будут сравниваться с аналогичными партиями, выращенными в лаборатории в Японии.

Понимание молекулярных изменений, происходящих в условиях микрогравитации, может помочь исследователям разработать методы лечения или терапии для противодействия физическим изменениям, связанным со старением и продолжительным постельным режимом, таким как атрофия мышц или остеопороз, и может помочь в разработке методов лечения или упражнений для космонавтов во время длительных путешествий.
Этот простой крошечный аскарид может привести к излечению от симптомов, от которых страдают миллионы стареющего и немощного населения Земли и астронавтов, вращающихся вокруг нее, потенциально предлагая решение серьезной проблемы в чрезвычайно малой упаковке.

Блог автомобилиста