يظهر قلب الإنسان علامات الشيخوخة بعد شهر في الفضاء
يظهر قلب الإنسان علامات الشيخوخة بعد شهر في الفضاء
خلال شهر واحد فقط في الفضاء ، أصبحت أنسجة القلب المبنية للبشر أضعف ، وأصبح نمط "ضربة" غير منتظم ، وحدثت التغيرات الجزيئية والوراثية التي قللت من آثار الشيخوخة. مرجع "فئة مسار البيانات =" المراجع "> 1 تم نشر النتائج اليوم في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
يقول جوزيف وو ، أخصائي أمراض القلب في جامعة ستانفورد في كاليفورنيا ، أنتقدم الدراسة طريقة مفيدة لتحديد المسارات الجزيئية المسؤولة عن الآثار الضارة لرحلة الفضاء على قلب الإنسان.
الجاذبية الدقيقة يمكن أن تلحق الضرر بالجسم ، كما أن رواد الفضاء المعرضين لها قد عانوا من تغييرات القلب والأوعية الدموية مثل دقات القلب غير المنتظمة. يوضح أن فهم آثار المهمات طويلة الأجل في الفضاء-والذي يمكن أن يستمر لعدة أشهر-والتغيرات الجزيئية التي بقيت عليها هذه التغييرات بعيدة عن متناول اليد ، يوضح المؤلف المشارك للدراسة ، ديوك هو كيم ، مهندس طبي حيوي في جامعة جونز هوبكنز في بالتيمور ، ماريلاند. يقول: "لا يمكن إجراء العديد من الدراسات الجزيئية والوظيفية على رواد الفضاء البشريين".
"قلب" على رقاقة
لإتقان هذا التحدي ، أرسل كيم وزملاؤه نسيج القلب لمدة 30 يومًا لـ محطة الفضاء الدولية
لتطوير الأنسجة ، أحضر الباحثون الخلايا الجذعية التي تسببها الإنسان التي تعمل بمثابة لوحات فارغة وفي كل نوع من الخلية التفرق مع هذا للتطور إلى خلايا عضلية القلب البشري. مجموعات توتر الفريق من ستة أنماط الأنسجة بين الأزواج من المدرجات. كان المنشور في كل زوجين مرنًا ، بحيث يمكن أن تتقلص الأنماط مثل القلب النابض. تم وضع النظام الذي تسميه رقاقة قلب واحد في مسكن كان حوالي نصف حجم الهاتف المحمول.
بمجرد أن كان نظام الرقائق القلبية على متن ISS ، استخدم كيم وزملاؤه أجهزة الاستشعار لمراقبة قوة الانكماش وأنماط تأثير الأنسجة في الوقت الحقيقي. للمقارنة ، راقب مجموعة أخرى من أنماط الأنسجة التي بقيت على الأرض.
بعد 12 يومًا على محطة الفضاء الدولية ، كانت قوة الانكماش للأنسجة قد أخذت تقريبًا بمقدار النصف ، بينما ظل نمط التربة مستقرًا نسبيًا. كان هذا الضعف واضحًا حتى بعد تسعة أيام من الاسترخاء على الأرض. في الفضاء ، أصبحت ضربات الأنسجة أيضًا غير منتظمة مع مرور الوقت ، مع الفاصل الزمني بين كل ضربة في اليوم التاسع عشر بأكثر من خمس مرات. ومع ذلك ، اختفت هذه المخالفات بعد عودة الأنماط إلى الأرض. هذا يشير إلى أن رواد فضاء ناسا سونيتا ويليامز وبوتش ويلمور-الذين كانوا على محطة الفضاء الدولية لعدة أشهر بسبب المشكلات الفنية مع سفينة الفضاء في بوينغ ستارلينر التي تربى ، والتي من المحتمل أن تعود إلى الأرض ، على الأرجح ، والتي عادت على الأرض ، كما يقول وو.
التغييرات الوراثية
بعد أن عادت الأنسجة من الفضاء ، استخدم كيم وزملاؤه المجهر الإلكتروني للإرسال للنظر في sarcommers من الأنماط - خيوط البروتين المسؤولة عن تقلصات العضلات. بعد شهر من المدار ، أصبحت حزمة البروتين هذه أقصر وأكثر فوضى مقارنة بتلك التي بقيت على الأرض. كانت الميتوكوندريا - آلات الطاقة المنتجة في الخلايا - منتفخة وتفتت.
عندما يقوم الباحثون بتسلسل الحمض النووي الريبي لنمط الأنسجة ، فإنهم يضعون زيادة في التعبير عن الجينات ومسارات الإشارة ، والتي ترتبط بالالتهاب وأمراض القلب في الأنسجة. في الوقت نفسه ، أظهرت الجينات للبروتينات الضرورية لتقلص القلب الطبيعي ووظيفة الميتوكوندريا ، علامات انخفاض التعبير.
على الرغم من أن مقاربة الشريحة القلبية المبدئية مبتكرة ، إلا أنه لا يلتقط تغييرات أخرى في القلب والأوعية الدموية التي يمكن أن تحدث في قلب الإنسان ، مثل الضغط في الشرايين ، كما يقول وو. ومع ذلك ، فإنه يضيف أن منشأة مماثلة يمكن أن تكون مفيدة لدراسة كيفية تفاعل الأعضاء الأخرى تحت الجاذبية الدقيقة ومستويات الإشعاع الشديد. يقول: "إن قدرة هذا النظام الأساسي على العمل في الجاذبية الدقيقة وفي الوقت نفسه تحافظ على أن الأنسجة عن طريق الفقرة هي ميزة كبيرة".
يخطط كيم وزملاؤه لإرسال المزيد من أنسجة القلب والأعضاء إلى الفضاء لفترة طويلة من أجل دراسة آثار رحلة الفضاء. كما يأملون في اختبار الأدوية التي يمكن أن تتصدى لبعض آثار الجاذبية الصغرى على القلب.
-
Mair ، D. B. et al. بروك. Natl Acad. SCI. USA 121 ، E2404644121 (2024).