Η ανθρώπινη καρδιά δείχνει σημάδια γήρανσης μετά από ένα μήνα στο διάστημα
Η ανθρώπινη καρδιά δείχνει σημάδια γήρανσης μετά από ένα μήνα στο διάστημα
Κατά τη διάρκεια μόνο ενός μήνα στο διάστημα, ο κατασκευασμένος καρδιακός ιστός των ανθρώπων έγινε ασθενέστερος, το μοτίβο του "χτύπημα" του έγινε ακανόνιστο και σημειώθηκαν μοριακές και γενετικές αλλαγές που μίλησαν τα αποτελέσματα της γήρανσης. Αναφορά "Track Data Category =" References "> 1 Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν σήμερα στη διαδικασία της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.
Η μελέτη προσφέρει μια χρήσιμη μέθοδο για τον εντοπισμό των μοριακών διαδρομών που είναι υπεύθυνες για τις βλαβερές επιπτώσεις της διαστημικής πτήσης στην ανθρώπινη καρδιά, λέει ο Joseph Wu, καρδιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια.
Μικρογεμρότητα Μπορεί να βλάψει το σώμα και οι αστροναύτες που εκτίθενται σε αυτό έχουν βιώσει καρδιαγγειακές αλλαγές όπως ακανόνιστο καρδιακοί παλμοί. Η κατανόηση των επιπτώσεων των μακροπρόθεσμων αποστολών στο διάστημα-οι οποίες μπορούν να διαρκέσουν για αρκετούς μήνες-και οι μοριακές αλλαγές στις οποίες βασίζονται αυτές οι αλλαγές παρέμειναν μακριά, εξηγεί ο συν-συγγραφέας της μελέτης, Deok-ho Kim, βιοϊατρικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ. "Δεν είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν οι διάφορες μοριακές και λειτουργικές μελέτες σε ανθρώπινους αστροναύτες", λέει.
μια «καρδιά» σε ένα τσιπ
Για να κυριαρχήσει αυτή την πρόκληση, ο Kim και οι συνάδελφοί του έστειλαν καρδιακό ύφασμα για 30 ημέρες για Διεθνής διαστημικός σταθμός
Για να αναπτύξει τον ιστό, οι ερευνητές έφεραν ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα που δρουν ως κενές καμβάδες και σε κάθε τύπο κυττάρων Διαφοροποιήστε σε αυτό για να εξελιχθεί σε κύτταρα ανθρώπινου καρδιακού μυός. Η ομάδα τεντωμένο σύνολα έξι μοτίβων ιστών μεταξύ ζευγαριών από τα περίπτερα. Μια ανάρτηση σε κάθε ζευγάρι ήταν ευέλικτη, έτσι ώστε τα πρότυπα να μπορούσαν να συρρικνωθούν σαν μια καρδιά ξυλοδαρμού. Το σύστημα που ονομάζετε τσιπ καρδιάς σε ένα στεγάζεται σε ένα περίβλημα που ήταν περίπου το ήμισυ του μεγέθους ενός κινητού τηλεφώνου.
Μόλις το σύστημα chip Heart-on-one ήταν στο ISS, ο Kim και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν αισθητήρες για να παρακολουθήσουν τη δύναμη της συστολής και τα πρότυπα κρούσης του ιστού σε πραγματικό χρόνο. Για σύγκριση, παρακολουθείτε ένα άλλο σύνολο μοτίβων ιστών που παρέμειναν στη γη.
Μετά από 12 ημέρες στο ISS, η αντοχή συστολής του ιστού είχε σχεδόν απομακρυνθεί κατά το ήμισυ, ενώ το πρότυπο του εδάφους παρέμεινε σχετικά σταθερή. Αυτή η αποδυνάμωση ήταν ακόμα προφανής ακόμη και μετά από εννέα ημέρες χαλάρωσης στη γη. Στο διάστημα, τα χτυπήματα του ιστού έγιναν επίσης πιο ακανόνιστες με την πάροδο του χρόνου, με το διάστημα μεταξύ κάθε χτυπήματος την 19η ημέρα κατά περισσότερο από πέντε φορές. Ωστόσο, αυτή η παρατυπία εξαφανίστηκε αφού τα πρότυπα επέστρεψαν στη Γη. Αυτό δείχνει ότι οι αστροναύτες της NASA Sunita Williams και Butch Wilmore-Who βρίσκονταν στο ISS για μήνες λόγω τεχνικών προβλημάτων με το Boeing Starliner SpaceShip-Expertibly Cardiovascular Stress, το οποίο είναι πιθανώς πίσω στο έδαφος, λέει ο Wu.
Γενετικές αλλαγές
Μετά την επιστροφή των ιστών από το διάστημα, ο Kim και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν την ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης για να εξετάσουν τα σαρκομερή των μοτίβων - πρωτεϊνικών κλώνων που είναι υπεύθυνες για μυϊκές συστολές. Μετά από ένα μήνα σε τροχιά, αυτή η δέσμη πρωτεϊνών είχε γίνει μικρότερη και πιο βρώμικη σε σύγκριση με εκείνες που παρέμειναν στο πάτωμα. Τα μιτοχόνδρια - τα μηχανήματα παραγωγής ενέργειας σε κύτταρα - ήταν επίσης πρησμένα και κατακερματισμένα.
Όταν οι ερευνητές αλληλεπίδρασαν το RNA του μοτίβου ιστού, έβαλαν μια αύξηση στο έκφραση γονιδίων και διαδρομές σήματος, τα οποία συνδέονται με φλεγμονές και καρδιακές παθήσεις στους ιστούς. Ταυτόχρονα, τα γονίδια έδειξαν για πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για τη φυσιολογική συστολή της καρδιάς και τη λειτουργία των μιτοχονδρίων, σημάδια μειωμένης έκφρασης.
Παρόλο που η προσέγγιση του τσιπ καρδιακού-σε ένα είναι καινοτόμο, δεν καταγράφει άλλες σημαντικές καρδιαγγειακές αλλαγές που μπορεί να συμβούν στην ανθρώπινη καρδιά, όπως η πίεση στις αρτηρίες, λέει ο Wu. Ωστόσο, προσθέτει ότι μια παρόμοια εγκατάσταση θα μπορούσε να είναι χρήσιμη για να εξεταστεί ο τρόπος με τον οποίο αντιδρούν άλλα όργανα υπό μικροβαρύτητα και ακραία επίπεδα ακτινοβολίας. "Η ικανότητα αυτής της πλατφόρμας να λειτουργεί σε μια μικροβαρύτητα και ταυτόχρονα να διατηρεί τον ιστό Viaability είναι ένα μεγάλο πλεονέκτημα", λέει.
Ο Kim και οι συνάδελφοί του σχεδιάζουν να στείλουν περαιτέρω ιστούς καρδιάς και οργάνων στο διάστημα για μεγάλο χρονικό διάστημα, προκειμένου να εξετάσουν τις επιπτώσεις της διαστημικής πτήσης. Ελπίζουν επίσης να δοκιμάσουν φάρμακα που μπορούν να αντισταθμίσουν μερικές από τις επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στην καρδιά.
- >
mair, D. Β. et al. Proc. Natl Acad. Sci. ΗΠΑ 121, Ε2404644121 (2024).