Ihmisen sydän osoittaa ikääntymisen merkkejä kuukauden kuluttua avaruudessa

Ihmisen sydän osoittaa ikääntymisen merkkejä kuukauden kuluttua avaruudessa

Avaruudessa vain yhden kuukauden aikana ihmisten rakennettu sydänkudos heikentyi, hänen "isku" -kuviostaan ​​tuli epäsäännöllinen, ja tapahtui molekyyli- ja geneettisiä muutoksia, jotka jäljittelivät ikääntymisen vaikutuksia. Viite "Data Track Category =" Viitteet "> 1 Tulokset julkaistiin tänään kansallisen tiedeakatemian julkaisussa.

Tutkimus tarjoaa hyödyllisen menetelmän molekyylipolkujen tunnistamiseksi, jotka ovat vastuussa avaruuslennon haitallisista vaikutuksista ihmisen sydämessä, sanoo Kalifornian Stanfordin yliopiston kardiologi Joseph Wu.

Mikrogravity Ymmärrys pitkän aikavälin tehtävien vaikutuksista avaruudessa-joka voi kestää useita kuukausia-ja molekyylimuutokset, joihin nämä muutokset perustuvat, pysyivät ulottumattomissa, selittää tutkimuksen yhteiskirjailija Deok-ho Kim, biolääketieteellinen insinööri Johns Hopkinsin yliopistossa Baltimoressa, Marylandissa. "It is not possible to carry out the various molecular and functional studies on human astronauts," he says.

Tämän haasteen hallitsemiseksi Kim ja hänen kollegansa lähettivät sydänkankaan 30 päivän ajan Kansainvälinen avaruusasema .

kudoksen kehittämiseksi tutkijat toivat ihmisen aiheuttamat pluripotenttiset kantasolu Link "> Erota tämä kehittyäksesi ihmisen sydänlihassoluiksi. Ryhmä kiristyi kuuden kudoskuvion sarjoja jalustan parien välillä. Jokaisen parin viesti oli joustava, jotta kuviot voisivat sopia kuin lyövä sydän. Järjestelmä, jota kutsut sydämelle-yksi sirulle, sijoitettiin koteloon, joka oli noin puolet matkapuhelimen koosta.

Heti kun sydän-yksi-sirujärjestelmä oli ISS: n päällä, Kim ja hänen kollegansa käyttivät antureita seuratakseen supistumisen voimakkuutta ja kudoksen iskukuvioita reaaliajassa. Vertailun vuoksi seuraa toista kudoskuviota, jotka pysyivät maan päällä.

ISS: n 12 päivän kuluttua kudoksen supistumislujuus oli melkein ottanut pois puoleen, kun taas maaperän kuvio pysyi suhteellisen vakaana. Tämä heikentyminen oli silti ilmeinen jopa yhdeksän päivän rentoutumisen jälkeen maan päällä. Avaruudessa kudoksen iskut tulivat myös epäsäännöllisemmiksi ajan myötä, ja kunkin 19. päivän iskun välillä on yli viisi kertaa. Tämä epäsäännöllisyys kuitenkin katosi sen jälkeen, kun kuviot palasivat maan päälle. Tämä osoittaa, että NASA-astronautit Sunita Williams ja Butch Wilmore-kuka ovat olleet ISS: llä kuukausien ajan Boeing Starlinerin avaruusaluksen teknisten ongelmien vuoksi, luultavasti kokenut sydän- ja verisuonistressi, joka on todennäköisesti takaisin kentällä, sanoo Wu.

geneettiset muutokset

Kun kudokset ovat palanneet avaruudesta, Kim ja hänen kollegansa käyttivät siirtoelektronimikroskopiaa tarkastellakseen kuvioiden saromien - proteiini -juosteita, jotka ovat vastuussa lihasten supistuksista. Kuukauden kuluttua kiertoradalla, nämä proteiinikimpput olivat muuttuneet lyhyemmäksi ja sotkuisemmaksi verrattuna lattialle jääneisiin. Mitokondriat - energiaa tuottavat koneet soluissa - olivat myös turvonneet ja pirstoutuneet.

Kun tutkijat sekvensoivat kudoskuvion RNA: n, he kasvattivat geenien ilmentyminen ja signaalireittejä, jotka on kytketty kudoksissa tulehdukseen ja sydänsairauksiin. Samanaikaisesti geenit osoittivat proteiineja, jotka ovat välttämättömiä sydämen normaalille supistumiselle ja mitokondriofunktiolle, merkkejä vähentyneestä ekspressiosta.

Vaikka sydän-yksi-sirun lähestymistapa on innovatiivinen, hän ei kuvaa muita tärkeitä sydän- ja verisuonimuutoksia, joita voi tapahtua ihmisen sydämessä, kuten valtimoiden paine, Wu sanoo. Se lisää kuitenkin, että samanlainen laitos voisi olla hyödyllinen tutkiessaan, kuinka muut elimet reagoivat mikrogravitaation ja äärimmäisten säteilytasojen alla. "Tämän alustan kyky toimia mikrogravitaatiossa ja samalla ylläpitää kudosta kyvyttömyydellä on suuri etu", hän sanoo.

Kim ja hänen kollegansa aikovat lähettää pitkään sydämen ja elinkudoksen avaruuteen avaruuslennon vaikutusten tutkimiseksi. He toivovat myös testata lääkkeitä, jotka voivat torjua joitain mikrogravitaation vaikutuksia sydämeen.

Ra

Mair, D. B. et ai. Proc. Natl Acad. Sci. USA 121, E2404644121 (2024).

Artikkeli


Lataa viitteet