Az emberi szív az öregedés jeleit mutatja egy hónap után az űrben
Az emberi szív az öregedés jeleit mutatja egy hónap után az űrben
Az űrben csak egy hónap alatt az emberek felépített szívszövete gyengébbé vált, a "csapás" mintája szabálytalan lett, és molekuláris és genetikai változások történtek, amelyek utánozzák az öregedés hatásait. Referencia "Data Track kategória =" Referenciák "> 1 Az eredményeket ma a Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratában tették közzé.
A tanulmány hasznos módszert kínál a molekuláris útvonalak azonosítására, amelyek felelősek az űrrepülés emberi szívre gyakorolt káros hatásaiért - mondta Joseph Wu, a kaliforniai Stanfordi Egyetem kardiológusa.
Mikrogravitáció Káros lehet a test, és az űrhajók, amelyeknek kitéve ki vannak téve, olyan szív- és érrendszeri változásokat tapasztaltak, mint például a szabálytalan szívverések. A hosszú távú missziók hatásainak megértése az űrben, amely több hónapig tarthat, és a molekuláris változások, amelyeken ezek a változások alapulnak, továbbra sem érhető el-magyarázza a tanulmány társszerzője, Deok-ho Kim, a Maryland-i Baltimore-i Johns Hopkins Egyetem orvosbiológiai mérnöke. "Az emberi űrhajósokról nem lehet elvégezni a különféle molekuláris és funkcionális tanulmányokat" - mondja.
'szív' egy chipen
A kihívás elsajátításához Kim és kollégái 30 napig szívszövetet küldtek Nemzetközi Űrállomás .
To develop the tissue, the researchers brought human induced pluripotent stem cells that act as empty canvases and in every cell type Különbséget kell tenni ehhez, hogy az emberi szívizomsejtekké alakuljon. A csapat az állványokból származó párok között hat szövetmintázatú feszültségű készleteket feszített. Minden párban egy hozzászólás rugalmas volt, hogy a minták összehúzódhassanak, mint egy dobogó szív. Az a rendszer, amelyet szív-on-on-on-chipnek hív, egy olyan házban helyezkedett el, amely körülbelül fele volt egy mobiltelefon méretének.
Amint a szív-egy chiprendszer az ISS fedélzetén volt, Kim és kollégái érzékelőket használtak az összehúzódás erősségének és a szövet ütési mintáinak valós időben történő megfigyelésére. Összehasonlításképpen, figyeljen egy másik szöveti mintázatra, amelyek a Földön maradtak.
Az ISS -en töltött 12 nap után a szövet összehúzódási szilárdsága majdnem felét elvitte, míg a talajmintázat viszonylag stabil maradt. Ez a gyengülés még kilenc napos pihenés után is nyilvánvaló volt. Az űrben a szövet csapásai az idő múlásával is szabálytalanabbá váltak, az egyes fúvókák közötti intervallum több mint ötször. Ez a szabálytalanság azonban eltűnt, miután a minták visszatértek a Földre. Ez azt jelzi, hogy a NASA űrhajósok, a Sunita Williams és Butch Wilmore, akik hónapok óta vannak az ISS-en, a Boeing Starliner űrhajókkal kapcsolatos műszaki problémák miatt, valószínűleg tapasztalt kardiovaszkuláris stressz, amely valószínűleg visszatért a földre-mondja Wu.
genetikai változások
Miután a szövetek visszatértek az űrből, Kim és kollégái a transzmissziós elektronmikroszkópiát használták a minták - fehérje szálak - az izom összehúzódásért felelős minták - szarkomerjeinek áttekintésére. Egy hónapos pályán, ezek a fehérjecsomagok rövidebbé és rendetlenebbé váltak, összehasonlítva azokkal, amelyek a padlón maradtak. A mitokondriumokat - az energiatermelő gépeket a sejtekben - szintén duzzadtak és fragmentáltak.
When the researchers sequenced the RNA of the tissue pattern, they put an increase in the A gének expressziója és a szignál útvonalak, amelyek a szövetek gyulladásához és szívbetegségeihez kapcsolódnak. Ugyanakkor a gének olyan fehérjéket mutattak, amelyek szükségesek a normál szív összehúzódásához és a mitokondriumok funkciójához, a csökkent expresszió jeleihez.
Noha a szív-egy chip megközelítése innovatív, nem rögzíti más fontos szív- és érrendszeri változásokat, amelyek az emberi szívben előfordulhatnak, például az artériák nyomása-mondja Wu. Hozzáteszi azonban, hogy egy hasonló létesítmény hasznos lehet annak megvizsgálására, hogy más szervek hogyan reagálnak mikrogravitációs és szélsőséges sugárzási szintek alatt. "Ennek a platformnak az a képessége, hogy mikrogravitációban működjön, és ugyanakkor fenntartja a szövetet, nagy előnye" - mondja.
Kim és kollégái azt tervezik, hogy hosszú ideig további szív- és szervszöveteket küldenek az űrbe az űrrepülés hatásainak vizsgálata céljából. Azt is remélik, hogy tesztelnek olyan gyógyszereket, amelyek ellensúlyozhatják a mikrogravitás néhány hatását a szívre.
-
Mair, D. B. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 121, E2404644121 (2024).