Cilvēka sirds parāda novecošanās pazīmes pēc mēneša kosmosā

Cilvēka sirds parāda novecošanās pazīmes pēc mēneša kosmosā

Tikai viena mēneša laikā kosmosā cilvēku konstruētie sirds audi kļuva vājāki, viņa "trieciena" modelis kļuva neregulārs, un notika molekulāras un ģenētiskas izmaiņas, kas atdarināja novecošanās sekas. Atsauce "Datu celiņa kategorija =" Atsauces "> 1 Rezultāti šodien tika publicēti Nacionālās zinātņu akadēmijas rakstā.

Pētījums piedāvā noderīgu metodi, lai identificētu molekulāros ceļus, kas ir atbildīgi par kosmosa lidojuma kaitīgo ietekmi uz cilvēka sirdi, saka Džozefs Vu, Kalifornijas Stenfordas universitātes kardiologs.

Mikrogravitācija var kaitēt ķermenim, un astronauti, kas tam ir pakļauti, ir piedzīvojuši sirds un asinsvadu izmaiņas, piemēram, neregulāras sirdsdarbības. Izpratne par ilgtermiņa misiju ietekmi kosmosā, kas var ilgt vairākus mēnešus, un molekulārās izmaiņas, uz kurām šīs izmaiņas ir balstītas, palika nepieejamas, izskaidro pētījuma līdzautoru Deok-Ho Kim, biomedicīnas inženieri Džona Hopkinsa universitātē Baltimorā, Merilendā. "Nav iespējams veikt dažādus molekulāros un funkcionālos pētījumus par cilvēku astronautiem," viņš saka.

“sirds” uz mikroshēmas

Lai apgūtu šo izaicinājumu, Kims un viņa kolēģi 30 dienas nosūtīja sirds audumu uz Starptautiskā kosmosa stacija .

Lai attīstītu audus, pētnieki atnesa cilvēku inducētas pluripotentas cilmes šūnas, kas darbojas kā tukšas audekli, un katrā šūnas tipā diferencēt to, lai attīstītos cilvēka sirds muskuļu šūnās. Komanda spriegoja sešu audu modeļu komplektus starp pāriem no stendiem. Amats katrā pārī bija elastīgs, lai modeļi varētu sarauties kā pukstoša sirds. Sistēma, kuru jūs saucat par sirdi pie viena mikroshēmas, tika izmitināta mājoklī, kas bija apmēram uz pusi mazāks par mobilā tālruņa lielumu.

Pēc 12 dienām ISS audu kontrakcijas stiprums bija gandrīz paņēmis uz pusi, bet augsnes modelis palika samērā stabils. Šī vājināšanās joprojām bija acīmredzama pat pēc deviņu dienu relaksācijas uz Zemes. Kosmosā audu sitieni arī laika gaitā kļuva neregulārāki, ar intervālu starp katru triecienu 19. dienā vairāk nekā piecas reizes. Tomēr šis pārkāpums pazuda pēc tam, kad modeļi atgriezās uz Zemes. Tas norāda, ka NASA astronauti Sunita Williams un Butch Wilmore, kuri vairākus mēnešus ir bijuši ISS, pateicoties tehniskām problēmām ar Boeing Starliner kosmosa kuģi, iespējams, pieredzējušu sirds un asinsvadu stresu, kas, iespējams, ir atpakaļ uz vietas, saka Wu.

Ģenētiskās izmaiņas

Pēc tam, kad audi ir atgriezušies no kosmosa, Kims un viņa kolēģi izmantoja transmisijas elektronu mikroskopiju, lai apskatītu modeļu sarkomerus - olbaltumvielu šķipsnas, kas ir atbildīgas par muskuļu kontrakcijām. Pēc mēneša orbītā šis olbaltumvielu saišķis bija kļuvis īsāks un netīrāks, salīdzinot ar tiem, kas palika uz grīdas. Mitohondriji - enerģijas ražošanas mašīnas šūnās - arī bija pietūkušas un sadrumstalotas.

Kad pētnieki secināja audu modeļa RNS, viņi palielina gēnu ekspresija un signāla ceļi, kas ir saistīti ar iekaisumu un sirds slimībām audos. Tajā pašā laikā gēni parādīja olbaltumvielām, kas nepieciešamas normālai sirds kontrakcijai un mitohondriju funkcijai, samazinātas ekspresijas pazīmēm.

Lai arī sirds uz vienu chip pieeju ir inovatīva, viņš neuztver citas svarīgas sirds un asinsvadu izmaiņas, kas var rasties cilvēka sirdī, piemēram, spiedienu artērijās, saka Wu. Tomēr tas piebilst, ka līdzīga iekārta varētu būt noderīga, lai pārbaudītu, kā citi orgāni reaģē mikrogravitācijas un ekstrēmā starojuma līmenī. "Šīs platformas spēja darboties mikrogravitācijā un tajā pašā laikā saglabāt audu lapotību ir liela priekšrocība," viņš saka.

Kims un viņa kolēģi plāno ilgu laiku nosūtīt turpmākus sirds un orgānu audus kosmosā, lai pārbaudītu kosmosa lidojuma sekas. Viņi arī cer pārbaudīt medikamentus, kas var neitralizēt mikrogravitācijas ietekmi uz sirdi.

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

   raksts
   
   Google Scholar