O coração humano mostra sinais de envelhecimento após um mês no espaço
O coração humano mostra sinais de envelhecimento após um mês no espaço
No decorrer de apenas um mês no espaço, o tecido cardíaco construído de seres humanos se tornou mais fraco, seu padrão de "golpe" se tornou irregular e ocorreram mudanças moleculares e genéticas que imitavam os efeitos do envelhecimento. Referência "Data Track Category =" Referências "> 1 Os resultados foram publicados hoje no processo da Academia Nacional de Ciências.
O estudo oferece um método útil para identificar os caminhos moleculares responsáveis pelos efeitos nocivos do voo espacial no coração humano, diz Joseph Wu, cardiologista da Universidade de Stanford, na Califórnia.
Microgravidade Pode prejudicar o corpo, e os astronautas expostos a ele sofreram mudanças cardiovasculares, como batimentos cardíacos irregulares. O entendimento dos efeitos das missões de longo prazo no espaço-que pode durar vários meses-e as mudanças moleculares nas quais essas mudanças se baseiam permanecem fora de alcance, explica o co-autor do estudo, Deok-Ho Kim, engenheiro biomédico da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, Maryland. "Não é possível realizar os vários estudos moleculares e funcionais sobre astronautas em humanos", diz ele.
um 'coração' em um chip
Para dominar esse desafio, Kim e seus colegas enviaram tecido de coração por 30 dias para Estação Espacial Internacional
To develop the tissue, the researchers brought human induced pluripotent stem cells that act as empty canvases and in every cell type Diferencie -se com isso para se transformar em células musculares cardíacas humanas. O time tensionou conjuntos de seis padrões de tecido entre casais de estandes. Um post em cada casal era flexível, para que os padrões pudessem se contrair como um coração espancado. O sistema que você chama de chip de coração sobre um foi alojado em uma moradia que tinha cerca da metade do tamanho de um telefone celular.
Assim que o sistema de chip de coração em um estava a bordo da ISS, Kim e seus colegas usaram sensores para monitorar a força da contração e os padrões de impacto do tecido em tempo real. Para comparação, monitore outro conjunto de padrões de tecido que permaneceram na Terra.
Após 12 dias na ISS, a força de contração do tecido quase retirou pela metade, enquanto o padrão do solo permaneceu relativamente estável. Esse enfraquecimento ainda era óbvio, mesmo depois de nove dias de relaxamento na Terra. No espaço, os golpes do tecido também se tornaram mais irregulares ao longo do tempo, com o intervalo entre cada golpe no 19º dia em mais de cinco vezes. No entanto, essa irregularidade desapareceu depois que os padrões retornaram à Terra. Isso indica que os astronautas da NASA, Sunita Williams e Butch Wilmore, que estão na ISS há meses devido a problemas técnicos com o estresse cardiovascular da Boeing Starliner, que provavelmente está de volta ao chão, diz Wu.
Alterações genéticas
After the tissues have returned from space, Kim and his colleagues used the transmission electron microscopy to look at the sarcomers of the patterns - protein strands that are responsible for muscle contractions. Depois de um mês em órbita, esses pacote de proteínas se tornaram mais curtos e mais confusos em comparação com os que permaneceram no chão. As mitocôndrias - as máquinas produtoras de energia nas células - também foram inchadas e fragmentadas.
When the researchers sequenced the RNA of the tissue pattern, they put an increase in the Expressão de genes e caminhos de sinal, que estão conectados à inflamação e doenças cardíacas nos tecidos. Ao mesmo tempo, os genes mostraram proteínas necessárias para a contração cardíaca normal e a função das mitocôndrias, sinais de expressão reduzida.
Embora a abordagem do chip de coração sobre um seja inovadora, ele não captura outras importantes mudanças cardiovasculares que podem ocorrer no coração humano, como pressão nas artérias, diz Wu. No entanto, acrescenta que uma instalação semelhante pode ser útil para examinar como outros órgãos reagem sob níveis de microgravidade e radiação extrema. "A capacidade dessa plataforma funcionar em uma microgravidade e, ao mesmo tempo, manter a viabilidade do tecido é uma grande vantagem", diz ele.
Kim e seus colegas planejam enviar mais tecidos cardíacos e órgãos para o espaço por um longo tempo, a fim de examinar os efeitos do voo espacial. Eles também esperam testar medicamentos que possam neutralizar alguns dos efeitos da microgravidade no coração.
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Mair, D. B. et al. Proc. Natl Acad. Sci. EUA 121, E2404644121 (2024).