Inima umană prezintă semne de îmbătrânire după o lună în spațiu
Inima umană prezintă semne de îmbătrânire după o lună în spațiu
Pe parcursul unei luni în spațiu, țesutul cardiac construit al oamenilor a devenit mai slab, modelul său de „suflare” a devenit neregulat și au apărut modificări moleculare și genetice care au imitat efectele îmbătrânirii. Referință "Date Track Category =" Referințe "> 1 Rezultatele au fost publicate astăzi în procedurile Academiei Naționale de Științe.
Studiul oferă o metodă utilă pentru identificarea căilor moleculare care sunt responsabile pentru efectele nocive ale zborului spațial asupra inimii umane, spune Joseph Wu, cardiolog la Universitatea Stanford din California.
Microgravitate poate dăuna corpului, iar astronauții care sunt expuși la acesta au avut modificări cardiovasculare, cum ar fi bătăile inimii neregulate. Înțelegerea efectelor misiunilor pe termen lung în spațiu-care poate dura câteva luni și schimbările moleculare pe care se bazează aceste schimbări au rămas la îndemână, explică coautorul studiului, Deok-ho Kim, un inginer biomedical la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore, Maryland. „Nu este posibil să se efectueze diferitele studii moleculare și funcționale asupra astronauților umani”, spune el.
o „inimă” pe un cip
pentru a stăpâni această provocare, Kim și colegii săi au trimis Heart Fabric timp de 30 de zile pentru Stația spațială internațională
To develop the tissue, the researchers brought human induced pluripotent stem cells that act as empty canvases and in every cell type Diferențiază acest lucru pentru a se dezvolta în celulele musculare ale inimii umane. Echipa a tensionat seturi de șase modele de țesut între cupluri de la standuri. O postare în fiecare cuplu era flexibilă, astfel încât tiparele să se poată contracta ca o inimă care bate. Sistemul pe care îl numiți un cip Heart-One a fost adăpostit într-o carcasă care avea aproximativ jumătate din dimensiunea unui telefon mobil.
De îndată ce sistemul de cipuri din inimă a fost la bordul ISS, Kim și colegii săi au folosit senzori pentru a monitoriza rezistența contracției și modelele de impact ale țesutului în timp real. Pentru comparație, monitorizați un alt set de modele de țesut care au rămas pe Pământ.
După 12 zile pe ISS, rezistența de contracție a țesutului a fost aproape luată la jumătate, în timp ce modelul solului a rămas relativ stabil. Această slăbire a fost încă evidentă chiar și după nouă zile de relaxare pe pământ. În spațiu, loviturile țesutului au devenit, de asemenea, mai neregulate în timp, cu intervalul dintre fiecare lovitură în a 19 -a zi de mai mult de cinci ori. Cu toate acestea, această neregularitate a dispărut după ce modelele s -au întors pe Pământ. Acest lucru indică faptul că astronauții NASA Sunita Williams și Butch Wilmore-care au fost pe ISS de luni întregi din cauza problemelor tehnice cu stresul cardiovascular cu experiență națională Boeing Starliner, care este probabil din nou pe teren, spune Wu.
modificări genetice
După ce țesuturile s -au întors din spațiu, Kim și colegii săi au folosit microscopia electronică de transmisie pentru a privi sarcom -urile modelelor - catene de proteine care sunt responsabile pentru contracțiile musculare. După o lună pe orbită, aceste pachete de proteine au devenit mai scurte și mai dezordonate în comparație cu cele care au rămas pe podea. Mitocondriile - mașinile producătoare de energie în celule - au fost, de asemenea, umflate și fragmentate.
When the researchers sequenced the RNA of the tissue pattern, they put an increase in the Expresia genelor și căi de semnal, care sunt conectate la inflamație și boli de inimă în țesuturi. În același timp, genele au arătat pentru proteine care sunt necesare pentru contracția normală a inimii și funcția mitocondriei, semne de expresie redusă.
Deși abordarea cipului cardiac este inovatoare, el nu surprinde alte schimbări cardiovasculare importante care pot apărea în inima umană, cum ar fi presiunea în artere, spune Wu. Cu toate acestea, adaugă că o facilitate similară ar putea fi utilă pentru a examina modul în care reacționează alte organe sub microgravitate și niveluri de radiații extreme. „Capacitatea acestei platforme de a funcționa într -o microgravitate și, în același timp, menținerea unei viabilitate a țesuturilor este un mare avantaj”, spune el.
Kim și colegii săi intenționează să trimită mai mult timp și țesutul de organe în spațiu pentru a examina efectele zborului spațial. De asemenea, ei speră să testeze medicamente care pot contracara unele dintre efectele microgravității asupra inimii.
-
mair, D. B. și colab. Proc. Natl Acad. Sci. SUA 121, E2404644121 (2024).