Yksi esteistä pitkille avaruusmatkoille on lihaksen menetys, josta astronautit kärsivät. Sitä kutsutaan surkastumiseksi, ja NASA: n mukaan astronautit voivat menettää jopa 20% lihasmassaa vain 5–11 päivän matkojen aikana. Tämä lihaksen menetys vaikuttaa niin kutsuttuihin antigravitaatio lihaksiin, mukaan lukien vasikan lihakset, nelikärpis ja selän ja niskan lihakset.
Tämä lihaksen menetys vaikeuttaa astronauttien suorittamista tehtävissä, etenkin kun Marsiin tehtäviä matkoja tapahtuu. Se voi olla myös erittäin vaarallinen astronautteille, koska he ovat heikentyneet palatessaan Maahan. Jos paluun aikana on ongelmia ja heidän on suoritettava raskaat hätätoimenpiteet, silloin puuttuva lihakset voivat olla ero elämän ja kuoleman välillä.
Lihasten menetys johtuu työskentelystä mikropainoisessa ympäristössä. Tässä ympäristössä astronautin antigravitaatio lihakset eivät ole aktiivisia normaalin toiminnan aikana. Astronautit harjoittavat korkeintaan 2,5 tuntia päivässä kansainvälisellä avaruusasemalla lihasten surkastumisen torjumiseksi ajamalla paikallaan olevaa polkupyörää, kävelemällä tai lenkkeilemällä juoksumatolla ja käyttämällä PUNAINEN (Resistance Exercise Device) -laitetta.
NASA rahoitti äskettäin 70 päivän tutkimusta lihaksen menetyksestä tutkiakseen kuinka lihaksen menetys voitaisiin minimoida astronautien kohdalla. Tutkimus julkaistaan PLOS One -lehdessä, otsikko on liian pitkä jäljentääkseen täällä. Sen sijaan, että käytettäisiin todellisia astronauteja koehenkilöinä, mikä olisi mahdotonta tehdä, tutkimuksessa käytettiin kohteita, joille tehtiin 70 päivän HDBR (Head Down Bed Rest.) HDBR: n katsotaan olevan hyvä välitys siitä, mitä astronautit läpikäyvät mikrogravitaatioympäristöissä.
Suuren ryhmän tutkijoita suoritti tutkimuksen Teksasin yliopiston lääketieteellinen sivuliike (UTMB). Kaikki koehenkilöt olivat miespuolisia vapaaehtoisia, joiden ikä oli 35 vuotta, plus tai miinus 8 vuotta. Oli kontrolliryhmä, joka pysyi HDBR: ssä 70 päivää ilman liikuntaa tai lisäravinteita, toinen ryhmä, joka sai plaseboa ja liikuntaa, ja toinen ryhmä, joka sai testosteroni-injektioita ja liikuntaa. Yhteensä 24 koehenkilöä osallistui.
Tutkimuksen aikana tutkijat ottivat biopsiat lihasta, nimeltään Vastus lateralis. Se on suurin nelikärpän lihaksen osa reidessä. Nämä kudosnäytteet analysoitiin proteiinien suhteen.
Mitä he löysivät?
Tutkijat löysivät Vastus lateralisista useita muutoksia lihasproteiineissa, jotka käännettiin tai ainakin tylsistyivät liikunnan avulla. Nämä harjoitukset tuottivat terveellisemmän proteiinijärjestelyn lihaskuiduissa. Testosteronihoito ajoi lisää proteiinimuutoksia, jotka edistivät lihasten kasvua enemmän kuin pelkästään liikunnan.
Se ei todennäköisesti kuulosta liian yllättävältä, koska suurin osa meistä tietää mitä testosteroni tekee. Mutta tutkimuksessa on enemmän. Ryhmä tunnisti koehenkilöistään biomarkerit, jotka voivat ennakoida lihaksen menetystä. Siellä on myös ennustavia biomarkkereita, jotka osoittavat vahvan vasteen liikunnalle ja hoidolle vastaamaan lihaksen menetyksestä.
"... tarkkojen ennustavien mallien kehittämiseen liittyy todennäköisesti algoritmeja, jotka sisältävät paneelit, joissa on useita proteiineja ja tekijöitä."
Tutkimuksesta “Ihmisen luurankolihasten proteominen tutkimus ennen ja jälkeen 70 vuorokauden lepäävän sängyn lepoa liikunnalla tai ilman liikuntaa ja testosteronin vastatoimenpiteitä”
Kuten tutkimuksessaan sanotaan, "Herkkien proteomisten biomarkkereiden löytäminen voi tulevaisuudessa mahdollistaa henkilökohtaisen lääketieteen lähestymistapojen auttamalla kehittämään suuntautuneempia vastatoimenpiteitä, jotka perustuvat lähtötason proteomiprofiileihin." Joten mitä paremmin he tietävät astronautin, sitä paremmin he osaavat ennustaa ja estää lihaksen menetyksen.
"Ainutlaatuisia oivalluksia, jotka olemme saaneet lihasproteiineista pidennetyn sängyn lepovaiheen aikana, voitaisiin joskus käyttää ennustamaan lihasmassan / voiman muutoksia eri tilanteissa ja kehittää sitten henkilökohtainen harjoitusohjelma ja hormonaaliset vastatoimenpiteet", sanoi vanhempi kirjailija E. Lichar Dillon , UTMB: n apulaisprofessori sisätautien laitoksella.
"Tutkimus on antanut meille mahdollisuuden tunnistaa biomarkkerit, jotka ennustavat kuinka herkkä kukin henkilö on lihaksen toiminnan heikkenemiseen ja kuinka tehokkaasti erilaiset liikunta- ja hormonihoidot voivat torjua atrofiaa", kertoi vanhempi kirjailija Randall Urban, UTMB: n tutkimusjohtaja ja professori. sisätautien osasto.
Kuten tutkimuksen tekijät myöntävät, tämä on melko yksinkertainen lähestymistapa ongelmaan, mutta tärkeä ensimmäinen askel. Vaikka he ovat tunnistaneet joitain proteiineja, jotka toimivat lihasten atrofian ja hoidon biomarkkereina, todennäköisesti suuri joukko proteiineja toimii yhdessä.
"Kuten odotettiin, mikään yksilöimämme proteiini ei ollut täysin ennustava jokaiselle mitatulle kohteelle tai fysiologiselle toiminnalle, ja tarkkojen ennustavien mallien kehittämiseen liittyy todennäköisesti algoritmeja, jotka sisältävät paneelit, joissa on useita proteiineja ja tekijöitä", tutkimus kertoo.
Eteenpäin Marsiin
Menemme Marsiin, epäilemättä. Suuri osa kyseisen työn otsikoista keskittyy tekniikkaan työn saamiseksi. Tehokkaita raketteja, kuten Space Launch System, ja Orionin kaltaisia avaruusaluksia kehitetään astronautien saamiseksi Marsiin ja sitten takaisin kotiin.
Mutta itse astronautit ovat ne, jotka on tehtävä työ. NASA käyttää paljon resursseja ymmärtääkseen kuinka he kestävät nämä pitkät tehtävät. Tämä tutkimus ja jatko-osa on tärkeä osa onnistuneita Mars-operaatioita.
Lisää:
- Lehdistötiedote: UTMB: n tutkijat oppivat paremmin torjumaan lihaksen menetystä avaruuslentojen aikana
- Tutkimusdokumentti: Ihmisen luurankolihasten proteomitutkimus ennen ja jälkeen 70 vuorokauden pään vuoteen lepovaiheessa harjoituksen kanssa tai ilman liikuntaa ja testosteronin vastatoimenpiteitä
- NASA: Lihasten atrofiaa koskeva tietolehti
- NASA: Kehosi avaruudessa: Käytä tai kadota se
- Kanadan avaruusjärjestö: Mitä tapahtuu lihaksille avaruudessa?
- Sidney Morning Herald: Astronaut Scott Kelly vuoden tuhoisista vaikutuksista avaruudessa
- Space Magazine: Kuinka vahva on painovoima Marsilla?
