Учёные из Медицинского центра Джонса Хопкинса обнаружили пагубное воздействие невесомости на ткани сердечной мышцы человека.
Итоги исследования были представлены в журнале PNAS.
В ходе эксперимента выяснилось, что невесомость ослабляет сердечные ткани и нарушает их нормальное ритмическое сокращение. Сердечные клетки, находившиеся в космосе, показали приблизительно в два раза большую слабость по сравнению с клетками, оставшимися на Земле. Эти изменения могут негативно отразиться на здоровье и выживаемости астронавтов во время продолжительных космических миссий.
Для изучения влияния космической среды на ткани, учёные разработали биоинженерные 3D-клеточные структуры, которые воспроизводят условия человеческого сердца. В своей работе они использовали миниатюрный тканевой чип, позволяющий фиксировать сокращения клеток в реальном времени на протяжении всего эксперимента. Космонавты на МКС регулярно меняли питательные среды и собирали информацию для анализа.
Результаты исследования показали, что сердечные ткани на орбите сокращались реже и нерегулярно, что указывает на аритмию. Время между сокращениями увеличилось почти в пять раз по сравнению с земными контрольными образцами, хотя после возвращения на Землю показатели частично восстановились. Саркомеры (структурно-функциональная единица поперечнополосатой мышечной ткани) в сердце укорачивались и становились беспорядочными, что свидетельствует о повреждениях, характерных для сердечных заболеваний.
Более того, было выяснено, что митохондрии в клетках космических образцов увеличились в размерах и потеряли свои складки, что осложняет их обычные функции по производству энергии. Также отмечено повышение активности генов, связанных с воспалительными процессами и окислительным повреждением клеток — оба эти явления часто встречаются у астронавтов после возвращения из космоса.
Учёные намерены продолжить эксперименты с тканевыми образцами на космической станции, проверяя действие лекарств, которые могут защищать клетки сердца от вредного воздействия микрогравитации. Эти исследования также имеют потенциальное значение для разработки методов лечения сердечных заболеваний на Земле и предотвращения возрастных изменений сердечной мышцы.
