Новая эра, когда человечество стремится вернуться на Луну и, видимо, обжить спутник Земли, уже началась. Множество стран включились в эту гонку. Самые яркие игроки, США и Китай продвигают свои пилотируемые исследования Луны в проектах Artemis и CLEP, соответственно.
И одной из проблем, которую необходимо преодолеть при продвижении человечества в космос, является воздействие на живые организмы почти полное отсутствие гравитационной нагрузки в космосе и на Луне.
Исследовательская группа из Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и Университета Цукуба разработала единственное в мире устройство, которое может выращивать мышей в условиях искусственной гравитации в диапазоне от микрогравитации до 1G (система исследования переменной искусственной гравитации, (Multiple Artificial-gravity Research System) MARS). Устройство представляет собой небольшую центрифугу с отсеками, в которой живут подопытные мыши. Эксперимент проводился в японском экспериментальном модуле «Кибо» на Международной космической станции (МКС) в условиях трех типов гравитации (микрогравитация, лунная гравитация = 1/6G, земная гравитация = 1G) примерно на один месяц. После того, как мыши выросли, ученые проанализировали изменения количества и качества камбаловидных мышц, которые работают для поддержания осанки (антигравитационные мышцы).
Выяснилось, что в результате, если количественное изменение (атрофия), происходящее в условиях микрогравитации, подавляется лунной гравитацией, то степень качественного изменения (быстросокращающийся тип мышечных волокон) ниже, но не подавляется полностью. В результате ученые обнаружили, что существуют разные гравитационные пороги для поддержания массы камбаловидной мышцы и типа мышечных волокон. Результаты исследования были опубликованы 21 апреля 2023 года в журнале открытого доступа «Communications Biology», предоставленном Nature Research.
Это исследование является первым научным результатом изучения влияния частичной G с использованием установки MARS, а также показывает, что гомеостаз скелетных мышц мышей, который регулируется гравитационной нагрузкой, качественно и количественно контролируется различными порогами гравитации. Это первое достижение в мире, которое предоставит базовые данные для будущих пилотируемых космических исследований, прояснит механизм изменений количества и качества скелетных мышц, связанных с мышечными заболеваниями и старением, и установит профилактические и терапевтические методы для различных мышечных заболеваний.
Для будущих исследований и устойчивого присутствия человека на Луне важно прояснить подробный механизм воздействия лунной гравитации (1/6G) на скелетные мышцы. Развитие экспериментальных методов в астробиологии, подобных этому исследованию, не только будет способствовать экспансии человечества в космос, но и приведет к построению мероприятий по предотвращению мышечной атрофии скелетных мышц на земле. Кроме того, изменения во всем организме из-за космического полета аналогичны старению. Среди них саркопения, которая представляет собой ухудшение функции скелетных мышц из-за старения, является одной из проблем, которые необходимо решить в современном обществе. Ожидается, что результаты этого исследования прояснят механизм воздействия космического полета на скелетные мышцы, а также разработают методы профилактики и лечения различных мышечных заболеваний, включая саркопению.
Подробнее об исследовании здесь.
