Üks pikkade kosmosemissioonide takistusi on lihaste kaotus, mille all astronaudid kannatavad. Seda nimetatakse atroofiaks ja NASA väitel võivad astronaudid kaotada kuni 20% lihasmassi vaid 5–11 päeva kestvate missioonide ajal. See lihaste kadu mõjutab nn gravitatsioonivastaseid lihaseid, sealhulgas vasika lihaseid, neli neelu ja selja ning kaela lihaseid.
See lihaste kaotus raskendab astronautidel oma ülesannete täitmist, eriti kui Marsile lähevad missioonid. See võib olla väga ohtlik ka astronautidele, sest nad on Maale naastes nõrgenenud. Kui sisenemisel on probleeme ja nad peavad tegema mingeid pingutavaid hädaolukorras toiminguid, võib puuduv lihas olla erinevus elu ja surma vahel.
Lihaste kaotus tuleneb tööst mikrogravitatsiooni keskkonnas. Selles keskkonnas ei ole astronaudi gravitatsioonivastased lihased normaalse tegevuse ajal aktiivsed. Astronaudid treenivad rahvusvahelises kosmosejaamas kuni 2,5 tundi päevas lihaste atroofia vastu võitlemiseks, liikudes statsionaarsel jalgrattal, kõndides või sörkides jooksulindil ning kasutades RED-i (vastupidavusharjutuste seadet).
NASA rahastas hiljuti 70-päevast lihaste kaotuse uuringut, et uurida, kuidas saaks astronautide lihaste kaotust minimeerida. Uuring avaldatakse PLOS One'is, pealkirjaga on siin reprodutseerimiseks liiga pikk aeg. Selle asemel, et katseisikutena kasutada tegelikke astronaute, mida oleks võimatu teha, kasutati uuringus katsealuseid, kes läbisid 70 päeva HDBR-i (pea alaspidi voodis puhata). HDBR-i peetakse heaks proksiks sellele, mida astronaudid mikrogravitatsiooni keskkonnas läbivad.
Uuringu tegi Texase ülikooli meditsiiniharu (UTMB) suur teadlaste rühm. Kõik katsealused olid meessoost vabatahtlikud vanuses 35 aastat, pluss või miinus 8 aastat. Seal oli kontrollrühm, kes viibis HDBR-is 70 päeva ilma treenimise või toidulisanditeta, teine rühm, kes sai platseebot ja treeningut ning teine rühm, kes sai testosterooni süste ja treeningut. Kokku osales 24 katseisikut.
Uuringu ajal võtsid teadlased Vastus lateralis-nimelise lihase biopsia. See on reie nelipealihase suurim osa. Nendes koeproovides analüüsiti valke.
Mida nad leidsid?
Teadlased avastasid Vastus lateralis mitmeid lihasvalkude muutusi, mis olid treeningu abil ümber pööratud või vähemalt nüristatud. Need harjutused andsid lihaskiududes tervislikuma valgukorralduse. Testosterooniravi ajendas veelgi valgu muutusi, mis soodustasid lihaste kasvu, üksi treeningutega võrreldes.
See ei kõla ilmselt liiga üllatavalt, sest enamik meist teab, mida testosteroon teeb. Kuid uuringust on veel midagi. Meeskond tuvastas katsealustel biomarkerid, mis ennustavad lihaste kaotust. Samuti on olemas ennustavad biomarkerid, mis näitavad tugevat reageerimist treeningule ja ravile, et tasakaalustada lihaste kadu.
"... täpsete ennustusmudelite väljatöötamine hõlmab tõenäoliselt algoritme, mis sisaldavad mitmete valkude ja tegurite paneele."
Uuringust “Inimese skeletilihaste proteoomiline uurimine enne ja pärast 70-päevast pea alaspidi voodis puhkamist koos treeningutega või ilma ja testosterooni vastumeetmetega”
Nagu nad oma uuringus väidavad, võib tundlike proteoomiliste biomarkerite avastamine tulevikus võimaldada isikupärastatud meditsiini lähenemisviise, aidates kaasa proteoomiprofiilide põhiprofiilidel põhinevate sihipärasemate vastumeetmete väljatöötamisele. Nii et mida paremini nad astronauti tunnevad, seda paremini suudavad nad lihaste kaotust ennustada ja ära hoida.
"Unikaalseid teadmisi, mida oleme saanud pikendatud voodipuhkuse ajal lihasvalkudest, võiks kunagi kasutada lihasmassi / tugevuse muutuste ennustamiseks erinevates olukordades ning seejärel välja töötada isikupärastatud harjutuste ja hormonaalsete vastumeetmete programmi," ütles vanemkirjanik E. Lichar Dillon , UTMB sisehaiguste osakonna dotsent.
"Uuring on andnud meile võimaluse tuvastada biomarkerid, mis ennustavad, kui vastuvõtlikud iga inimene on lihaste funktsiooni langusele ning kui tõhusalt võivad erinevad treening- ja hormoonraviga atroofia vastu võidelda," ütles UTMB vanem Autor Randall Urban, UTMB teadusuuringute juht ja professor sisehaiguste osakond.
Nagu uuringu autorid tunnistavad, on see üsna lihtne lähenemisviis probleemile, kuid oluline esimene samm. Ehkki nad on kindlaks teinud mõned valgud, mis toimivad lihaste atroofia ja ravi biomarkeritena, töötab tõenäoliselt suur hulk valke.
"Ootuspäraselt polnud ükski meie poolt tuvastatud valk iga mõõdetava subjekti või füsioloogilise funktsiooni osas täielikult ennustatav ning täpsete ennustusmudelite väljatöötamine hõlmab tõenäoliselt algoritme, mis sisaldavad mitme valgu ja teguri paneele," seisab uuringus.
Edasi Marsile
Kahtlemata läheme Marsile. Paljud selle jõupingutuse pealkirjad keskenduvad tehnoloogiale, et töö saaks tehtud. Arendatakse võimsaid rakette nagu kosmoselaevade süsteem ja kosmoselaevu nagu Orion, et saada astronaute Marsile ja siis jälle koju.
Kuid tööd peavad tegema astronaudid ise. NASA pühendab palju ressursse, et mõista, kuidas nad neid pikki missioone taluvad. See ja veel järgnev uuring on Marsi edukate missioonide põhiosa.
Veel:
- Pressiteade: UTMB teadlased õppisid, kuidas paremini võidelda lihaste kaotusega kosmoselendude ajal
- Uurimisdokument: Inimese skeletilihaste proteomiline uurimine enne ja pärast 70-päevast pea alaspidi voodis puhkamist koos treeninguga või ilma ning testosterooni vastumeetmetega
- NASA: lihase atroofia infoleht
- NASA: Teie keha kosmoses: kasutage seda või kaotage see
- Kanada kosmoseagentuur: mis juhtub kosmose lihastega?
- Sidney Morning Herald: Astronaut Scott Kelly kosmose aasta hävitavatest mõjudest
- Kosmoseajakiri: Kui tugev on raskusjõud Marsil?
