Предыдущая публикация
::: Искусственная гравитация обеспечивает частичную защиту биологии в космосе
Космические путешествия на Луну, Марс и за их пределы могут подвергать астронавтов экстремальным условиям, вызывая потенциальные проблемы со здоровьем. Чтобы подготовиться к будущим длительным миссиям, НАСА изучает, как эффекты космоса — изменения гравитации, радиации и т. д. — влияют на «модельные организмы» или другие виды жизни, биологически похожие на человека. Новые результаты исследования плодовых мушек на Международной космической станции показывают, что космические путешествия влияют на центральную нервную систему, но искусственная гравитация обеспечивает частичную защиту от этих изменений.Крупный план трех плодовых мушек, используемых для научных исследований как на Земле, так и в космосе. Авторы и права: Исследовательский центр Эймса НАСА/Доминик Харт.
----------------
«Микрогравитация представляет опасность для центральной нервной системы , что позволяет предположить, что для длительных космических путешествий могут потребоваться контрмеры », — сказал доктор Джанани Айер, ученый проекта Ассоциации космических исследований университетов (USRA) в Исследовательском центре Эймса НАСА в Силиконовой долине в Калифорнии. автор статьи, опубликованной сегодня в Cell Reports . «Когда мы отправляемся обратно на Луну и на Марс, снижение вредного воздействия микрогравитации будет ключом к обеспечению безопасности будущих исследователей. Это исследование — шаг в правильном направлении для изучения защитных эффектов искусственной гравитации в космосе и понимания адаптация к земным условиям после возвращения из космоса».
Плодовые мушки — идеальный организм для такого рода исследований из-за их генетического сходства с людьми. Между клеточными и молекулярными процессами мух и людей существует значительное количество совпадений. Почти 75% генов, вызывающих заболевания у людей, принадлежат плодовым мушкам, а это означает, что чем больше мы узнаем о плодовых мушках, тем больше информации у ученых есть для изучения того, как космическая среда может влиять на здоровье человека. Мухи также имеют гораздо более короткую продолжительность жизни — около двух месяцев и размножаются за две недели. Три недели, которые мухи проводят в космосе, эквивалентны примерно трем десятилетиям жизни человека, что дает ученым больше биологической информации за более короткий промежуток времени.
Понимание серьезности ситуации
В этом исследовании ученые отправили мух на космическую станцию с месячной миссией в недавно разработанном аппаратном средстве, называемом многофункциональной платформой с переменной гравитацией (MVP), способной содержать мух при разных уровнях гравитации. Мухи в этом оборудовании имели доступ к свежей пище, пока они жили и размножались. Используя отдельные отсеки, MVP позволил разделить разные поколения мух. На космической станции одна группа плодовых мушек испытала микрогравитацию, аналогичную их человеческим собратьям. Другая группа подвергалась воздействию искусственной гравитации, моделируя гравитацию Земли на космической станции с помощью центрифуги — инструмента, который вращается для имитации гравитации. Находясь на космической станции, аппаратные камеры фиксировали поведение этих «летающих аппаратов». В разные моменты времени,экспрессия генов .
После того, как мухи вернулись на Землю на борту капсулы SpaceX Dragon, которая приводнилась в Тихом океане, мухи были доставлены обратно в Эймс для дальнейшего анализа. По прибытии ученые из Эймса в течение двух дней круглосуточно работали над сортировкой мух и проведением поведенческих и биохимических тестов. Тот же анализ был проведен на группе мух, содержащихся на Земле, в качестве контрольного эксперимента, чтобы обеспечить основу для сравнения данных «летающих летательных аппаратов».
Это исследование было одним из первых в своем роде, в котором применялся комплексный подход к изучению того, как космическая среда влияет на нервную систему . Ученые изучили поведение мух, наблюдая за движением мух по мере их перемещения в своей среде обитания, за изменениями на клеточном уровне .в мозге мух, как модификации экспрессии генов влияют на нервную систему и многое другое. Наблюдаемые изменения происходили во многих формах, некоторые из них легко увидеть, просто взглянув на камеры, установленные в отсеках MVP, другие требуют дальнейшего изучения по возвращении на Землю. Изучаемое поведение включало активность в полете и способность лазать по возвращению на Землю. У мух есть естественная реакция взбираться вверх по своему контейнеру, если их постучать, и это использовалось в качестве проверки их способностей после полета. Мухи в условиях микрогравитации были более активны, чем в искусственной земной гравитации, но также испытывали трудности во время этого теста на восхождение после возвращения на Землю.
Более глубокий анализ на земле сразу после полета выявил неврологические изменения у мух, подвергшихся воздействию микрогравитации. По мере того как мухи приспосабливались к возвращению на Землю после своего путешествия, мухи, испытавшие искусственную гравитацию в космосе, старели по-разному. Они столкнулись с аналогичными, но менее серьезными проблемами, с которыми столкнулись мухи в условиях микрогравитации.
Прокладывая путь к будущим исследованиям
Результаты этого исследования показывают, что космический полет вызывает стресс в клетках мух, что приводит к негативным поведенческим и неврологическим последствиям, а также к изменениям экспрессии генов в мозге мух. Однако использование искусственной гравитации может временно облегчить проблемы, которые микрогравитация в космосе вызывает на нервной системе плодовой мушки, даже если сохраняются долгосрочные осложнения для здоровья.
Поскольку плодовые мушки и люди — очень разные организмы, несмотря на их генетическое совпадение, эти результаты не могут напрямую говорить о том, что люди испытают на протяжении всей своей жизни в космосе, — но они открывают путь ученым для разработки способов защиты астронавтов. в будущем они отправляются в пункты назначения с различными уровнями гравитации.
«В связи с предстоящими длительными полетами в дальний космос, где астронавты будут подвергаться воздействию различных уровней гравитации, крайне важно, чтобы мы понимали влияние измененной гравитации на неврологическую функцию», — сказал доктор Сиддхита Мхатре, старший научный сотрудник KBR Wyle. в Эймсе и автором опубликованной статьи. «Если мы сможем использовать искусственную гравитацию , чтобы отсрочить дефицит, связанный с космосом, возможно, мы сможем продлить сроки будущих миссий. А полеты в космос вместе с астронавтами помогут продолжить наши усилия по сохранению здоровья астронавтов».
Фрэнк Таварес, Центр космических полетов имени Годдарда НАСА
----------------
«Микрогравитация представляет опасность для центральной нервной системы , что позволяет предположить, что для длительных космических путешествий могут потребоваться контрмеры », — сказал доктор Джанани Айер, ученый проекта Ассоциации космических исследований университетов (USRA) в Исследовательском центре Эймса НАСА в Силиконовой долине в Калифорнии. автор статьи, опубликованной сегодня в Cell Reports . «Когда мы отправляемся обратно на Луну и на Марс, снижение вредного воздействия микрогравитации будет ключом к обеспечению безопасности будущих исследователей. Это исследование — шаг в правильном направлении для изучения защитных эффектов искусственной гравитации в космосе и понимания адаптация к земным условиям после возвращения из космоса».
Плодовые мушки — идеальный организм для такого рода исследований из-за их генетического сходства с людьми. Между клеточными и молекулярными процессами мух и людей существует значительное количество совпадений. Почти 75% генов, вызывающих заболевания у людей, принадлежат плодовым мушкам, а это означает, что чем больше мы узнаем о плодовых мушках, тем больше информации у ученых есть для изучения того, как космическая среда может влиять на здоровье человека. Мухи также имеют гораздо более короткую продолжительность жизни — около двух месяцев и размножаются за две недели. Три недели, которые мухи проводят в космосе, эквивалентны примерно трем десятилетиям жизни человека, что дает ученым больше биологической информации за более короткий промежуток времени.
Понимание серьезности ситуации
В этом исследовании ученые отправили мух на космическую станцию с месячной миссией в недавно разработанном аппаратном средстве, называемом многофункциональной платформой с переменной гравитацией (MVP), способной содержать мух при разных уровнях гравитации. Мухи в этом оборудовании имели доступ к свежей пище, пока они жили и размножались. Используя отдельные отсеки, MVP позволил разделить разные поколения мух. На космической станции одна группа плодовых мушек испытала микрогравитацию, аналогичную их человеческим собратьям. Другая группа подвергалась воздействию искусственной гравитации, моделируя гравитацию Земли на космической станции с помощью центрифуги — инструмента, который вращается для имитации гравитации. Находясь на космической станции, аппаратные камеры фиксировали поведение этих «летающих аппаратов». В разные моменты времени,экспрессия генов .
После того, как мухи вернулись на Землю на борту капсулы SpaceX Dragon, которая приводнилась в Тихом океане, мухи были доставлены обратно в Эймс для дальнейшего анализа. По прибытии ученые из Эймса в течение двух дней круглосуточно работали над сортировкой мух и проведением поведенческих и биохимических тестов. Тот же анализ был проведен на группе мух, содержащихся на Земле, в качестве контрольного эксперимента, чтобы обеспечить основу для сравнения данных «летающих летательных аппаратов».
Это исследование было одним из первых в своем роде, в котором применялся комплексный подход к изучению того, как космическая среда влияет на нервную систему . Ученые изучили поведение мух, наблюдая за движением мух по мере их перемещения в своей среде обитания, за изменениями на клеточном уровне .в мозге мух, как модификации экспрессии генов влияют на нервную систему и многое другое. Наблюдаемые изменения происходили во многих формах, некоторые из них легко увидеть, просто взглянув на камеры, установленные в отсеках MVP, другие требуют дальнейшего изучения по возвращении на Землю. Изучаемое поведение включало активность в полете и способность лазать по возвращению на Землю. У мух есть естественная реакция взбираться вверх по своему контейнеру, если их постучать, и это использовалось в качестве проверки их способностей после полета. Мухи в условиях микрогравитации были более активны, чем в искусственной земной гравитации, но также испытывали трудности во время этого теста на восхождение после возвращения на Землю.
Более глубокий анализ на земле сразу после полета выявил неврологические изменения у мух, подвергшихся воздействию микрогравитации. По мере того как мухи приспосабливались к возвращению на Землю после своего путешествия, мухи, испытавшие искусственную гравитацию в космосе, старели по-разному. Они столкнулись с аналогичными, но менее серьезными проблемами, с которыми столкнулись мухи в условиях микрогравитации.
Прокладывая путь к будущим исследованиям
Результаты этого исследования показывают, что космический полет вызывает стресс в клетках мух, что приводит к негативным поведенческим и неврологическим последствиям, а также к изменениям экспрессии генов в мозге мух. Однако использование искусственной гравитации может временно облегчить проблемы, которые микрогравитация в космосе вызывает на нервной системе плодовой мушки, даже если сохраняются долгосрочные осложнения для здоровья.
Поскольку плодовые мушки и люди — очень разные организмы, несмотря на их генетическое совпадение, эти результаты не могут напрямую говорить о том, что люди испытают на протяжении всей своей жизни в космосе, — но они открывают путь ученым для разработки способов защиты астронавтов. в будущем они отправляются в пункты назначения с различными уровнями гравитации.
«В связи с предстоящими длительными полетами в дальний космос, где астронавты будут подвергаться воздействию различных уровней гравитации, крайне важно, чтобы мы понимали влияние измененной гравитации на неврологическую функцию», — сказал доктор Сиддхита Мхатре, старший научный сотрудник KBR Wyle. в Эймсе и автором опубликованной статьи. «Если мы сможем использовать искусственную гравитацию , чтобы отсрочить дефицит, связанный с космосом, возможно, мы сможем продлить сроки будущих миссий. А полеты в космос вместе с астронавтами помогут продолжить наши усилия по сохранению здоровья астронавтов».
Фрэнк Таварес, Центр космических полетов имени Годдарда НАСА
Следующая публикация
Нет комментариев