Ένα από τα εμπόδια στις αποστολές μεγάλου διαστήματος είναι η απώλεια μυών που υποφέρουν οι αστροναύτες. Ονομάζεται ατροφία και η NASA λέει ότι οι αστροναύτες μπορούν να χάσουν μυϊκή μάζα έως και 20% κατά τη διάρκεια αποστολών μόνο 5 έως 11 ημερών. Αυτή η μυϊκή απώλεια επηρεάζει τους λεγόμενους «μυς κατά της βαρύτητας», συμπεριλαμβανομένων των μυών του μοσχαριού, των τετρακέφαλων και των μυών της πλάτης και του λαιμού.
Αυτή η απώλεια μυών δυσκολεύει τους αστροναύτες να ολοκληρώσουν τις εργασίες τους, ειδικά όταν πραγματοποιούνται αποστολές στον Άρη. Μπορεί επίσης να είναι πολύ επικίνδυνο για τους αστροναύτες, επειδή αποδυναμώνουν όταν επιστρέφουν στη Γη. Εάν υπάρχουν προβλήματα κατά την επανεισδοχή, και πρέπει να εκτελέσουν τυχόν επίπονες διαδικασίες έκτακτης ανάγκης, ότι ο ελλειπόμενος μυς θα μπορούσε να είναι η διαφορά μεταξύ ζωής και θανάτου.
Η απώλεια μυών πηγάζει από την εργασία σε περιβάλλον μικρο-βαρύτητας. Σε αυτό το περιβάλλον, οι μύες του αστροναύτη κατά της βαρύτητας δεν είναι ενεργοί κατά τη διάρκεια της φυσιολογικής δραστηριότητας. Οι αστροναύτες ασκούν έως και 2,5 ώρες την ημέρα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για την καταπολέμηση της μυϊκής ατροφίας, οδηγώντας ένα στάσιμο ποδήλατο, περπατώντας ή τζόκινγκ σε διάδρομο, και χρησιμοποιώντας ένα ΚΟΚΚΙΝΟ (Συσκευή Άσκησης Αντίστασης.)
Η NASA χρηματοδότησε πρόσφατα μια μελέτη 70 ημερών για την απώλεια μυών, για να διερευνήσει πώς η απώλεια μυών θα μπορούσε να ελαχιστοποιηθεί για τους αστροναύτες. Η μελέτη δημοσιεύεται στο PLOS One, με τίτλο πολύ μεγάλο για αναπαραγωγή εδώ. Αντί να χρησιμοποιούν πραγματικούς αστροναύτες ως υποκείμενα δοκιμής, κάτι που θα ήταν αδύνατο να γίνει, η μελέτη χρησιμοποίησε άτομα που υποβλήθηκαν σε 70 ημέρες HDBR (Head Down Bed Rest.) Το HDBR θεωρείται καλό μέσο για αυτό που οι αστροναύτες υφίστανται σε περιβάλλον μικρο-βαρύτητας.
Η μελέτη έγινε από το Ιατρικό Υποκατάστημα του Πανεπιστημίου του Τέξας (UTMB) από μια μεγάλη ομάδα ερευνητών. Όλα τα εξεταστικά άτομα ήταν άνδρες εθελοντές ηλικίας 35 ετών, συν ή πλην 8 ετών. Υπήρχε μια ομάδα ελέγχου που έμεινε στο HDBR για 70 ημέρες χωρίς άσκηση ή συμπληρώματα, μια άλλη ομάδα που έλαβε εικονικό φάρμακο και άσκηση και μια άλλη ομάδα που έλαβε ενέσεις τεστοστερόνης και άσκηση. Συμμετείχαν συνολικά 24 τεστ.
Κατά τη διάρκεια της μελέτης, οι ερευνητές έλαβαν βιοψίες ενός μυός που ονομάζεται Vastus lateralis. Είναι το μεγαλύτερο μέρος του τετρακέφαλου μυ στο μηρό. Αυτά τα δείγματα ιστού αναλύθηκαν για πρωτεΐνες.
Τι βρήκαν;
Οι ερευνητές ανακάλυψαν αρκετές αλλαγές στις μυϊκές πρωτεΐνες στο Vastus lateralis που αντιστράφηκαν, ή τουλάχιστον αμβλύθηκαν, με την άσκηση. Αυτές οι ασκήσεις είχαν ως αποτέλεσμα μια υγιέστερη οργάνωση πρωτεϊνών μέσα στις μυϊκές ίνες. Η θεραπεία με τεστοστερόνη οδήγησε σε περαιτέρω αλλαγές πρωτεϊνών που προωθούσαν την ανάπτυξη των μυών ξεπερνώντας μόνο την άσκηση.
Αυτό μάλλον δεν ακούγεται πολύ εκπληκτικό, καθώς οι περισσότεροι από εμάς γνωρίζουμε τι κάνει η τεστοστερόνη. Αλλά υπάρχουν περισσότερα στη μελέτη. Η ομάδα εντόπισε βιοδείκτες στα υποκείμενα δοκιμής τους που είναι δυνητικά προγνωστικά για απώλεια μυών. Υπάρχουν επίσης προγνωστικά βιοδείκτες που δείχνουν μια ισχυρή απόκριση στην άσκηση και τη θεραπεία για την αντιμετώπιση της απώλειας μυών.
«… Η ανάπτυξη ακριβών προγνωστικών μοντέλων πιθανότατα περιλαμβάνει αλγόριθμους που περιλαμβάνουν πίνακες διαφόρων πρωτεϊνών και παραγόντων».
Από τη Μελέτη «Πρωτομική διερεύνηση του ανθρώπινου σκελετικού μυός πριν και μετά από 70 ημέρες ξεκούρασης στο κεφάλι με ή χωρίς άσκηση και αντίμετρα τεστοστερόνης»
Όπως λένε στη μελέτη τους, «Η ανακάλυψη ευαίσθητων πρωτεϊνικών βιοδεικτών μπορεί στο μέλλον να επιτρέψει εξατομικευμένες ιατρικές προσεγγίσεις βοηθώντας στην ανάπτυξη πιο κατευθυνόμενων αντιμέτρων που βασίζονται σε βασικά προφίλ πρωτεϊνών». Έτσι, όσο καλύτερα γνωρίζουν τον αστροναύτη, τόσο καλύτερα μπορούν να προβλέψουν και να αποτρέψουν την απώλεια μυών.
«Οι μοναδικές γνώσεις που έχουμε αποκτήσει σχετικά με τις μυϊκές πρωτεΐνες κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης ανάπαυσης στο κρεβάτι θα μπορούσαν κάποια μέρα να εφαρμοστούν για να προβλέψουν αλλαγές στη μυϊκή μάζα / δύναμη σε διάφορες καταστάσεις και στη συνέχεια να αναπτύξουν ένα εξατομικευμένο πρόγραμμα ασκήσεων και ορμονικών αντιμέτρων», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας E. Lichar Dillon , Επίκουρος καθηγητής UTMB στο τμήμα εσωτερικής ιατρικής.
"Η μελέτη μάς έχει δώσει τη δυνατότητα να εντοπίσουμε βιοδείκτες που προβλέπουν πόσο ευαίσθητο είναι κάθε άτομο στη μείωση της μυϊκής λειτουργίας και πόσο αποτελεσματικά μπορεί να καταπολεμήσει την ατροφία οι διαφορετικές θεραπείες άσκησης και ορμονών", δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Randall Urban, επικεφαλής ερευνητής της UTMB και καθηγητής στο τμήμα εσωτερικής ιατρικής.
Όπως αναγνωρίζουν οι συγγραφείς της μελέτης, αυτή είναι μια αρκετά απλή προσέγγιση στο πρόβλημα, αλλά ένα σημαντικό πρώτο βήμα. Αν και έχουν εντοπίσει ορισμένες πρωτεΐνες που χρησιμεύουν ως βιοδείκτες για την ατροφία και τη θεραπεία των μυών, υπάρχει πιθανότατα ένας μεγάλος αριθμός πρωτεϊνών που συνεργάζονται.
«Όπως αναμενόταν, καμία μεμονωμένη πρωτεΐνη που προσδιορίσαμε δεν ήταν πλήρως προβλέψιμη για κάθε υποκείμενο ή φυσιολογική λειτουργία που μετρήθηκε και η ανάπτυξη ακριβών προγνωστικών μοντέλων πιθανότατα θα περιλαμβάνει αλγόριθμους που περιλαμβάνουν πίνακες διαφόρων πρωτεϊνών και παραγόντων», λέει η μελέτη.
Προς τον Άρη
Θα πάμε στον Άρη, χωρίς αμφιβολία. Πολλοί από τους τίτλους γύρω από αυτήν την προσπάθεια επικεντρώνονται στην τεχνολογία για την ολοκλήρωση της εργασίας. Ισχυροί πύραυλοι όπως το Space Launch System και διαστημικά σκάφη όπως το Orion, αναπτύσσονται για να μεταφέρουν αστροναύτες στον Άρη και μετά να επιστρέφουν στο σπίτι.
Αλλά οι ίδιοι οι αστροναύτες είναι αυτοί που πρέπει να κάνουν τη δουλειά. Η NASA αφιερώνει πολλούς πόρους για να καταλάβει πώς μπορούν να αντέξουν αυτές τις μεγάλες αποστολές. Αυτή η μελέτη, και ακόμη περισσότερο, θα αποτελέσει βασικό μέρος των επιτυχημένων αποστολών του Άρη.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Οι ερευνητές του UTMB έμαθαν πώς να καταπολεμήσουν καλύτερα την απώλεια μυών κατά τη διάρκεια διαστημικών πτήσεων
- Ερευνητικό έγγραφο: Πρωτεωμική διερεύνηση του ανθρώπινου σκελετικού μυός πριν και μετά από 70 ημέρες ξεκούρασης στο κεφάλι με ή χωρίς άσκηση και αντίμετρα τεστοστερόνης
- NASA: Ενημερωτικό δελτίο μυϊκής ατροφίας
- NASA: Το σώμα σας στο διάστημα: Χρησιμοποιήστε το ή χάστε το
- Καναδική Διαστημική Υπηρεσία: Τι συμβαίνει στους μυς στο διάστημα;
- Sidney Morning Herald: Αστροναύτης Scott Kelly σχετικά με τις καταστροφικές επιπτώσεις ενός έτους στο διάστημα
- Space Magazine: Πόσο ισχυρή είναι η βαρύτητα στον Άρη;
