Хрящ не восстанавливается или насколько опасно пребывание в невесомости

Новое исследование, проведенное учеными Института Генри Форда и Института медико-биологических проблем в Москве может заставить космонавтов и астронавтов задуматься о том, насколько безопасным для суставов может стать путешествие в космос. Исследователи обнаружили ранние признаки разрушения хряща у мышей, побывавших на беспилотном российском корабле, что указывает на снижение биомеханических сил и воздействие космического полета на костно-мышечную систему. Исследование опубликовано в сети npg Microgravity, входящей в состав издательской группы Nature Partner Journals.

Несмотря на то, что говорить о подобном воздействии на людей пока преждевременно, предыдущие исследования также указывают на то, что жизнь и работа в космосе приводит ко многим изменениям в организме человека, включая изменение иммунной системы, кровяного давления и формы глаз человека.

Джейми Фицджеральд, доктор философии, глава генетики скелетно-мышечной системы в отделении ортопедической хирургии Генри Форда и ведущий автор исследования, отметил, что доказательства разрушения суставного хряща у мышей были «однозначны»:

«Мы считаем, что это ухудшение связано с общей разгрузкой, вызванной нехваткой гравитации в космосе. Если бы это произошло с людьми, то при долгосрочном пребывании в среде, это привело бы к серьезным проблемам с суставами. Мы знаем, что ткани костно-мышечной системы (кости, мышцы, сухожилия, хрящи и связки) постоянно подвергаются нагрузке на Земле, это происходит от повседневной деятельности, такой как ходьба и подъемы, при постоянном воздействием силы тяжести. Когда эта нагрузка отсутствует из-за невесомости, а гравитация близка к нулевой, эти ткани начинают разрушаться. Наиболее ярким примером является атрофия мышц и деминерализация костей, возникающая во время космического полета. Эта потеря мышц и костных тканей постепенно восполняется, когда астронавты возвращаются на Землю. Но вот хрящ это другое дело — это ткань, которая практически не восстанавливается. Это поднимает важный вопрос о том, разрушается ли хрящ в космосе».

Для исследования, финансируемого за счет гранта NASA в размере 100 000 долларов, доктор Фитцджеральд и его исследовательская группа проанализировали молекулярные изменения в хряще мышей, которые провели 30 дней в исследовательских помещениях на борту беспилотного российского космического корабля Bion-M1 в 2013 году. Полученные результаты сравнивали с состоянием мышей, наблюдаемых на Земле в течение того же периода.

Доктор Фитцджеральд пришел к выводу, что изменения были совместимы с изменениями, связанными с остеоартритом:

«В целом можно сказать, что после 30 дней пребывания мышей в невесомости у них начался процесс деградации хряща», — сообщил он. «Мы видели изменения, которые соответствовали разрушению хряща».

На видеозаписи с камеры космического корабля, видно, как мыши плавают в своей камере в течение дня. Ночью отснятый материал показал, что они изо всех сил пытаются перелезть через каждого и повиснуть на решетке внутри ограждения. «Мыши испытывали некоторую нагрузку на суставы, когда пытались висеть друг на друге. Это была не полная разгрузка». При этом, мыши на Земле не показали заметной деградации хряща.

«Когда на хрящ не действует сила тяжести, он не способен поддерживать его структуру, целостность. На Земле, каждый раз, когда вы делаете шаг, вы загружаете этот хрящ. В космосе этого практически нет. Поскольку хрящи у людей не восстанавливаются, возвращение на Землю может привести к долгосрочным проблемам со здоровьем».