Исследователи из Медицинского центра Джонса Хопкинса раскрыли вред микрогравитации или невесомости, оказываемый на ткани человеческой сердечной мышцы. Результаты были опубликованы в журнале PNAS.
В ходе эксперимента было обнаружено, что микрогравитация ослабляет сердечные ткани и нарушает их нормальные ритмичные сокращения. Сердечные клетки, находившиеся в космосе, были примерно в два раза слабее, чем клетки, оставшиеся на Земле. Эти изменения могут оказать негативное влияние на здоровье и выживаемость астронавтов при длительных космических полетах.
Чтобы изучить воздействие космоса на ткани, исследователи создали биоинженерные 3D-клеточные структуры, имитирующие среду человеческого сердца. Они использовали миниатюрный тканевой чип, который позволял фиксировать сокращения клеток в реальном времени на протяжении всего эксперимента. Астронавты на МКС регулярно заменяли питательные среды и собирали данные для анализа.
Результаты показали, что сердечные ткани на космической станции сокращались реже и нерегулярно, что является признаком аритмии. Время между сокращениями увеличилось почти в пять раз по сравнению с земными образцами, хотя после возвращения на Землю показатели частично восстановились. Саркомеры (структурно-функциональная единица поперечнополосатой мышечной ткани) в сердце стали короче и беспорядочнее, что указывает на повреждения, характерные для заболеваний сердца.
Дополнительно было обнаружено, что митохондрии в клетках космических образцов увеличились в размере и утратили свои складки, что затрудняет их нормальную работу по выработке энергии. Также было зафиксировано увеличение активности генов, связанных с воспалением и окислительным повреждением клеток — оба эти фактора обычно наблюдаются у астронавтов после полетов.
Исследователи планируют продолжить эксперименты с тканевыми образцами на космической станции, тестируя лекарства, которые могут защитить клетки сердца от негативных эффектов микрогравитации. Эти исследования также могут иметь значение для разработки методов лечения заболеваний сердца на Земле и профилактики возрастных изменений сердечной мышцы.