Анализ мышей, которые провели 37 дней на борту Международной космической станции, показал, что микрогравитация вызывает разрушение костей, особенно в тех частях скелета, которые несут основную нагрузку на Земле.
Ученые из НАСА и Научного института космических исследований Blue Marble зафиксировали значительное разрушение бедренных костей у грызунов. Повреждения были наиболее выражены в местах соединения с суставами, тогда как поясничный отдел позвоночника оказался затронут меньше. Это связано с тем, что у мышей, в отличие от людей, основную нагрузку несут задние конечности, а не позвоночник.
Эксперимент стал самым продолжительным исследованием влияния невесомости на грызунов. Ученые провели микрокомпьютерную томографию и гистологический анализ костей мышей, сравнив их с контрольными группами на Земле. Результаты показали выраженную потерю как губчатой, так и кортикальной костной ткани в бедренной кости — основном элементе опорного скелета у четвероногих животных. При этом позвоночник (в частности, второй поясничный позвонок) практически не пострадал.
Результаты наблюдению указывают, что потеря костной массы в условиях невесомости в первую очередь обусловлена отсутствием механической нагрузки, а не системными факторами вроде радиации. Если бы воздействие исходило извне, например от ионизирующего излучения, разрушения шли бы с поверхности кости внутрь. Однако наблюдалась обратная картина — кости разрушались изнутри наружу.
Ученые также зафиксировали неожиданный эффект преждевременного окостенения эпифизарной пластины — области роста в головке бедренной кости. Это значит, что микрогравитация может вызывать ускоренное завершение роста длинных костей у организмов, находящихся на поздних стадиях скелетного созревания.
Интересно, что мыши, находившиеся на Земле, но в условиях ограничивающих движения демонстрировали схожую потерю костной массы. Это подтверждает гипотезу, что механическая стимуляция через движение и сопротивление — ключевой фактор поддержания здоровья костей.
Полученные данные важны для подготовки длительных пилотируемых миссий. Потеря костной массы у человека в невесомости составляет около 1% в месяц — в 10 раз быстрее, чем при остеопорозе. Без специальных контрмер это может привести к необратимым изменениям. Разработка эффективных систем нагрузки — беговые дорожки с ремнями, тренажеры с имитацией подъема тяжестей — одна из приоритетных задач для длительных полетов.
Читать далее:
Ученые в тупике: «Уэбб» засек невозможный свет в галактике
Миллионы «невидимых» людей: ученые нашли ошибку в оценке населения Земли
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Иллюстрация на обложке сгенерирована в ChatGPT
