Последствия невесомости для скелета изучили на мышах-космонавтах

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.

Головка бедренной кости у мышей из четырех групп: сравнение мышей, которые провели на МКС 37 дней (FL), с грызунами, которые находились на орбите в течение одного дня (BL), наземными контрольными мышами (GC) и наземными контрольными мышами, содержавшимися в клетке, ограничивающей движение (VIV). Изображение: Rukmani Cahill et al., PLOS One

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.

Полость шейки бедра у мышей из четырех групп: сравнение мышей, которые провели на МКС 37 дней (FL), с грызунами, которые находились на орбите в течение одного дня (BL), наземными контрольными мышами (GC) и наземными контрольными мышами, содержавшимися в клетке, ограничивающей движение (VIV). Изображение: Rukmani Cahill et al., PLOS One

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

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Осьминог «обнял» морского оператора: посмотрите на уникальное поведение головоногого
Наука
Посмотрите на туманность, которую создала ракета SpaceX в атмосфере Земли
Космос
Физики опровергли теорию Большого взрыва: как родилась Вселенная на самом деле
Космос
На премии «Оскар» будут фильмы с ИИ: какие правила внедрила академия
Новости
Названы самые уязвимые приложения в России: данные пользователей под угрозой
Новости
Оказалось, что тревожность наследуется: как она закладывается в ДНК
Наука
YouTube обещает автоматически дублировать все видео через пять лет
Новости
В кратер действующего вулкана на Камчатке заглянули с помощью георадара
Наука
Представители OpenAI заявили в суде, что компания могла бы купить Chrome у Google
Новости
Исследователи раскрыли механизм выброса солнечного ветра из корональных дыр
Космос
ИИ за полдня написал работающий эксплойт для критической уязвимости
Новости
Найдена разрушающаяся планета: она теряет массу Эвереста каждые 30,5 часов
Космос
Древний кинжал нашли в Твери: ученые выяснили его возраст
Наука
Редкое астрономическое явление можно увидеть уже в эту пятницу
Космос
Ученые раскрыли, как появились невозможные черные дыры
Космос
Минпромторг закроет параллельный импорт ноутбуков и серверов HP и Fujitsu
Новости
При Трампе пошлины на азиатские солнечные панели выросли до рекордных 3521%
Новости
ИИ помог выиграть 36 млн в лотерею: можно ли это повторить
Новости
Зонд «Люси» сфотографировал астероид необычной формы
Космос
Крупнейшая структура во Вселенной больше и ближе к Земле, показывают гамма-всплески
Космос