Ученые выяснили, как гипергравитация повлияет на жизнь космонавтов

МОСКВА, 20 мая – РИА Новости. Биологи из Японии впервые проследили за тем, как меняется работа клеток костей и мышц мышей в космосе при полном отсутствии гравитации, ее удвоенной силе или при искусственном "нормальном" притяжении. Результаты их наблюдений были опубликованы в журнале Scientific Reports.

«

"Всего две недели жизни в условиях гипергравитации заметно поменяли работу генов, управляющих ростом костей, сосудов и мускулов у мышей. Скорость их формирования резко повысилась, что привело к гипертрофии мышц и увеличило массу и плотность костей. Это говорит о том, что притяжение "дирижирует" ростом костей и мышц в обе стороны", — пишут ученые.

Российские и американские ученые уже много лет изучают то, как жизнь в космосе влияет на здоровье человека и работу иммунной системы людей и животных. К примеру, в 2015 году они выяснили, почему многие космонавты жалуются на проблемы со зрением в космосе, а также то, почему астронавты программы "Аполлон" периодически падали и теряли равновесие на Луне.

В прошлом году космические медики раскрыли еще более тревожные изменения в работе организма людей и модельных животных при жизни в космосе. В частности, выяснилось, что длительное пребывание в невесомости бесповоротно ослабляет мускулы спины и ведет к "округлению" сердца, а полет к Марсу может ухудшить интеллектуальные способности астронавтов из-за действия космических лучей на их мозг.

Масаки Инада (Masaki Inada) и его коллеги из Университета технологий и агрикультуры Токио (Япония) выяснили, что часть негативных эффектов от жизни в открытом космосе можно будет подавить при помощи искусственной гравитации, наблюдая за жизнью мышей на МКС и в своих лабораториях на Земле.

Космические медики и биологи, как отмечают японские исследователи, уже изучали то, как микрогравитация и гипергравитация действуют на культуры клеток, однако пока никто не проверял того, как избыточно сильное или искусственное протяжение влияют на жизнь млекопитающих.

Три года назад этот пробел был восполнен Японским космическим агентством JAXA, отправившим на МКС специальный комплекс MHU, оснащенный специальными центрифугами. Они позволяли экипажу станции содержать на ней мышей и наблюдать за тем, как разные уровни гравитации влияют на их здоровье. Главная же цель этих опытов заключалась в том, что ученые хотели проследить, смогут ли мыши продолжить свой род в космосе.

Параллельно Инада и его коллеги проводили обратные эксперименты в своей лаборатории на поверхности Земли, используя аналогичные центрифуги для того, чтобы поддерживать гипергравитацию в клетках, где жили грызуны. Эти вольеры и сами установки были сделаны таким образом, что мыши не чувствовали себя некомфортно и не осознавали, что живут в постоянно вращающейся "гондоле".

Как показали эти опыты, подопечные японских исследователей быстро приспособились к необычным обитаниям среды. В первые два дня мыши вели себя странно – они перестали есть, передвигались исключительно ползком и постоянно ложились на пол головой вниз. На третьи сутки эксперимента они начали двигаться нормально, и ко второй недели жизни в новых условиях они стали вести себя абсолютно нормально.

Все эти изменения, как отмечают ученые, были связаны с необычными сдвигами в активности генов мышей. Жизнь в условиях избыточной гравитации, по их словам, привела к тому, что активность генов, отвечающих за рост мускулов и костей, резко выросла, а участки ДНК, отвечающие за утилизацию "ненужных" мышечных волокон и костной ткани, наоборот, были подавлены.

Нечто похожее происходило и на МКС. Активность генов, связанных с ростом мышц и костей снизилась у мышей, достаточно долго живших в условиях микрогравитации, а включение центрифуг подавляло эти изменения и возвращало состояние их тела в норму.

И то, и другое, как считают японские специалисты, говорит о том, что гравитация напрямую влияет на уровень активности этих участков ДНК, повышая их при высокой силе притяжения и понижая их при ее исчезновении. Это, вероятно, связано с тем, как гравитация влияет на уровень гормонов стресса в организме, однако ученые пока не уверены в этом и планируют проверить эту идею в ближайшее время.

Вне зависимости от механизма действия гравитации, теперь у ученых есть уверенность в том, что человек в принципе сможет адаптироваться к жизни на "суперземлях" и других планетах с высокой силой притяжения. Вдобавок, теперь есть все основания полагать, что с дистрофией тела при длительной жизни в невесомости можно бороться, используя аналогичные источники искусственной гравитации.