Badania lotów kosmicznych rzucają światło na związany z wiekiem spadek masy mięśniowej

Badania lotów kosmicznych rzucają światło na związany z wiekiem spadek masy mięśniowej

Sarkopenia, postępujący i powszechny spadek masy i siły mięśni, jest częstym zjawiskiem u osób starszych i szacuje się, że dotyka nawet 50% osób w wieku 80 lat i starszych. Może skutkować niepełnosprawnością i obrażeniami w wyniku upadków, wiąże się z niższą jakością życia i zwiększoną śmiertelnością. Oprócz zmiany stylu życia nie ma klinicznego leczenia sarkopenii.

Lot kosmiczny, związany z brakiem grawitacji i ograniczonym obciążeniem mięśni, powoduje osłabienie mięśni, charakterystyczną cechę sarkopenii, w krótkim czasie i zapewnia tymczasowy przegląd zmian w mięśniach związanych z atrofią związaną z wiekiem. To stosunkowo krótkie okno czasowe w przestrzeni kosmicznej zapewnia model mikrograwitacji starzenia się mięśni i otwiera możliwość badania sarkopenii, która u pacjentów na Ziemi zwykle rozwija się przez dziesięciolecia.

Aby zrozumieć zmiany w mięśniach pod wpływem mikrograwitacji, Siobhan Malany, Maddalena Parafati i ich zespół z Uniwersytetu Florydy w USA opracowali mikrotkanki mięśni szkieletowych z biopsji dawców i wysłali je na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) na statku Spacex CRS-25. Ich wyniki opublikowano dzisiaj wRaporty dotyczące komórek macierzystych. Mikrotiski pobrano zarówno od młodych, aktywnych dawców, jak i starszych, prowadzących siedzący tryb życia dawców i hodowano w zautomatyzowanym minilaboratorium, które oprócz regularnego karmienia i monitorowania kultur umożliwiało również stymulację elektryczną w celu symulacji treningu. Na Ziemi siła skurczu mikrotkanków młodych, aktywnych osobników była prawie dwukrotnie większa niż tkanek starszych, prowadzących siedzący tryb życia. Już po dwóch tygodniach w kosmosie siła mięśni w młodych tkankach wykazywała tendencję do zmniejszania się i była teraz porównywalna z siłą starych tkanek. Podobną tendencję zaobserwowano w przypadku zawartości białka w mięśniach, która była wyższa w młodych mikrotkankach na Ziemi w porównaniu ze starożytnymi mikrotkankami, ale została obniżona pod wpływem mikrograwitacji do poziomów mierzonych w starożytnych tkankach. Ponadto loty kosmiczne zmieniły ekspresję genów, szczególnie w młodszych mikrotkankach i zakłóciły procesy komórkowe związane z normalnym funkcjonowaniem mięśni. Co ciekawe, stymulacja elektryczna może w pewnym stopniu osłabić te zmiany w ekspresji genów.

Wykorzystując impulsy elektryczne do wyzwalania skurczów mięśni w przestrzeni kosmicznej w czasie rzeczywistym, możemy symulować trening i obserwować, jak pomaga on chronić przed szybkim osłabieniem mięśni spowodowanym mikrograwitacją. Ten postęp technologiczny daje wgląd w to, w jaki sposób możemy utrzymać zdrowie mięśni podczas długich misji kosmicznych i ostatecznie przeciwdziałać związanej z wiekiem utracie mięśni tutaj, na Ziemi. „

Siobhan Malany, jedna z głównych badaczek

Badanie to pokazuje, że zanik mięśni sarkopenii można modelować w przestrzeni kosmicznej w stosunkowo krótkim czasie, co toruje drogę do dalszych badań nad przyczynami i potencjalnymi metodami leczenia sarkopenii spowodowanej starzeniem się lub podróżami kosmicznymi.

Źródła: