Forskning om rymdflyg belyser åldersrelaterad muskelnedgång

Forskning om rymdflyg belyser åldersrelaterad muskelnedgång

Sarkopeni, en progressiv och utbredd nedgång i muskelmassa och styrka, är vanlig vid åldrande och beräknas påverka upp till 50 % av människor i åldrarna 80 år och äldre. Det kan resultera i funktionshinder och fallskador och är förknippat med lägre livskvalitet och ökad dödlighet. Bortsett från livsstilsförändringar finns det ingen klinisk behandling för sarkopeni.

Rymdflykt, med tillhörande frånvaro av gravitation och begränsad belastning av muskler, resulterar i muskelsvaghet, ett framträdande kännetecken för sarkopeni, inom en kort tidsperiod och ger en tidsmässig överblick över åldersrelaterade atrofirelaterade förändringar i muskler. Detta relativt korta tidsfönster i rymden ger en mikrogravitationsmodell för muskelåldrande och öppnar möjligheten att studera sarkopeni, som vanligtvis tar decennier att utveckla hos patienter på jorden.

För att förstå förändringarna i muskler i mikrogravitation utvecklade Siobhan Malany, Maddalena Parafati och deras team från University of Florida, USA, skelettmuskelmikrovävnader från donatorbiopsier och skickade dem till den internationella rymdstationen (ISS) på Spacex CRS-25. Deras resultat publicerades idag iStamcellsrapporter. Mikrotissarna samlades in från både unga, aktiva donatorer och äldre, stillasittande donatorer och odlades i ett automatiserat minilaboratorium som, förutom regelbunden utfodring och övervakning av kulturerna, även möjliggjorde elektrisk stimulering för att simulera träning. På jorden var sammandragningsstyrkan hos mikrovävnader från unga, aktiva individer nästan dubbelt så stark som vävnader från äldre, stillasittande individer. Efter bara två veckor i rymden tenderade muskelstyrkan i de unga vävnaderna att minska och var nu jämförbar med styrkan hos gamla vävnader. En liknande trend observerades för muskelproteininnehåll, som var högre i unga mikrovävnader på jorden jämfört med antika mikrovävnader, men reducerades i mikrogravitation till nivåer som uppmätts i antika vävnader. Dessutom förändrade rymdfärder genuttryck, särskilt i de yngre mikrovävnaderna och störde cellulära processer relaterade till normal muskelfunktion. Intressant nog kan elektrisk stimulering dämpa dessa förändringar i genuttryck i viss utsträckning.

Genom att använda elektriska pulser för att utlösa muskelsammandragningar i realtid i rymden kan vi simulera träning och observera hur det hjälper till att skydda mot snabb muskelförsvagning orsakad av mikrogravitation. Detta tekniska framsteg ger insikt i hur vi kan bibehålla muskelhälsa under långa rymduppdrag och i slutändan bekämpa åldersrelaterad muskelförlust här på jorden. "

Siobhan Malany, en av huvudutredarna

Denna studie visar att sarkopeni muskelförtvining kan modelleras i rymden inom en relativt kort tidsperiod, vilket banar väg för uppföljande studier om orsaker och potentiella behandlingar för sarkopeni från åldrande eller rymdresor.

Källor: