Rumrejser og dine led

Et nyt Henry Ford Hospital-studie af mus ombord på en russisk rumflyvning kan rejse et spændende spørgsmål for morgendagens astronauter:Kan det være dårligt for dine led at rejse i rummet?

Forskere fandt tidlige tegn på brusknedbrydning hos musene, tyder på, at de reducerede biomekaniske kræfter ved rumflyvning er i spil på bevægeapparatet.

Selvom det er for tidligt at oversætte resultatet til mennesker, denne første af sin slags undersøgelse føjer til en voksende mængde forskning om sundhedseffekterne af rumflyvning på bevægeapparatet. Forskning har vist, at det at leve og arbejde i rummet fører til mange ændringer i den menneskelige krop, herunder immunsystemet, blodtryk og formen på en persons øjne.

Undersøgelsen er offentliggjort online i npg Mikrotyngdekraft , del af Nature Partner Journals udgivelsesgruppe.

Jamie Fitzgerald, Ph.D., leder af muskuloskeletal genetik ved Henry Fords afdeling for ortopædkirurgi og undersøgelsens hovedforfatter, siger, at beviser for ledbrusknedbrydning hos musene var "klare".

"Vi tror, ​​at denne nedbrydning skyldes fælles losning forårsaget af den næsten mangel på tyngdekraft i rummet, " siger han. "Hvis dette skulle ske for mennesker, givet nok tid, det ville føre til store fælles problemer."

Forskere har en teori om, at fordi de biomekaniske kræfter i rummet er forskellige fra dem på Jorden, der opstår ændringer i bevægeapparatet.

"Vi ved, at væv i bevægeapparatet - knogler, muskel, sene, brusk og ledbånd - er konstant udsat for 'belastning' overalt på Jorden, " siger Dr. Fitzgerald.

"Dette kommer fra daglige aktiviteter som at gå og løfte, og tyngdekraftens virkning, der trækker ned på bevægeapparatet. Når denne belastning fjernes på grund af vægtløshed og næsten nul tyngdekraft i rummet, disse væv begynder at nedbrydes. Det mest dramatiske eksempel er muskelatrofien og demineralisering af knogler, der opstår under rumflyvning.

"Dette muskel- og knogletab vendes, når astronauterne vender tilbage til Jorden. Det interessante ved brusk er, at det er et væv, der reparerer meget dårligt. Dette rejser det vigtige spørgsmål om, hvorvidt brusk også nedbrydes i rummet."

Til studiet, finansieret af $100, 000 NASA-bevilling, Dr. Fitzgerald og hans forskerhold analyserede de molekylære ændringer i brusken hos mus, der tilbragte 30 dage i dyreforskningsindhegninger ombord på et ubemandet russisk Bion-M1 rumfartøj i 2013. Dette omfattede udførelse af vævsfarvninger og genekspressionsundersøgelser på brusken. Resultaterne blev sammenlignet med mus observeret på Jorden i samme periode.

Dr. Fitzgerald siger, at ændringerne var i overensstemmelse med dem, der var forbundet med slidgigt.

"Samlet set, vi kan sige, at efter 30 dages mikrotyngdekraft, processen med brusknedbrydning begyndte, " siger han. "Vi så ændringer i genudtrykket, der var i overensstemmelse med brusknedbrydning."

Videooptagelser taget af musene viste, at de svævede rundt i deres indhegning i løbet af dagen. Om natten, optagelserne viste, at de kæmpede for at klatre over hver af dem og hænge på risten inde i indhegningen. "Musene oplevede en vis belastning på leddene, da de forsøgte at hænge på hinanden. Det var ikke en fuldstændig aflæsning, " siger Dr. Fitzgerald.

Sammenlignet med, musene på Jorden viste ingen mærkbar brusknedbrydning.

"Når der ikke er nogen tyngdekraft, der trækker ned på brusken, det er ikke i stand til at opretholde sin struktur, dens integritet, " Dr. Fitzgerald siger. "På jorden, hver gang du tager et skridt for at gå, du læser den brusk. I rummet, det er der meget lidt af."

Dr. Fitzgerald siger, at NASA er interesseret i at udvikle en bedre forståelse af, hvad der sker med den menneskelige krop i rummet. Der er brug for mere forskning, han siger, især med en potentiel tur til Mars i fremtiden.

"Du har måske nogle nyttelastspecialister og erfarne piloter, som allerede har en vis grad af præsymptomatisk bruskskade på tidspunktet for deres flyvning, " Dr. Fitzgerald siger. "Fordi brusk hos mennesker ikke let reparerer, tilbagevenden til Jorden kan potentielt bringe langsigtede sundhedsproblemer."