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太空人也需要保護!這2種方法可行,其中一種值得期待


2022年10月31日 - 宇宙小編  
 

隨著航天機構准備進行更長時間的月球和火星飛行,我們需要確保未來的宇航員能夠在這次旅程中幸存下來。

簡介:為預防太空環境對人體的影響,科學家針對腸道生物菌群失衡和骨骼肌肉退化進行了生物實驗,通過研究一種被稱為肌生成抑制素/激活素ActRIIB通路的細胞機制,有望可以解決失重環境下的身體問題。

50多年來,人類一直在冒險進入太空,但我們對這些在微重力下的長途飛行對人體造成的物理傷害知之甚少。

然而,對於這些微重力飛行對人體造成的物理損失知之甚少。

隨著航天機構准備前往月球和火星的更長時間飛行,他們需要確保未來的宇航員能夠在旅程中幸存下來。初步研究表明,在太空的時間確實會影響我們的健康,甚至可能改變我們的大腦。

最近的兩項研究確定了一系列潛在的令人擔憂的症狀的解決方案——即新陳代謝問題、骨骼和肌肉損失。


發表在《生理學前沿》雜志上的第一項研究表明,腸道微生物可以在太空飛行中讓人類保持健康。第二項研究發表在周一的《美國國家科學院院刊》上,建議針對人類細胞中的一種機制來幫助防止骨骼和肌肉質量的損失。

國際空間站上的機組人員一起享受吃飯。NASA

暈動病——生活在微重力環境中通常會引起惡心,並降低宇航員的食欲,進而破壞他們的腸道微生物群。微生物群是指生活在我們體內、控制消化和許多其他一些功能(甚至可能影響我們的心理健康)的微生物群落。

一旦進入太空,這些變化就會導致營養不良,使宇航員更容易發生炎症和感染,以及其他免疫系統缺陷。根據前沿組織的研究,它也可能影響他們的心理健康和認知能力。

先前的研究表明,宇航員在執行太空任務時,往往擁有與同行擁有相似的腸道微生物群。也有一些跡象表明,它們經歷了與腸道炎症相關的細菌的增加,而與抗炎特性相關的細菌則傾向於減少。

波恩大學的教授、該研究的合著者瑪蒂娜·希爾在一份聲明中說:“太空旅行者的腸道微生物群的健康應該是長期探索任務的主要目標之一。“

他說:“為了確保任務的成功,我們不能忽視存在於我們胃腸道中的無數微生物,並確保它們保持平衡。”

為了促進宇航員的健康腸道,研究表明典型的空間營養會發生變化。這種飲食包括更多的益生菌和益生元,這些都存在於酸奶、泡菜和味噌等食物中,或目標補充劑。

建立向上的骨骼——第二項研究是在小鼠身上進行的,重點是了解較長時間的微重力期間的骨骼和肌肉健康。

生活在微重力環境中會導致人類失去一些肌肉和骨量。盡管有人試圖在國際空間站等航天器上進行定期鍛煉,以幫助促進肌肉的使用。

該研究表明,靶向一種被稱為肌生成抑制素/激活素-actriib通路的細胞機制,可能會防止肌肉質量的損失。肌肌抑素和激活素是限制肌肉和骨骼生長的分泌蛋白。阻斷這些蛋白質以前已經被證明可以防止接受癌症治療的人的肌肉損失。

該研究在暴露在與國際空間站相同的微重力環境中共33天的小鼠身上測試了這種方法。

並排的比較顯示,小鼠從太空返回地球後,骨骼損失有所減少。Se-Jin李。

注射阻斷蛋白質的小鼠一旦回到“地球”重力,肌肉和骨量就顯著恢複。

這項研究的作者建議,可以在長期太空飛行中開發一種治療方法,以防止骨骼和肌肉的損失,但需要更多的工作來了解這種方法是否適用於人類。

摘要:即將到來的探索任務將意味著比迄今為止任何一次飛行任務的持續時間都要長得多。在這些任務中,對新環境的生理適應會導致不同身體系統的變化,如心血管和肌肉骨骼系統、代謝和神經行為健康以及免疫功能。

為了讓太空旅行者在月球、火星和更遠的地方旅行以及返回地球時保持健康,需要提供各種各樣的對策來維持身體功能。通過對國際空間站的研究,我們今天知道,舉例來說,為每個人規定一個適當的培訓制度,並在各自的航天器上提供設備,仍然是一項挑戰。養分供應尚未達到最佳狀態,必須在勘探任務中進行優化。


食物攝入與腸道微生物組成的變化有內在聯系。居住在我們體內的大多數微生物為宿主微生物系統提供生態系統效益,包括重要資源的生產、營養物質的生物轉化和對病原微生物的保護。腸道微生物組還能夠向宿主發出信號,調節能量儲存和食欲感知過程,並影響免疫和神經行為功能。微生物組的組成和功能很可能在太空飛行中發生變化。

在太空旅行者中,通過各自的措施來支持健康的微生物群可能會在任務期間保持他們的健康,但在返回地球時也會支持康複。在這篇綜述中,我們總結了在航天和模擬模型中觀察到的腸道微生物組的變化,特別是對代謝、肌肉骨骼和免疫系統以及神經行為障礙的影響。由於太空旅行者是健康的志願者,我們將重點放在基於pre-和益生菌補充劑的對策的潛力上。

摘要:延長太空飛行的生理後果包括骨骼肌和骨量的損失。在維持肌肉和骨骼內環境穩定中起重要作用的一個信號通路是由分泌信號蛋白myostatin(MSTN)和激活素A調節的,我們使用遺傳學和藥理學方法研究了在被送往國際空間站的小鼠中靶向MSTN/activin A信號的效果。

野生型小鼠在微重力環境中持續33天,肌肉和骨量顯著減少。

Mstn肌肉重量−/− 這些老鼠大約是野生型老鼠的兩倍,在太空飛行期間基本上都得到了維持。使用可溶形式的激活素IIB受體(ACVR2B)系統性抑制MSTN/激活素A信號,該受體可結合這些配體,導致肌肉和骨量顯著增加,在地面和飛行小鼠中效果相當。

微重力暴露和可溶性受體處理都會導致許多信號通路的改變,這反映在血液中關鍵信號成分水平的變化以及肌肉和骨骼中RNA表達水平的變化上。這些發現對治療策略有一定的指導意義,以對抗在地球上患有廢用性萎縮症的人身上同時發生的肌肉和骨丟失。

BY: inverse

FY: 宇宙天文

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