Проривне дослідження за участю 24 мишей, запущених на Міжнародну космічну станцію (МКС) у 2023 році, виявило критичний рівень гравітації для підтримки м’язової функції у космосі. Результати, опубліковані в журналі Science Advances, показують, що тривала дія гравітації нижче 0,67g значно погіршує здоров’я м’язів, порушуючи важливі питання для майбутніх тривалих космічних місій та потенційних зусиль з колонізації на планетах, таких як Марс.
Проблема Космосу та Людської Біології
Людство еволюціонувало Землі, під постійним тяжінням гравітації в 1g. Космічні подорожі порушують цю фундаментальну біологічну вимогу, викликаючи м’язову атрофію, втрату щільності кісток та зрушення у роботі органів. Хоча астронавти зазнають цих ефектів, точні межі, у яких пошкодження стають незворотними, залишалися погано вивченими. Це дослідження дає перший докладний погляд на те, як гравітація, що змінюється, впливає на м’язову тканину в контрольованому середовищі.
Експеримент: Миші в Нульовій Гравітації та Штучній Тяжкості
Дослідники з NASA та Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA) відправили 24 миші на орбіту на ракеті SpaceX Falcon 9. Миші були розділені на чотири групи, що зазнали впливу мікрогравітації, 0,33 g, 0,67 g і 1 g протягом приблизно чотирьох тижнів. Після повернення на Землю вчені проаналізували їх литкові м’язи (відомі своєю чутливістю до гравітації) щодо ознак погіршення. Результати були очевидні: миші, що містилися при 0,67g, зберегли майже нормальну м’язову функцію, тоді як ті, які перебували нижче за цей рівень, зазнали значного погіршення.
Ключові висновки: 0,67g – Це поріг
Дослідження показало, що при 0,33g миші мали сумісний із земним розміром м’язів, але демонстрували знижену силу хвата. Однак при 0,67g їхня м’язова функція залишалася значною мірою незмінною. Це свідчить, що підтримка щонайменше 67% земної гравітації має вирішальне значення задля збереження здоров’я м’язів протягом тривалих періодів часу. Як каже професор Гарвардської медичної школи Мері Буксен, це дає «цікаву інформацію про тривалі місії на Марс та за його межі».
Наслідки для Колонізації Марса
Висновки мають пряме відношення до майбутніх космічних досліджень, особливо до амбіцій Ілона Маска щодо колонізації Марса. Гравітація на Марсі становить приблизно 38% земної (0,38g), що значно нижче за поріг у 0,67g, встановленого в дослідженні. Це говорить про те, що просте існування на Марсі, ймовірно, призведе до значного погіршення м’язів з часом, незважаючи на потенційно знижені вимоги до сили на планеті.
Що далі?
Хоча миші не є люди, дослідження закладає критичну основу для подальших досліджень. Наступним кроком буде визначення того, як ці висновки співвідносяться з людською фізіологією, включаючи вплив вправ та систем штучної гравітації. Дослідження також піднімає питання про те, чи тривалий вплив нижчої гравітації викликає незворотні пошкодження і чи можуть контрзаходи ефективно пом’якшити ці ефекти.
«Це свідчить, що однієї марсіанської гравітації недостатньо підтримки м’язової функції», — каже Буксен. «Можливо, назад, коли ви повертаєтеся на Землю, вам потрібно наростити її, щоб ви були готові, коли повернетеся».
Зрештою, це дослідження підкреслює біологічні проблеми тривалих космічних подорожей та необхідність інноваційних рішень для збереження здоров’я людей у середовищах за межами Землі.
