Фото: iScience (2024). DOI: 10.1016/j.isci.2024.109331.
Согласно новому исследованию Университета Суррея, опубликованному в журнале iScience, смоделированные эффекты микрогравитации, создаваемые 60-дневным постоянным постельным режимом, серьезно нарушают ритмическую экспрессию генов у людей.
Астронавты, подвергшиеся воздействию микрогравитации, испытывают изменения в физиологии, включая подавление иммунитета, усиление воспаления и снижение мышечной массы и плотности костей. С увеличением количества пилотируемых космических полетов важно понять изменения в молекулярных механизмах, лежащих в основе этих изменений.
Ведущий автор, профессор Саймон Арчер, профессор молекулярной биологии сна в Университете Суррея, сказал: «Это уникальное исследование представляет собой самый большой набор продольных данных об экспрессии генов у людей. Экспрессия генов человека меняется ритмично в течение 24 часов в сутки, и важно собирать данные временных рядов, а не просто отдельные моменты времени, чтобы получить полную картину того, что происходит в организме при воздействии моделируемой микрогравитации.
«Это также поднимает вопросы о влиянии постоянного постельного режима на наш организм, поскольку мы выявили драматическое влияние на временную организацию экспрессии генов человека».
В исследовании, координируемом Европейским космическим агентством в космической клинике MEDES в Тулузе, 20 мужчин выполнили 90-дневный протокол, состоящий из двух недель базового уровня и 60 дней постоянного постельного режима с углом наклона головы вниз -6 градусов до имитировать эффекты микрогравитации, испытываемые космонавтами. Протокол завершился двумя неделями восстановления.
Исследовательская группа проанализировала экспрессию генов в течение 24-часовых временных рядов в течение двух дней в исходном состоянии, трех дней в постельном режиме и одного раза в период выздоровления. Результаты показали, что протокол повлиял на 91% экспрессии генов, что привело к серьезным нарушениям количества, времени и амплитуды ритмических генов, которые демонстрируют изменения в своей мРНК каждые 24 часа.
Нарушение экспрессии генов связано с трансляцией белков, иммунными и воспалительными процессами, а также снижением мышечной функции. В период восстановления нарушенные функции мышц восстанавливались; однако длительные эффекты были выявлены при трансляции белка.
Старший автор, профессор Дерк-Ян Дейк, профессор сна и физиологии и директор Суррейского исследовательского центра сна, сказал: «Когда-то считалось, что космические путешествия недостижимы; однако рост космической отрасли означает, что теперь это реальная возможность. Многое остается неизвестным о влиянии микрогравитации на организм, и важно, чтобы мы знали об этом больше, прежде чем начать «отпуск» в космосе.
«Опираясь на то, что мы обнаружили, вторая часть нашего исследования с участием той же группы мужчин будет изучать влияние микрогравитации на сон, циркадные ритмы и гормоны людей».
Профессор Кит Райден, профессор космической инженерии и директор Космического центра Суррея, сказал: «Полёты человека в космос снова стоят на повестке дня, поскольку астронавты вскоре вернутся на Луну в рамках проекта НАСА «Артемида» наряду с ростом космического туризма. Планируется, что британский астронавт отправится на МКС в 2025 году по программе UKSA Axiom.
«Приятно видеть, что с помощью этой новой публикации Университет Суррея, известный своими космическими исследованиями, закладывает основы того, как лучше управлять воздействием космической среды на космических путешественников и обеспечивать их безопасность».
Информация от: Университетом Суррея
