Человеческое сердце не выдержит космические путешествия — вот, что с ним происходит в невесомости

В последнее время ученые стали приходить к выводу, что основным препятствием к длительным космическим путешествием может быть не отсутствие необходимых для этого технологий, а человеческий организм, который не приспособлен к длительному пребыванию в космосе. Ученым удалось обнаружить, что в невесомости мутирует ДНК, разрушается кровь, уменьшается костная масса, развивается почечная недостаточность и т.д. Перечислять все негативные изменения, которые происходят в организме в условиях микрогравитации, можно долго. В ходе недавнего исследования ученые обнаружили, что в космосе также у людей возникнут проблемы с сердцем.

Что происходит с сердцем в космосе

Давно известно, что длительное пребывание в невесомости приводит к атрофии мышц. Даже физические упражнения в полной мере не способны противостоять этому процессу. Учитывая это, в недавнем исследовании сотрудники университета Джонса Хопкинса при поддержке Космического центра имени Джонсона НАСА решили выяснить, как реагирует на микрогравитацию сердечная мышца. Для эксперимента они отправили на МКС 48 образцов биоинженерной сердечной ткани человека.

В результате исследование показало, что нахождение в космосе в течение 30 дней ослабило сердечную ткань и ее способность поддерживать ритмичные удары. Кроме того, в мышечных тканях развились возрастные заболевания сердца и увеличилось время между сердечными сокращениями. Правда после возвращения на Землю, почти все показатели вернулись к норме.

Надо сказать, что эти результаты не стали для ученых неожиданностью. Как известно, космонавтам иногда приходится находиться на МКС гораздо дольше 30 дней. По возвращении на Землю они часто страдают от различных проблем со здоровьем. В том числе часто наблюдается снижение функции сердечной мышцы и нарушение ритма сердца. Правда, со временем большинство этих симптомов исчезают.

Почему космос негативно влияет на сердце

Несмотря на то, что негативное влияние космоса на сердце было известно давно, до последнего момента ученые не знали, что происходит с тканями на клеточном и молекулярном уровне. Чтобы выяснить это, исследователи использовали “сердце на чипе”, то есть искусственные ткани сердца, полученные из стволовых клеток. Ранее мы подробно рассказывали о том, что представляет собой технология “ткани на чипе”.

Чипы, в которые были помещены ткани сердца, собирали данные о том, насколько ритмично происходит сокращения. Один такой набор чипов был отправлен на МКС, а второй — оставался на Земле в качестве контрольной группы. Данные о тканях в космосе в режиме реального времени отправлялись на Землю, что позволяло отслеживать изменения, которые в них происходят.

Наблюдение показало, что пучки белков клеток тканей, которые помогают им сокращаться (саркомеры), стали короче и более беспорядочными, чем у контрольной группы. Это еще один симптом заболевания сердца. Также исследование на клеточном уровне показало, что митохондрии в клетках тканей стали крупнее и круглее. Из-за утраты складок они хуже вырабатывали и использовали энергию.

Считывание генетических данных показало в тканях повышенную выработку генов, связанных с воспалением и дисбалансом свободных радикалов и антиоксидантов, что приводит к окислительному стрессу. Эти изменения характерны для возрастных болезней сердца. То есть, в условиях микрогравитации человеческое сердце быстро стареет. Об этом авторы работы сообщают в издании PNAS.

По мнению исследователей, полученная информация расширяет научные знания ученых о потенциальном влиянии микрогравитации на здоровье. Возможно, в будущем удастся создать препараты, которые позволят защитить сердце в космосе. Более того, в настоящее время на МКС уже проходит тестирование таких препаратов. Для этого используется все то же “сердце на чипе”. Кроме того, результаты исследования, возможно, помогут повысить эффективность терапии возрастных заболеваний сердца на Земле.

Но, возможно, изменения, которые обнаружили ученые, связаны не только с микрогравитацией. Не стоит забывать, что ткани в космосе подвергаются воздействию космической радиации. Поэтому в настоящее время исследователи совершенствуют систему “ткань на чипе” и изучают воздействия космической радиации на сердечные мышцы.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

Эти испытания позволят оценить угрозу, которую солнечные и космические лучи представляют для здоровья сердечно-сосудистой системы за пределами низкой околоземной орбиты. Ведь, если космонавты полетят на Марс или даже Луну, то останутся на длительное время без защиты земного магнитного поля.