Ljudsko srce pokazuje znake starenja posle samo mesec dana u svemiru

Sunita Vilijams i Bari Buč Vilmor... Foto: NASA / AFP / Profimedia

Tokom samo mesec dana u svemiru, tkivo je postalo slabije, njegovi obrasci „kucanja“ su postali nepravilniji i pretrpelo je molekularne i genetske promene slične efektu starenja, piše Nature.

Studija omogućava korisne načine za identifikaciju molekularnih putanja u osnovi štetnih uticaja svemirskog putovanja na ljudsko srce, kaže kardiolog Džozef Vu sa Stanfordskog univerziteta u Kaliforniji.

Preporučujemo

Mikrogravitacija može imati veliki uticaj na telo i izloženi astronauti su pretrpeli kardiovaskularne promene, poput nepravilnog srčanog ritma. Međutim, ispitivanje efekata dugotrajnog svemirskog putovanja na srce i molekularnih promena u njihovoj osnovi ostaje van dohvata, kaže Deok-Ho Kim, biomedicinski inženjer sa Univerziteta Džons Hopkins u Baltimoru.

Radi prevazilaženja tog problema, Kim i kolege su poslali inženjerski napravljeno srčano tkivo na Međunarodnu svemirsku stanicu (MSS).

Da bi kreirali tkivo, istraživači su podstakli pluripotentne matične ćelije – koje mogu da se diferenciraju u bilo koji tip ćelija – da se razviju u ćelije mišića ljudskog srca. Sistem koji nazivaju „srce na čipu“ smešten je u komoru veliku otprilike kao polovina mobilnog telefona.

Kad je sistem stigao na MSS, istraživači su pomoću senzora pratili snagu kontrakcije i pulsiranja tkiva u realnom vremenu. Radi poređenja su pratili još jedan skup uzoraka tkiva na zemlji.

Nakon 12 dana na MSS, snaga kontrakcije tkiva se skoro prepolovila, dok je kod zemaljskih uzoraka ostala relativno stabilna. Ta slabost je bila i dalje primetna posle čak devet dana oporavka na Zemlji.

U svemiru su takođe otkucaji tkiva postajali nepravilniji tokom vremena – period između otkucaja se 19. dana povećao više od pet puta. Međutim, ta nepravilnost je nestala nakon što su uzorci vraćeni na Zemlju.

Ovo sugeriše da astronauti NASA Sunita Vilijams i Buč Vilmor – koji su mesecima zaglavljeni na MSS zbog tehničkih problema sa Boingovom svemirskom letelicom Starlajner – verovatno trpe kardiovaskularni stres koji će se povući posle povratka na Zemlju.

Genetske promene

Istraživači su pomoću transmisione elektronske mikroskopije pregledali sarkomere uzoraka vraćenih iz svemira – tj. niti proteina odgovornih za mišićne kontrakcije.

Nakon mesec dana u orbiti, ova proteinska vlakna su postala kraća i neuređenija nego ona u tkivima koja su ostala na Zemlji. Mitohondrije – ćelijske mašinerije za proizvodnju energije – takođe su postale otečene i fragmenirane.

Kad je sekvencirana RNK iz uzoraka tkiva, otkriven je porast ekspresije gena i signalnih putanja povezanih sa zapaljenjem i srčanim poremećajima u tkivima sa MSS. Geni, pak, koji proizvode proteine neophodne za normalnu srčanu kontrakciju i funkciju mitohondrija pokazivali su znake smanjene ekspresije.

Istraživači kažu da novi pristup ne detektuje druge značajne kardiovaskularne promene koje se mogu desiti u ljudskom srcu, poput pritiska u arterijama. Međutim, sličan sistem može biti koristan za izučavanje stanja drugih organa u uslovima mikrogravitacije i velikih nivoa zračenja. Bitnu prednost predstavlja sposobnost platforme da funkcioniše u mikrogravitacionom okruženju uz očuvanje funkcionalnosti tkiva.

U planu je slanje drugih tkiva u svemir na duže vreme radi detaljnijeg istraživanja efekata svemirskog putovanja, kao i testiranje lekova protiv nekih od uticaja mikrogravitacije na srce.

(Telegraf Nauka/Nature)