Сердцу вредит низкая гравитация в космосе

24.09.2024

Космическое пространство - это суровая среда, которая оказывает влияние на человеческий организм, особенно на сердечно-сосудистую систему. Условия низкой гравитации, в которых астронавты находятся в течение длительного времени, могут привести к серьезным последствиям для сердца. Недавнее исследование ученых Университета Джона Хопкинса пролило свет на то, как невесомость может ослабить ткани сердца, нарушить их нормальные функции и вызвать изменения, характерные для сердечной недостаточности. Влияние космоса на организм стало объектом пристального внимания, поскольку длительные космические миссии, такие как полеты на Марс, требуют глубокого понимания рисков для здоровья.

Для эксперимента исследователи отправили 48 образцов биоинженерных тканей человеческого сердца на Международную космическую станцию (МКС), где они находились в течение 30 дней. Эти ткани представляли собой кардиомиоциты - клетки сердечной мышцы, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (iPSC). Процесс создания таких клеток был разработан Джонатаном Цуем, который позже продолжил изучать влияние космоса на ткани сердца под руководством профессора Кима.

Исследование выявило значительные изменения в сердечных тканях, побывавших в космосе. Ткани ослабли, а их сокращения стали менее ритмичными по сравнению с контрольными образцами, которые находились на Земле. Ученые отметили, что ткани "плохо чувствовали себя в космосе": сила их сокращений сократилась почти в два раза. Также в них появились признаки окислительного стресса и повреждения митохондрий - структур клеток, ответственных за выработку энергии. Эти изменения могут быть связаны с теми же процессами, которые наблюдаются у астронавтов, возвращающихся на Землю после длительных миссий, включая аритмии и снижение функции сердечной мышцы.

Для сбора данных о работе тканей на МКС использовался специально разработанный миниатюрный "тканевой чип", который имитировал среду сердца взрослого человека. Камеры с образцами тканей были доставлены на борт миссии SpaceX CRS-20 в марте 2020 года. В течение 30 дней каждые полчаса собирались данные о силе сокращений тканей и ритме их биения. Аналогичные образцы оставались на Земле для контроля, что позволило исследователям точно сравнить результаты.

После возвращения тканей с МКС выяснилось, что сердечные клетки в условиях невесомости не только теряли силу, но и развивали аритмии - нерегулярные паттерны биения, которые могут стать причиной сердечной недостаточности. Время между ударами сердца в этих образцах увеличилось почти в пять раз по сравнению с нормой. Однако, по мере возвращения на Землю, ритм биения постепенно нормализовался, что указывает на возможность восстановления функций сердца после возвращения из космоса.

Биохимические исследования также показали, что в космических условиях сердечные ткани продемонстрировали повышенную активность генов, связанных с воспалением и повреждением клеток. Кроме того, саркомеры - белковые структуры, обеспечивающие сокращение сердечной мышцы, - стали короче и менее организованными, что является еще одним признаком сердечных заболеваний. Эти наблюдения имеют важное значение для понимания того, как космос влияет на здоровье астронавтов и как можно предотвратить негативные последствия.

Чтобы углубить исследование, команда профессора Кима в 2023 году отправила на МКС вторую партию биоинженерных сердечных тканей. В этот раз они намерены протестировать препараты, которые могут защитить клетки от вредного воздействия невесомости. Эти усилия помогут разработать методы профилактики и лечения сердечных заболеваний, как для астронавтов в космосе, так и для людей на Земле.

Выводы этого исследования подчеркивают важность продолжения изучения влияния космоса на здоровье человека. Помимо низкой гравитации, значительное внимание должно быть уделено воздействию космической радиации, особенно для миссий за пределами магнитного поля Земли. Это исследование может привести к прорывам в поддержании здоровья астронавтов во время длительных полетов и к новым подходам в борьбе с возрастными сердечными заболеваниями у земных жителей.исследования, чтобы понять влияние космической радиации на сердечно-сосудистое здоровье астронавтов во время длительных миссий вне этой защитной зоны.

<< Назад: Хранение солнечной энергии на молекулярном уровне 25.09.2024

>> Вперед: Портативный ветрогенератор Aurea Technologies Shine 2.0 24.09.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Объем HDD Western Digital удваивается 21.03.2013 Новая технология изготовления пластин жестких дисков позволяет удвоить емкость современных накопителей и решить проблему дальнейшего повышения плотности записи данных. Исследователи из компании Hitachi GST, которая в марте 2012 г. была приобретена Western Digital, разработали новый метод изготовления пластин жестких дисков. Он позволяет удвоить емкость накопителей и продолжить повышать емкость со временем, сообщает Technology Review. Информация в жестком диске хранится в магнитном материале на поверхности вращающейся пластины. В процессе производства этот материал наносится на пластину в виде тонкой пленки. Информация записывается путем изменения ориентации магнитного поля отдельных участков материала, известных как домены. Группа доменов с одним направлением магнитного поля формирует один бит информации. Технология хранения информации в доменах была разработана в 50-х годах, с тех пор ученые неоднократно придумывали способы повышения плотности записи за счет уменьшения площади участков, необходимых для хранения одного бита. Однако уменьшать эти участки бесконечно нельзя, потому что начинает проявляться феномен суперпарамагнетизма, при котором магнитное поле на участках поверхности диска принимает то же направление, что и на соседних участках, что приводит к утрате информации. В настоящее время производители подходят к границе, за которой дальнейшее уменьшение областей будет невозможно. Чтобы решить проблему, ученые HGST разместили на магнитной пластине жесткого диска с помощью технологии нанопечати магнитные точки, диаметром 10 нм, расположив их рядом с друг другом по кругу. Исследователи продемонстрировали способность магнитной головки записывать и считывать данные из этих точек. Они смогли расположить 1,2 трлн "магнитных островков" на одном квадратном дюйме пластины - достаточно для того, чтобы записать около 1 ТБ на 2,5-дюймовую пластину, что вдвое превышает плотность в современных накопителях. А так как диаметр точек можно уменьшить, то и плотность может быть еще выше. Технология нанопечати впервые появилась в середине 90-х годов. Ее суть заключается в нанесении на целевую поверхность мягкого материала с помощью твердого штампа со специальным трафаретом. Отпечаток служит для модификации поверхности с помощью травления или нанесения дополнительного слоя. Затем мягкий материал удаляется, и поверхность принимает необходимый рисунок. Жесткие диски с использованием технологии нанопечати могут появиться в продаже к концу нынешнего десятилетия, считают ученые. По словам вице-президента HGST Research Карри Манс (Currie Munce), к физическому пределу технология нанопечати сможет подойти через 15-20 лет.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025