Микрогравитация не ослабляет сердечные клетки 09.09.2026

Продолжительное пребывание в космосе подвергает человеческий организм воздействию условий, с которыми он никогда не сталкивается на Земле. Микрогравитация изменяет распределение жидкостей, способствует потере костной и мышечной массы, а космическое излучение способно повреждать ДНК. Особое значение для будущих длительных экспедиций имеет состояние сердечно-сосудистой системы. Новый эксперимент с мышами на борту Международной космической станции показал, что клетки сердечной мышцы могут сохранять силу сокращения даже после нескольких недель пребывания в микрогравитации.

Исследователи давно наблюдают за тем, каким образом отсутствие привычной земной гравитационной нагрузки отражается на организме. В космосе жидкости перераспределяются в сторону верхней части тела, позвоночник немного растягивается, из-за чего рост временно увеличивается, а скелетные мышцы постепенно теряют массу и силу. Однако сердечная мышца работает в несколько иных условиях, поэтому специалисты Чикагского университета решили изучить ее непосредственно на клеточном уровне.

Для эксперимента на Международную космическую станцию отправили пять мышей, еще пять животных составили контрольную группу на Земле. Кроме того, три мыши содержались в замкнутой среде, что позволило отделить возможное влияние изоляции от непосредственного воздействия космического полета. Исследование продолжалось около 38,5 дня. Такой период позволяет получить представление о последствиях относительно продолжительного пребывания организма в микрогравитации.

Выбор мышей был связан не только с удобством проведения эксперимента. Их сердцебиение значительно быстрее человеческого: частота пульса может достигать 600 ударов в минуту, тогда как у человека нормальный диапазон составляет примерно 60-100 ударов. Таким образом, за сравнительно короткое время сердце мыши совершает огромное количество сокращений, что дает исследователям возможность моделировать значительную продолжительную нагрузку на сердечную мышцу. Если ее клетки сохраняют работоспособность в столь необычных условиях, это может указывать на определенную устойчивость аналогичных процессов у человека.

После завершения эксперимента специалисты исследовали клетки сердечной мышцы животных. Несмотря на продолжительное пребывание в микрогравитации, сила их сокращений в целом не отличалась от показателей клеток мышей из контрольной группы, находившейся на Земле. Иными словами, сама способность сердечной мышцы сокращаться не продемонстрировала ожидаемого существенного ухудшения.

Такой результат оказался несколько неожиданным даже для авторов работы. Соавтор исследования, доцент медицины UChicago Джонатан Кирк (Jonathan Kirk), отмечал, что ученые предполагали возможное снижение функции сердца, поскольку сердечная и скелетная мускулатура обладают многими общими свойствами, а скелетные мышцы во время космического полета заметно ослабевают. Однако сердечные клетки продемонстрировали гораздо большую устойчивость и сохранили силу сокращения. При этом исследователи обнаружили в них признаки воспаления, поэтому полученный результат нельзя считать свидетельством полного отсутствия воздействия микрогравитации на сердце.

Именно воспалительные изменения теперь становятся одним из важных направлений дальнейшей работы. Специалисты намерены выяснить, насколько долго сохраняются такие признаки и способны ли они со временем привести к нарушениям работы сердечной ткани. Кроме того, команда планирует исследовать образцы, которые будут обрабатываться непосредственно на борту МКС. Сейчас биологический материал возвращают на Землю, а при входе космического аппарата в атмосферу он испытывает значительные перегрузки, потенциально способные изменить его состояние. Анализ тканей непосредственно на орбите позволил бы получить более точную картину происходящих процессов.

Практическое значение этих результатов особенно велико в преддверии будущих дальних космических экспедиций. Рекорд непрерывного пребывания человека в космосе в настоящее время составляет не менее 438 дней, а потенциальная экспедиция к Марсу и обратно может занять от двух до трех лет. Сегодня астронавты на МКС должны заниматься физическими тренировками около 2,5 часа в день шесть дней в неделю, хотя непосредственно на упражнения приходится примерно 1,5 часа, а остальное время занимают подготовка, гигиена и уборка оборудования.

Полученные данные позволяют осторожно предположить, что сердечная мышца обладает значительным запасом устойчивости к микрогравитации. Однако обнаруженные воспалительные процессы показывают, что для оценки безопасности многолетних полетов одной сохранности силы сокращения недостаточно: необходимо понять все долгосрочные изменения, происходящие с сердцем в космосе.